Metodi e abilità di progettazione PCB

1. Come scegliere PCB bordo?

La selezione della scheda PCB deve soddisfare i requisiti di progettazione e la produzione di massa e il costo dell’equilibrio tra. I requisiti di progettazione includono parti elettriche e meccaniche. Questo è solitamente importante quando si progettano schede PCB molto veloci (frequenze maggiori di GHz). Ad esempio, il materiale fr-4 comunemente usato oggi potrebbe non essere adatto perché la perdita dielettrica a diversi GHz ha un grande effetto sull’attenuazione del segnale. Nel caso dell’elettricità, prestare attenzione alla costante dielettrica e alla perdita dielettrica alla frequenza progettata.

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2. Come evitare le interferenze ad alta frequenza?

L’idea di base per evitare interferenze ad alta frequenza è ridurre al minimo l’interferenza del campo elettromagnetico del segnale ad alta frequenza, noto anche come diafonia. È possibile aumentare la distanza tra il segnale ad alta velocità e il segnale analogico o aggiungere tracce di protezione/shunt a terra al segnale analogico. Prestare attenzione anche alla messa a terra digitale all’interferenza del rumore di terra analogico.

3. Come risolvere il problema dell’integrità del segnale nella progettazione ad alta velocità?

L’integrità del segnale è fondamentalmente una questione di adattamento di impedenza. I fattori che influenzano l’adattamento dell’impedenza includono l’architettura della sorgente del segnale, l’impedenza di uscita, l’impedenza caratteristica del cavo, la caratteristica del lato carico e l’architettura della topologia del cavo. La soluzione è * terminazione e regolare la topologia del cavo.

4. Come realizzare il cablaggio differenziale?

Il cablaggio della coppia differenziale ha due punti a cui prestare attenzione. Una è che la lunghezza delle due linee dovrebbe essere la più lunga possibile, e l’altra è che la distanza tra le due linee (determinata dalla differenza di impedenza) dovrebbe rimanere sempre costante, cioè rimanere parallela. Esistono due modalità parallele: una è che le due linee corrono sullo stesso strato affiancate e l’altra è che le due linee corrono su due strati adiacenti degli strati superiore e inferiore. In genere, la prima implementazione side-by-side è più comune.

5. Come realizzare il cablaggio differenziale per la linea del segnale di clock con un solo terminale di uscita?

Vuoi utilizzare il cablaggio differenziale deve essere la sorgente del segnale e l’estremità ricevente è anche il segnale differenziale è significativo. Quindi è impossibile utilizzare un cablaggio differenziale per un segnale di clock con una sola uscita.

6. È possibile aggiungere una resistenza corrispondente tra le coppie di linee di differenza all’estremità ricevente?

La resistenza di adattamento tra la coppia di linee differenziali all’estremità ricevente viene solitamente aggiunta e il suo valore dovrebbe essere uguale al valore dell’impedenza differenziale. La qualità del segnale sarà migliore.

7. Perché il cablaggio delle coppie di differenze dovrebbe essere il più vicino e parallelo?

Il cablaggio delle coppie differenziali dovrebbe essere adeguatamente vicino e parallelo. L’altezza corretta è dovuta all’impedenza differenziale, che è un parametro importante nella progettazione delle coppie differenziali. Il parallelismo è richiesto anche per mantenere la consistenza dell’impedenza differenziale. Se le due linee sono lontane o vicine, l’impedenza differenziale sarà incoerente, il che influisce sull’integrità del segnale e sul ritardo di temporizzazione.

8. Come affrontare alcuni conflitti teorici nel cablaggio effettivo?

(1). Fondamentalmente, è giusto separare moduli/numeri. Fare attenzione a non attraversare il MOAT ea non lasciare che l’alimentazione e il percorso della corrente di ritorno del segnale diventino troppo grandi.

(2). L’oscillatore a cristallo è un circuito oscillante a feedback positivo simulato e i segnali oscillanti stabili devono soddisfare le specifiche di guadagno e fase del circuito, che sono soggetti a interferenze, anche con tracce di guardia di terra potrebbero non essere in grado di isolare completamente le interferenze. E troppo lontano, il rumore sul piano di massa influenzerà anche il circuito di oscillazione del feedback positivo. Pertanto, assicurati di avvicinare il più possibile l’oscillatore al cristallo e il chip.

(3). In effetti, ci sono molti conflitti tra il cablaggio ad alta velocità ei requisiti EMI. Tuttavia, il principio di base è che, a causa della capacità di resistenza o della perlina di ferrite aggiunta dall’EMI, non è possibile che alcune caratteristiche elettriche del segnale non soddisfino le specifiche. Pertanto, è meglio utilizzare la tecnica di disposizione del cablaggio e dell’impilamento PCB per risolvere o ridurre i problemi EMI, come il rivestimento del segnale ad alta velocità. Infine, è stata utilizzata la capacità del resistore o il metodo Ferrite Bead per ridurre il danno al segnale.

9. Come risolvere la contraddizione tra cablaggio manuale e cablaggio automatico dei segnali ad alta velocità?

Al giorno d’oggi, la maggior parte dei dispositivi di cablaggio automatico in un software di cablaggio robusto ha dei vincoli per controllare la modalità di avvolgimento e il numero di fori. Le società EDA a volte variano notevolmente nell’impostazione delle capacità e dei vincoli dei motori di avvolgimento. Ad esempio, se ci sono abbastanza vincoli per controllare come si snodano le linee a serpentina, se ci sono abbastanza vincoli per controllare la spaziatura delle coppie di differenze, ecc. Ciò influenzerà se il cablaggio automatico del cablaggio può essere conforme all’idea del progettista. Inoltre, la difficoltà della regolazione manuale del cablaggio è assolutamente correlata anche alla capacità di avvolgimento del motore. Ad esempio, la capacità di spinta del filo, attraverso la capacità di spinta del foro e persino il filo sulla capacità di spinta del rivestimento in rame e così via. Quindi, scegli un cablatore con una forte capacità di avvolgimento del motore, è il modo per risolvere.

10. Informazioni sul tagliando di prova.

Il tagliando di prova viene utilizzato per misurare se l’impedenza caratteristica della scheda PCB PRODOTTA soddisfa i requisiti di progettazione utilizzando il riflettometro nel dominio del tempo (TDR). Generalmente, l’impedenza da controllare è una linea singola e una coppia di differenza di due casi. Pertanto, la larghezza della linea e l’interlinea (se differenziale) sul tagliando di prova dovrebbero essere le stesse della linea da controllare. La cosa più importante è la posizione del punto di messa a terra. Per ridurre il valore di induttanza del cavo di massa, il punto di massa della sonda TDR è solitamente molto vicino alla punta della sonda. Pertanto, la distanza e il metodo di misurazione del punto del segnale e del punto di messa a terra sul coupon di prova devono essere conformi alla sonda utilizzata.

11. Nella progettazione PCB ad alta velocità, l’area vuota del livello del segnale può essere rivestita in rame e come distribuire il rivestimento in rame sulla messa a terra e sull’alimentazione di più livelli di segnale?

Generalmente nel rivestimento in rame dell’area vuota la maggior parte del case è collegata a terra. Basta prestare attenzione alla distanza tra il rame e la linea del segnale quando il rame viene applicato vicino alla linea del segnale ad alta velocità, perché il rame applicato ridurrà l’impedenza caratteristica della linea. Fare inoltre attenzione a non alterare l’impedenza caratteristica di altri strati, come nella costruzione a doppia stripline.

12. La linea di segnale sopra il piano di alimentazione può essere utilizzata per calcolare l’impedenza caratteristica utilizzando il modello di linea a microstrip? Il segnale tra l’alimentatore e il piano di massa può essere calcolato utilizzando un modello a nastro?

Sì, sia il piano di potenza che il piano di massa devono essere considerati come piani di riferimento nel calcolo dell’impedenza caratteristica. Ad esempio, una scheda a quattro strati: strato superiore – strato di potenza – strato – strato inferiore. In questo caso, il modello dell’impedenza caratteristica del cablaggio dello strato superiore è un modello di linea a microstriscia con piano di potenza come piano di riferimento.

13. I punti di prova generati automaticamente dal software su PCB ad alta densità possono soddisfare i requisiti di prova della produzione di massa in generale?

Se i punti di prova generati automaticamente dal software generale possono soddisfare le esigenze di prova dipende dal fatto che le specifiche dei punti di prova aggiunti soddisfino i requisiti della macchina di prova. Inoltre, se il cablaggio è troppo denso e le specifiche per l’aggiunta di punti di prova sono rigorose, potrebbe non essere possibile aggiungere automaticamente punti di prova a ciascuna sezione della linea, ovviamente è necessario completare manualmente il punto di prova.

14. L’aggiunta di punti di prova influirà sulla qualità dei segnali ad alta velocità?

Il fatto che influisca sulla qualità del segnale dipende da come vengono aggiunti i punti di prova e dalla velocità del segnale. Fondamentalmente, possono essere aggiunti alla linea o estratti dalla linea ulteriori punti di test (non tramite o DIP pin come punti di test). Il primo equivale ad aggiungere un condensatore molto piccolo sulla linea, il secondo è un ramo in più. Entrambe queste due condizioni hanno più o meno influenza sui segnali ad alta velocità e il grado di influenza è correlato alla velocità della frequenza e alla velocità del segnale. L’influenza può essere ottenuta attraverso la simulazione. In linea di principio, più piccolo è il punto di prova, meglio (ovviamente, per soddisfare i requisiti della macchina di prova) più corto è il ramo, meglio è.

15. Un certo numero di sistemi PCB, come collegare la terra tra le schede?

Quando il segnale o l’alimentazione tra ciascuna scheda PCB è collegata l’una all’altra, ad esempio, la scheda A ha alimentazione o segnale alla scheda B, deve esserci una quantità uguale di corrente dal pavimento che rifluisce alla scheda A (questa è Kirchoff legge vigente). La corrente in questo strato tornerà all’impedenza più bassa. Pertanto, il numero di pin assegnati alla formazione non dovrebbe essere troppo basso su ciascuna interfaccia, sia di alimentazione che di segnale, per ridurre l’impedenza e quindi ridurre il rumore di formazione. È anche possibile analizzare l’intero anello di corrente, in particolare la parte più grande della corrente, e regolare la connessione di terra o terra per controllare il flusso di corrente (ad esempio, per creare una bassa impedenza in un punto in modo che la maggior parte della corrente scorre attraverso quel luogo), riducendo l’impatto su altri segnali più sensibili.