1 spurningar

Með stóraukinni hönnunarflækju og samþættingu rafeindakerfa verða klukkuhraði og hækkunartími tækja hraðar og hraðari, og háhraða PCB hönnun er orðinn mikilvægur hluti af hönnunarferlinu. Í háhraða hringrásarhönnun gerir inductance og rýmd á hringrásarborðslínunni að vírinn jafngildir flutningslínu. Rangt skipulag lúkningarhluta eða röng raflögn háhraðamerkja getur valdið vandamálum með flutningslínuáhrif, sem leiðir til rangrar gagnaúttaks úr kerfinu, óeðlilegrar rásarvirkni eða jafnvel engrar notkunar. Byggt á flutningslínulíkaninu, til að draga saman, mun flutningslínan hafa skaðleg áhrif eins og endurspeglun merkja, þverræðu, rafsegultruflanir, aflgjafa og jarðhávaða á hringrásarhönnunina.

Til þess að hanna háhraða PCB hringrás sem getur virkað á áreiðanlegan hátt, verður að íhuga hönnunina að fullu og vandlega til að leysa óáreiðanleg vandamál sem geta komið upp við skipulag og leið, stytta vöruþróunarferilinn og bæta samkeppnishæfni markaðarins.

Hvernig á að nota PROTEL hönnunarverkfæri fyrir háhraða PCB hönnun

2 Skipulagshönnun hátíðnikerfis

Í PCB hönnun hringrásarinnar er skipulagið mikilvægur hlekkur. Niðurstaða skipulagsins mun hafa bein áhrif á raflögn og áreiðanleika kerfisins, sem er mest tímafrekt og erfitt í allri hönnuninni á prentuðu hringrásinni. Flókið umhverfi hátíðni PCB gerir útlitshönnun hátíðnikerfisins erfitt að nota lærða fræðilega þekkingu. Það krefst þess að sá sem setur út verði að hafa ríka reynslu í háhraða PCB framleiðslu, til að forðast krókaleiðir í hönnunarferlinu. Bættu áreiðanleika og skilvirkni hringrásarvinnu. Í útlitsferlinu ætti að huga að vélrænni uppbyggingu, hitaleiðni, rafsegultruflunum, þægindum framtíðar raflagna og fagurfræði.

Fyrst af öllu, fyrir skipulag, er öllu hringrásinni skipt í aðgerðir. Hátíðnirásin er aðskilin frá lágtíðnirásinni og hliðræna hringrásin og stafræna hringrásin eru aðskilin. Hver virka hringrás er sett eins nálægt miðju flísarinnar og hægt er. Forðastu sendingartöf af völdum of langra víra og bættu aftengingaráhrif þétta. Að auki skaltu fylgjast með hlutfallslegum stöðum og áttum milli pinna og hringrásarhluta og annarra röra til að draga úr gagnkvæmum áhrifum þeirra. Allir hátíðnihlutir ættu að vera langt í burtu frá undirvagninum og öðrum málmplötum til að draga úr sníkjutengingu.

Í öðru lagi ætti að huga að hitauppstreymi og rafseguláhrifum milli íhluta við skipulag. Þessi áhrif eru sérstaklega alvarleg fyrir hátíðnikerfi og gera ætti ráðstafanir til að halda í burtu eða einangra, hita og hlíf. Afrakstursleiðréttingarrörið og stillingarrörið ætti að vera búið ofni og haldið í burtu frá spenni. Hitaþolnum íhlutum eins og rafgreiningarþéttum ætti að halda í burtu frá hitahlutum, annars mun raflausnin þorna út, sem leiðir til aukinnar viðnáms og lélegrar frammistöðu, sem hefur áhrif á stöðugleika hringrásarinnar. Nægt pláss ætti að vera eftir í skipulaginu til að raða hlífðarvirkinu og koma í veg fyrir innleiðingu ýmissa sníkjutenginga. Til að koma í veg fyrir rafsegultengingu milli spólanna á prentuðu hringrásinni ætti að setja spólurnar tvær í rétt horn til að draga úr tengistuðlinum. Aðferðin við lóðrétta plötueinangrun er einnig hægt að nota. Best er að nota beint leiðslu íhlutans sem á að lóða við hringrásina. Því styttra sem forskotið er, því betra. Ekki nota tengi og lóðaflipa vegna þess að það er dreifð rýmd og dreifð inductance á milli aðliggjandi lóðaflipa. Forðastu að setja hávaða íhluti í kringum kristalsveifluna, RIN, hliðræna spennu og viðmiðunarspennumerkjaspor.

Að lokum, á meðan tryggt er eðlislæg gæði og áreiðanleika, á meðan tekið er tillit til heildarfegurðar, ætti að framkvæma sanngjarna hringrásaráætlun. Íhlutirnir ættu að vera samsíða eða hornrétt á yfirborð borðsins og samsíða eða hornrétt á brún aðalborðsins. Dreifing íhluta á yfirborð borðsins ætti að vera eins jöfn og mögulegt er og þéttleiki ætti að vera í samræmi. Þannig er það ekki bara fallegt, heldur einnig auðvelt að setja saman og sjóða, og það er auðvelt að fjöldaframleiða.

3 Raflagnir hátíðnikerfis

Í hátíðnirásum er ekki hægt að hunsa dreifingarbreytur viðnám, rýmd, inductance og gagnkvæma inductance tengivíranna. Frá sjónarhóli truflanavarna er skynsamleg raflögn að reyna að draga úr línuviðnáminu, dreifðri rýmd og flökkuspennu í hringrásinni. , Straumsegulsviðið sem myndast er minnkað í lágmarki, þannig að dreifð rýmd, segulflæði leka, gagnkvæm rafsegulsvið og önnur truflun af völdum hávaða eru bæld.

Notkun PROTEL hönnunarverkfæra í Kína hefur verið nokkuð algeng. Hins vegar einblína margir hönnuðir aðeins á „breiðbandshraðann“ og endurbæturnar sem gerðar hafa verið með PROTEL hönnunarverkfærunum til að laga sig að breytingum á eiginleikum tækisins hafa ekki verið notaðar í hönnuninni, sem gerir ekki aðeins sóun á auðlindum hönnunartækja meira alvarlegt, sem gerir það erfitt fyrir framúrskarandi frammistöðu margra nýrra tækja að koma til sögunnar.

Eftirfarandi kynnir nokkrar sérstakar aðgerðir sem PROTEL99 SE tólið getur veitt.

(1) Leiðin á milli pinna á hátíðni hringrásarbúnaðinum ætti að vera eins lítið og mögulegt er sveigð. Best er að nota fulla beina línu. Þegar beygja er krafist er hægt að nota 45° beygjur eða boga, sem getur dregið úr ytri losun hátíðnimerkja og gagnkvæmum truflunum. Tengingin á milli. Þegar PROTEL er notað fyrir leið geturðu valið 45 gráður eða Rounded í „Routing Corners“ í „reglur“ valmyndinni í „Design“ valmyndinni. Þú getur líka notað shift + bil takkana til að skipta fljótt á milli línanna.

(2) Því styttra sem leiðin er á milli pinna hátíðnirásarbúnaðarins, því betra.

PROTEL 99 Áhrifaríkasta leiðin til að mæta stystu raflögnum er að panta tíma fyrir raflögn fyrir einstök háhraðanetkerfi fyrir sjálfvirka raflögn. „RouTing Topology“ í „reglum“ í „Hönnun“ valmyndinni

Veldu stystu.

(3) Skipting blýlaga á milli pinna hátíðnirásartækja er eins lítil og mögulegt er. Það er, því færri tengingar sem notaðar eru í íhlutatengingarferlinu, því betra.

Ein gegnum getur leitt til um 0.5pF af dreifðri rafrýmd, og fækkun fjölda gegnumganga getur aukið hraðann verulega.

(4) Fyrir hátíðni hringrásarlagnir, gaum að „krosstruflunum“ sem kynnt er með samhliða raflögn merkjalínunnar, það er þvertaling. Ef samhliða dreifing er óhjákvæmileg er hægt að raða stóru svæði af „jörðu“ á gagnstæða hlið samhliða merkjalínunnar

Til að draga mjög úr truflunum. Samhliða raflögn í sama lagi er nánast óumflýjanleg, en í tveimur samliggjandi lögum þarf stefna raflagna að vera hornrétt á hvort annað. Þetta er ekki erfitt að gera í PROTEL en það er auðvelt að horfa framhjá því. Í „RouTIngLayers“ í „Hönnun“ valmyndinni „reglur“, veldu Lárétt fyrir Topplayer og Lóðrétt fyrir BottomLayer. Að auki er „fjölhyrningsflugvél“ veitt á „stað“

Hlutverk marghyrninga rist koparþynnuyfirborðsins, ef þú setur marghyrninginn sem yfirborð alls prentuðu hringrásarinnar og tengir þennan kopar við GND hringrásarinnar, getur það bætt hátíðni gegn truflunum, það hefur einnig meiri ávinningur fyrir hitaleiðni og styrk prentplötu.

(5) Gerðu ráðstafanir til að girða jarðvíra fyrir sérstaklega mikilvægar merkjalínur eða staðbundnar einingar. „Útlínur völdum hlutum“ er að finna í „Tól“ og þessa aðgerð er hægt að nota til að „vefja jörð“ sjálfkrafa á völdum mikilvægum merkjalínum (eins og sveiflurás LT og X1).

(6) Almennt eru raflínan og jarðtengingarlínan í hringrásinni breiðari en merkjalínan. Þú getur notað „Flokkar“ í „Hönnun“ valmyndinni til að flokka netið, sem er skipt í rafmagnsnet og merkjakerfi. Það er þægilegt að setja reglur um raflögn. Skiptu um línubreidd raflínu og merkjalínu.

(7) Ýmsar gerðir raflagna geta ekki myndað lykkju og jarðvírinn getur ekki myndað straumlykkju. Ef hringrás myndast mun það valda miklum truflunum í kerfinu. Til þess er hægt að nota keðjutengingaraðferð sem getur í raun komið í veg fyrir myndun lykkjur, útibúa eða stubba við raflögn, en það mun einnig leiða til vandans að raflögn er ekki auðveld.

(8) Samkvæmt gögnum og hönnun ýmissa flísa, áætlaðu strauminn sem fer fram hjá aflgjafarásinni og ákvarðaðu nauðsynlega vírbreidd. Samkvæmt reynsluformúlunni: B (línubreidd) ≥ L (mm/A) × I (A).

Samkvæmt núverandi, reyndu að auka breidd raflínunnar og draga úr lykkjuviðnáminu. Á sama tíma skaltu gera stefnu raflínunnar og jarðlínunnar í samræmi við stefnu gagnaflutnings, sem hjálpar til við að auka getu gegn hávaða. Þegar nauðsyn krefur er hægt að bæta við hátíðniþurrkubúnaði úr koparvírsvinduðu ferríti við raflínuna og jarðlínuna til að hindra leiðslu hátíðnihávaða.

(9) Hleiðslubreidd sama nets ætti að vera sú sama. Breytingar á línubreidd munu valda ójafnri línueinkennandi viðnám. Þegar flutningshraðinn er mikill mun endurspeglun eiga sér stað, sem ætti að forðast eins og hægt er í hönnuninni. Á sama tíma skaltu auka línubreidd samhliða lína. Þegar miðlínufjarlægðin fer ekki yfir 3 sinnum línubreiddina er hægt að viðhalda 70% af rafsviðinu án gagnkvæmra truflana, sem kallast 3W meginreglan. Þannig er hægt að sigrast á áhrifum dreifðrar rafrýmds og dreifðs inductance af völdum samhliða lína.

4 Hönnun rafmagnssnúru og jarðvíra

Til að leysa spennufallið af völdum hávaða aflgjafa og línuviðnáms sem hátíðnihringrásin kynnir, verður að íhuga að fullu áreiðanleika aflgjafakerfisins í hátíðnirásinni. Það eru almennt tvær lausnir: önnur er að nota rafstraumtækni fyrir raflögn; hitt er að nota sérstakt aflgjafalag. Til samanburðar er framleiðsluferli þess síðarnefnda flóknara og kostnaðurinn dýrari. Þess vegna er hægt að nota netkerfisrafstraumtæknina fyrir raflögn, þannig að hver íhlutur tilheyrir annarri lykkju og straumurinn á hverri rútu á netinu hefur tilhneigingu til að vera í jafnvægi, sem dregur úr spennufalli af völdum línuviðnáms.

Hátíðni flutningsaflið er tiltölulega stórt, þú getur notað stórt svæði af kopar og fundið lágviðnám jarðplan nálægt fyrir margfeldi jarðtengingu. Vegna þess að inductance jarðtengingarleiðarinnar er í réttu hlutfalli við tíðni og lengd, mun sameiginlega jarðarviðnámið aukast þegar vinnslutíðnin er há, sem mun auka rafsegultruflun sem myndast af sameiginlegu jörðuviðnáminu, þannig að lengd jarðvírsins er þarf að vera eins stutt og hægt er. Reyndu að draga úr lengd merkjalínu og auka flatarmál jarðlykkju.

Stilltu einn eða fleiri hátíðni aftengingarþétta á afl og jörðu flísarinnar til að útvega nærliggjandi hátíðnirás fyrir tímabundinn straum innbyggða flíssins, þannig að straumurinn fari ekki í gegnum aflgjafalínuna með stórri lykkju svæði og dregur þar með mjög úr hávaðanum sem geislaði út að utan. Veldu einlita keramikþétta með góðum hátíðnimerkjum sem aftengingarþétta. Notaðu stóra tantalþétta eða pólýesterþétta í stað rafgreiningarþétta sem orkugeymsluþétta fyrir rafrásarhleðslu. Vegna þess að dreifð inductance rafgreiningarþéttans er stór er hann ógildur fyrir hátíðni. Þegar þú notar rafgreiningarþétta skaltu nota þá í pörum með aftengingarþéttum með góða hátíðnieiginleika.

5 Önnur háhraða hringrásarhönnunartækni

Viðnámssamsvörun vísar til vinnuástands þar sem álagsviðnám og innra viðnám örvunargjafans eru aðlagaðar að hvort öðru til að fá hámarksafköst. Fyrir háhraða PCB raflögn, til að koma í veg fyrir endurspeglun merkja, þarf að viðnám hringrásarinnar sé 50 Ω. Þetta er áætluð tala. Almennt er kveðið á um að grunnband kóaxkapals sé 50 Ω, tíðnisviðið sé 75 Ω og snúinn vírinn sé 100 Ω. Það er bara heil tala, til að auðvelda samsvörun. Samkvæmt sértækri hringrásargreiningu er samhliða AC lúkningin samþykkt og viðnám og þéttakerfi eru notuð sem lúkningarviðnám. Lokaviðnám R verður að vera minna en eða jafnt og flutningslínuviðnám Z0 og rýmd C verður að vera meiri en 100 pF. Mælt er með því að nota 0.1UF fjöllaga keramikþétta. Þéttin hefur það hlutverk að hindra lágtíðni og fara í gegnum hátíðni, þannig að viðnám R er ekki DC álag akstursgjafans, þannig að þessi lúkningaraðferð hefur enga DC orkunotkun.

Crosstalk vísar til óæskilegrar truflunar á spennuhljóði sem stafar af rafsegultengingu við aðliggjandi flutningslínur þegar merkið breiðist út á flutningslínunni. Tenging er skipt í rafrýmd tengingu og inductive tengingu. Óhófleg þvertaling getur valdið fölskum ræsingu á hringrásinni og valdið því að kerfið virki ekki eðlilega. Samkvæmt sumum einkennum krosstalingar er hægt að draga saman nokkrar helstu aðferðir til að draga úr krosstölu:

(1) Auktu línubilið, minnkaðu samhliða lengdina og notaðu skokkaðferðina fyrir raflögn ef þörf krefur.

(2) Þegar háhraða merkjalínur uppfylla skilyrðin, getur það að bæta við lúkningarsamsvörun dregið úr eða eytt endurkasti og þar með dregið úr þverræðu.

(3) Fyrir microstrip flutningslínur og ræmur flutningslínur getur takmörkun á rekjahæðinni við innan bilsins fyrir ofan jarðplanið dregið verulega úr þverræðu.

(4) Þegar raflagnarrýmið leyfir, settu jarðvír á milli tveggja víra með alvarlegri þverræðu, sem getur gegnt hlutverki í einangrun og dregið úr þverræðu.

Vegna skorts á háhraðagreiningu og leiðbeiningum um uppgerð í hefðbundinni PCB hönnun er ekki hægt að tryggja merkjagæði og ekki er hægt að uppgötva flest vandamálin fyrr en plötugerðarprófið. Þetta dregur mjög úr hönnunarskilvirkni og eykur kostnað, sem er augljóslega óhagstætt í harðri samkeppni á markaði. Þess vegna, fyrir háhraða PCB hönnun, hefur fólk í greininni lagt til nýja hönnunarhugmynd, sem hefur orðið “top-down” hönnunaraðferð. Eftir margvíslega stefnugreiningu og hagræðingu hefur tekist að komast hjá flestum hugsanlegum vandamálum og sparað mikið. Tími til að tryggja að fjárhagsáætlun verkefnisins standist, hágæða prentaðar töflur eru framleiddar og leiðinlegar og kostnaðarsamar prófunarvillur eru forðast.

Notkun mismunalína til að senda stafræn merki er áhrifarík ráðstöfun til að stjórna þáttum sem eyðileggja heilleika merkja í háhraða stafrænum hringrásum. Mismunalínan á prentuðu hringrásinni jafngildir samþættu samþættu flutningslínapöri í örbylgjuofni sem vinnur í hálf-TEM ham. Meðal þeirra jafngildir mismunalínan efst eða neðst á PCB tengilínunni og er staðsett á innra lagi fjöllaga PCBsins Mismunalínan jafngildir breiðhliðar tengdri ræmulínu. Stafræna merkið er sent á mismunadrifslínunni í stakri sendingarham, það er að fasamunurinn á jákvæðu og neikvæðu merkjunum er 180° og hávaðinn er tengdur á par af mismunalínum í sameiginlegri ham. Dregið er frá spennu eða straumi hringrásarinnar, þannig að hægt sé að fá merki til að útrýma venjulegum hávaða. Lágspennu amplitude eða núverandi drifútgangur mismunalínuparsins uppfyllir kröfur um háhraða samþættingu og litla orkunotkun.

6 lokaorð

Með stöðugri þróun rafeindatækni er mikilvægt að skilja kenninguna um heilleika merkja til að leiðbeina og sannreyna hönnun háhraða PCB. Sum reynsla sem er dregin saman í þessari grein getur hjálpað háhraða PCB hönnuðum að stytta þróunarferilinn, forðast óþarfa krókaleiðir og spara mannafla og efni. Hönnuðir verða að halda áfram að rannsaka og kanna í raunverulegri vinnu, halda áfram að safna reynslu og sameina nýja tækni til að hanna háhraða PCB hringrásarborð með framúrskarandi frammistöðu.