Metode dan keterampilan desain PCB

1. Bagaimana memilih Papan PCB?

Pemilihan papan PCB harus memenuhi persyaratan desain dan produksi massal dan biaya keseimbangan antara. Persyaratan desain meliputi bagian listrik dan mekanik. Ini biasanya penting ketika merancang papan PCB yang sangat cepat (frekuensi lebih besar dari GHz). Misalnya, bahan fr-4 yang umum digunakan saat ini mungkin tidak cocok karena kehilangan dielektrik pada beberapa GHz memiliki efek yang besar pada redaman sinyal. Dalam hal kelistrikan, perhatikan konstanta dielektrik dan rugi-rugi dielektrik pada frekuensi yang dirancang.

ipcb

2. Bagaimana cara menghindari interferensi frekuensi tinggi?

Ide dasar untuk menghindari interferensi frekuensi tinggi adalah meminimalkan interferensi medan elektromagnetik sinyal frekuensi tinggi, juga dikenal sebagai Crosstalk. Anda dapat menambah jarak antara sinyal kecepatan tinggi dan sinyal analog, atau menambahkan ground guard/shunt trace ke sinyal analog. Perhatikan juga gangguan derau arde digital ke arde analog.

3. Bagaimana memecahkan masalah integritas sinyal dalam desain kecepatan tinggi?

Integritas sinyal pada dasarnya adalah masalah pencocokan impedansi. Faktor-faktor yang mempengaruhi pencocokan impedansi meliputi arsitektur sumber sinyal, impedansi keluaran, impedansi karakteristik kabel, karakteristik sisi beban, dan arsitektur topologi kabel. Solusinya *terminasi dan sesuaikan topologi kabel.

4. Bagaimana mewujudkan kabel diferensial?

Pengkabelan pasangan perbedaan memiliki dua poin yang harus diperhatikan. Salah satunya adalah bahwa panjang dua garis harus sepanjang mungkin, dan yang lainnya adalah bahwa jarak antara dua garis (ditentukan oleh perbedaan impedansi) harus selalu tetap konstan, yaitu untuk menjaga paralel. Ada dua mode paralel: satu adalah bahwa dua garis berjalan pada lapisan berdampingan yang sama, dan yang lainnya adalah bahwa dua garis berjalan pada dua lapisan yang berdekatan dari lapisan atas dan bawah. Umumnya, implementasi berdampingan sebelumnya lebih umum.

5. Bagaimana mewujudkan kabel diferensial untuk jalur sinyal jam dengan hanya satu terminal keluaran?

Ingin menggunakan kabel diferensial harus menjadi sumber sinyal dan ujung penerima juga sinyal diferensial bermakna. Jadi tidak mungkin menggunakan kabel diferensial untuk sinyal clock dengan hanya satu output.

6. Dapatkah resistansi yang cocok ditambahkan di antara pasangan garis yang berbeda di ujung penerima?

Resistansi pencocokan antara pasangan saluran diferensial di ujung penerima biasanya ditambahkan, dan nilainya harus sama dengan nilai impedansi diferensial. Kualitas sinyal akan lebih baik.

7. Mengapa pengkabelan pasangan beda harus paling dekat dan paralel?

Pengkabelan pasangan perbedaan harus tepat dekat dan paralel. Ketinggian yang tepat adalah karena perbedaan impedansi, yang merupakan parameter penting dalam merancang pasangan perbedaan. Paralelisme juga diperlukan untuk menjaga konsistensi impedansi diferensial. Jika dua saluran jauh atau dekat, impedansi diferensial akan tidak konsisten, yang mempengaruhi integritas sinyal dan penundaan waktu.

8. Bagaimana menangani beberapa konflik teoretis dalam pengkabelan yang sebenarnya?

(1). Pada dasarnya, itu benar untuk memisahkan modul/angka. Harus diperhatikan agar tidak melewati MOAT dan tidak membiarkan jalur arus balik catu daya dan sinyal tumbuh terlalu besar.

(2). Osilator kristal adalah sirkuit osilasi umpan balik positif yang disimulasikan, dan sinyal osilasi yang stabil harus memenuhi spesifikasi penguatan dan fase loop, yang rentan terhadap gangguan, bahkan dengan jejak pelindung tanah mungkin tidak dapat sepenuhnya mengisolasi gangguan. Dan terlalu jauh, kebisingan di ground plane juga akan mempengaruhi rangkaian osilasi umpan balik positif. Oleh karena itu, pastikan untuk membuat osilator kristal dan chip sedekat mungkin.

(3). Memang, ada banyak konflik antara kabel berkecepatan tinggi dan persyaratan EMI. Namun, prinsip dasarnya adalah karena kapasitansi resistansi atau Ferrite Bead ditambahkan oleh EMI, beberapa karakteristik listrik dari sinyal tidak dapat menyebabkan gagal memenuhi spesifikasi. Oleh karena itu, yang terbaik adalah menggunakan teknik penataan kabel dan susunan PCB untuk memecahkan atau mengurangi masalah EMI, seperti pelapisan sinyal berkecepatan tinggi. Akhirnya, kapasitansi resistor atau metode Ferrite Bead digunakan untuk mengurangi kerusakan sinyal.

9. Bagaimana mengatasi kontradiksi antara kabel manual dan kabel otomatis sinyal kecepatan tinggi?

Saat ini, sebagian besar perangkat pemasangan kabel otomatis dalam perangkat lunak pemasangan kabel yang kuat telah menetapkan batasan untuk mengontrol mode belitan dan jumlah lubang. Perusahaan EDA terkadang sangat bervariasi dalam mengatur kemampuan dan kendala mesin berliku. Misalnya, apakah ada cukup kendala untuk mengontrol bagaimana garis berkelok-kelok, apakah ada cukup kendala untuk mengontrol jarak pasangan perbedaan, dll. Ini akan mempengaruhi apakah pengkabelan otomatis dari pengkabelan dapat sesuai dengan ide perancang. Selain itu, sulitnya penyetelan kabel secara manual juga mutlak berkaitan dengan kemampuan lilitan mesin. Misalnya, daya dorong kawat, daya dorong melalui lubang, bahkan daya dorong kawat pada lapisan tembaga dan sebagainya. Jadi, pilihlah cabler dengan kemampuan mesin berkelok-kelok yang kuat, itu cara mengatasinya.

10. Tentang Kupon Tes.

Kupon Uji digunakan untuk mengukur apakah impedansi karakteristik papan PCB yang DIPRODUKSI memenuhi persyaratan desain dengan menggunakan Time Domain Reflectometer (TDR). Umumnya, impedansi untuk mengontrol adalah saluran tunggal dan pasangan beda dari dua kasus. Oleh karena itu, lebar garis dan spasi garis (jika diferensial) pada Kupon Uji harus sama dengan garis yang dikontrol. Yang paling penting adalah lokasi titik grounding. Untuk mengurangi nilai induktansi lead ground, titik ground probe TDR biasanya sangat dekat dengan ujung probe. Oleh karena itu, jarak dan metode pengukuran titik sinyal dan titik arde pada Kupon uji harus sesuai dengan probe yang digunakan.

11. Dalam desain PCB berkecepatan tinggi, area kosong dari lapisan sinyal dapat dilapisi tembaga, dan bagaimana mendistribusikan lapisan tembaga pada landasan dan catu daya dari beberapa lapisan sinyal?

Umumnya di area kosong lapisan tembaga sebagian besar kasing diarde. Perhatikan saja jarak antara tembaga dan saluran sinyal ketika tembaga diterapkan di sebelah saluran sinyal berkecepatan tinggi, karena tembaga yang diterapkan akan mengurangi impedansi karakteristik saluran. Juga berhati-hatilah untuk tidak mempengaruhi impedansi karakteristik lapisan lain, seperti pada konstruksi garis ganda.

12. Dapatkah garis sinyal di atas bidang catu daya digunakan untuk menghitung impedansi karakteristik menggunakan model garis mikrostrip? Dapatkah sinyal antara catu daya dan bidang tanah dihitung menggunakan model pita-garis?

Ya, baik bidang daya dan bidang tanah harus dipertimbangkan sebagai bidang referensi saat menghitung impedansi karakteristik. Misalnya, papan empat lapis: lapisan atas – lapisan daya – lapisan – lapisan bawah. Dalam hal ini, model impedansi karakteristik pengkabelan lapisan atas adalah model saluran mikrostrip dengan bidang daya sebagai bidang referensi.

13. Dapatkah titik uji yang dihasilkan secara otomatis oleh perangkat lunak pada PCB kepadatan tinggi memenuhi persyaratan pengujian produksi massal secara umum?

Apakah titik uji yang dihasilkan secara otomatis oleh perangkat lunak umum dapat memenuhi kebutuhan pengujian tergantung pada apakah spesifikasi titik uji yang ditambahkan memenuhi persyaratan mesin uji. Selain itu, jika kabel terlalu padat dan spesifikasi penambahan titik uji ketat, mungkin tidak dapat secara otomatis menambahkan titik uji ke setiap bagian jalur, tentu saja, Anda harus menyelesaikan tempat pengujian secara manual.

14. Apakah penambahan titik uji mempengaruhi kualitas sinyal kecepatan tinggi?

Apakah itu mempengaruhi kualitas sinyal tergantung pada bagaimana titik uji ditambahkan dan seberapa cepat sinyalnya. Pada dasarnya, titik uji tambahan (bukan melalui atau pin DIP sebagai titik uji) dapat ditambahkan ke jalur atau ditarik keluar jalur. Yang pertama setara dengan menambahkan kapasitor yang sangat kecil di saluran, yang terakhir adalah cabang tambahan. Kedua kondisi ini sedikit banyak berpengaruh pada sinyal kecepatan tinggi, dan tingkat pengaruhnya terkait dengan kecepatan frekuensi dan kecepatan tepi sinyal. Pengaruh tersebut dapat diperoleh melalui simulasi. Pada prinsipnya, semakin kecil titik uji, semakin baik (tentu saja, untuk memenuhi persyaratan mesin uji) semakin pendek cabang, semakin baik.

15. Sejumlah sistem PCB, bagaimana menghubungkan tanah antara papan?

Ketika sinyal atau catu daya antara masing-masing papan PCB terhubung satu sama lain, misalnya, papan A memiliki catu daya atau sinyal ke papan B, harus ada jumlah arus yang sama dari lantai yang mengalir kembali ke papan A (ini adalah Kirchoff hukum saat ini). Arus di lapisan ini akan menemukan jalan kembali ke impedansi terendah. Oleh karena itu, jumlah pin yang diberikan pada formasi tidak boleh terlalu rendah pada setiap antarmuka, baik sambungan daya atau sinyal, untuk mengurangi impedansi dan dengan demikian mengurangi noise formasi. Dimungkinkan juga untuk menganalisis seluruh loop arus, terutama bagian yang lebih besar dari arus, dan menyesuaikan koneksi ground atau ground untuk mengontrol aliran arus (misalnya, untuk membuat impedansi rendah di satu tempat sehingga sebagian besar arus mengalir melalui tempat itu), mengurangi dampak pada sinyal lain yang lebih sensitif.