1 Pitakonan

Kanthi tambah akeh kerumitan desain lan integrasi sistem elektronik, kacepetan jam lan wektu mundhak piranti saya cepet lan luwih cepet, lan PCB kacepetan dhuwur desain wis dadi bagéyan penting saka proses desain. Ing desain sirkuit kacepetan dhuwur, induktansi lan kapasitansi ing garis papan sirkuit nggawe kabel padha karo garis transmisi. Tata letak komponen mandap sing salah utawa kabel sinyal kacepetan dhuwur sing salah bisa nyebabake masalah efek saluran transmisi, nyebabake output data sing salah saka sistem, operasi sirkuit sing ora normal utawa malah ora ana operasi. Adhedhasar model saluran transmisi, kanggo nyimpulake, saluran transmisi bakal nggawa efek ala kayata refleksi sinyal, crosstalk, gangguan elektromagnetik, sumber daya lan gangguan lemah kanggo desain sirkuit.

Kanggo ngrancang papan sirkuit PCB kanthi kacepetan dhuwur sing bisa dipercaya, desain kasebut kudu dipikirake kanthi lengkap lan kanthi ati-ati kanggo ngrampungake sawetara masalah sing ora bisa dipercaya sing bisa kedadeyan sajrone tata letak lan rute, nyepetake siklus pangembangan produk, lan nambah daya saing pasar.

Cara nggunakake piranti desain PROTEL kanggo desain PCB kacepetan dhuwur

2 Desain tata letak sistem frekuensi dhuwur

Ing desain PCB sirkuit, tata letak minangka link penting. Asil tata letak bakal langsung mengaruhi efek wiring lan linuwih saka sistem, kang paling wektu-akeh lan angel ing kabeh desain Papan sirkuit dicithak. Lingkungan Komplek PCB frekuensi dhuwur ndadekake desain tata letak sistem frekuensi dhuwur angel nggunakake kawruh teori sinau. Iku mbutuhake wong sing nyeleh metu kudu pengalaman sugih ing manufaktur PCB-kacepetan dhuwur, supaya supaya detours ing proses desain. Ningkatake linuwih lan efektifitas karya sirkuit. Ing proses tata letak, pertimbangan lengkap kudu diwenehi struktur mekanik, dissipation panas, gangguan elektromagnetik, penak kabel mangsa, lan estetika.

Kaping pisanan, sadurunge tata letak, kabeh sirkuit dipérang dadi fungsi. Sirkuit frekuensi dhuwur dipisahake saka sirkuit frekuensi rendah, lan sirkuit analog lan sirkuit digital dipisahake. Saben sirkuit fungsi diselehake sabisa kanggo tengah chip. Ngindhari wektu tundha transmisi sing disebabake dening kabel sing dawa banget, lan nambah efek decoupling kapasitor. Kajaba iku, mbayar manungsa waé menyang posisi relatif lan pituduh antarane lencana lan komponen sirkuit lan tabung liyane kanggo ngurangi pengaruh sing bebarengan. Kabeh komponen frekuensi dhuwur kudu adoh saka sasis lan piring logam liyane kanggo ngurangi kopling parasit.

Kapindho, perhatian kudu dibayar kanggo efek termal lan elektromagnetik ing antarane komponen sajrone tata letak. Efek kasebut utamane serius kanggo sistem frekuensi dhuwur, lan langkah-langkah kanggo njaga utawa ngisolasi, panas lan tameng kudu ditindakake. Tabung penyearah daya dhuwur lan tabung imbuhan kudu dilengkapi radiator lan tetep adoh saka trafo. Komponen tahan panas kayata kapasitor elektrolitik kudu dijauhake saka komponen pemanasan, yen elektrolit bakal garing, nyebabake resistensi tambah lan kinerja sing kurang, sing bakal mengaruhi stabilitas sirkuit. Ruang sing cukup kudu ditinggalake ing tata letak kanggo ngatur struktur protèktif lan nyegah introduksi macem-macem kopling parasit. Kanggo nyegah kopling elektromagnetik ing antarane kumparan ing papan sirkuit sing dicithak, rong kumparan kudu diselehake ing sudut sing tepat kanggo nyuda koefisien kopling. Cara isolasi piring vertikal uga bisa digunakake. Iku paling apik kanggo langsung nggunakake timbal saka komponen kanggo soldered kanggo sirkuit. Sing luwih cendhek timbal, luwih apik. Aja nggunakake konektor lan tab soldering amarga ana kapasitansi mbagekke lan induktansi mbagekke antarane tab soldering jejer. Aja nyelehake komponen swara dhuwur ing sekitar osilator kristal, RIN, voltase analog, lan jejak sinyal voltase referensi.

Pungkasan, nalika njamin kualitas lan linuwih sing ana, nalika njupuk kaendahan sakabèhé, perencanaan papan sirkuit sing cukup kudu ditindakake. Komponen kudu podo karo utawa jejeg lumahing Papan, lan podo karo utawa jejeg pinggir Papan utama. Distribusi komponen ing lumahing Papan kudu minangka malah sabisa lan Kapadhetan kudu konsisten. Kanthi cara iki, ora mung ayu, nanging uga gampang dirakit lan dilas, lan gampang ngasilake massa.

3 Wiring sistem frekuensi dhuwur

Ing sirkuit frekuensi dhuwur, paramèter distribusi saka resistance, kapasitansi, induktansi lan induktansi bebarengan saka kabel nyambungake ora bisa digatèkaké. Saka perspektif anti-gangguan, wiring cukup kanggo nyoba kanggo ngurangi resistance baris, kapasitansi mbagekke, lan induktansi nyasar ing sirkuit. , Medan Magnetik keblasuk asil wis suda kanggo minimal, supaya kapasitansi mbagekke, flux Magnetik bocor, induktansi bebarengan elektromagnetik lan gangguan liyane disebabake gangguan sing ditindhes.

Aplikasi alat desain PROTEL ing China wis umum banget. Nanging, akeh desainer mung fokus ing “tingkat broadband”, lan dandan sing digawe dening alat desain PROTEL kanggo adaptasi karo owah-owahan ing karakteristik piranti durung digunakake ing desain, kang ora mung nggawe sampah sumber daya alat desain luwih. serius, kang ndadekake angel kanggo kinerja banget akeh piranti anyar kanggo digawa menyang muter.

Ing ngisor iki ngenalake sawetara fungsi khusus sing bisa diwenehake alat PROTEL99 SE.

(1) Timbal ing antarane pin piranti sirkuit frekuensi dhuwur kudu ditekuk sethithik. Luwih becik nggunakake garis lurus sing lengkap. Nalika mlengkung dibutuhake, bend utawa busur 45 ° bisa digunakake, sing bisa nyuda emisi eksternal sinyal frekuensi dhuwur lan interferensi bebarengan. Kopling antarane. Nalika nggunakake PROTEL kanggo nuntun, sampeyan bisa milih 45-Degrees utawa dibunderaké ing “Routing Corners” ing menu “aturan” saka menu “Desain”. Sampeyan uga bisa nggunakake shift + tombol spasi kanggo cepet ngalih ing antarane garis.

(2) Sing luwih cendhek timbal antarane pin piranti sirkuit frekuensi dhuwur, luwih apik.

PROTEL 99 Cara paling efektif kanggo ketemu kabel paling cendhak yaiku nggawe janjian kabel kanggo jaringan kacepetan dhuwur tombol individu sadurunge kabel otomatis. “Topologi RouTIng” ing “aturan” ing menu “Desain”.

Pilih paling cendhak.

(3) Alternation lapisan timbal antarane pin piranti sirkuit frekuensi dhuwur minangka cilik sabisa. Tegese, luwih sithik vias sing digunakake ing proses sambungan komponen, luwih apik.

Siji liwat bisa nggawa babagan 0.5pF kapasitansi sing disebarake, lan ngurangi jumlah vias bisa nambah kacepetan kanthi signifikan.

(4) Kanggo kabel sirkuit frekuensi dhuwur, mbayar manungsa waé menyang “gangguan salib” ngenalaken dening kabel podo saka baris sinyal, sing, crosstalk. Yen distribusi paralel ora bisa dihindari, area “lemah” sing akeh bisa diatur ing sisih ngelawan garis sinyal paralel.

Kanggo nyuda banget gangguan. Wiring paralel ing lapisan sing padha meh ora bisa diendhani, nanging ing rong lapisan jejer, arah kabel kudu jejeg saben liyane. Iki ora angel ditindakake ing PROTEL nanging gampang dilalekake. Ing “RouTIngLayers” ing “Desain” menu “aturan”, pilih Horizontal kanggo Toplayer lan VerTIcal kanggo BottomLayer. Kajaba iku, “Polygonplane” kasedhiya ing “panggonan”

Fungsi saka poligonal kothak lumahing tembaga foil, yen sampeyan nyeleh polygon minangka lumahing kabeh Papan sirkuit dicithak, lan nyambungake tembaga iki kanggo GND saka sirkuit, iku bisa nambah frekuensi dhuwur kemampuan anti-gangguan, uga wis keuntungan luwih kanggo boros panas lan kekuatan Papan printing.

(5) Ngleksanakake langkah-langkah kurungan kabel lemah kanggo garis sinyal utawa unit lokal sing penting. “Objek sing dipilih outline” kasedhiya ing “Tools”, lan fungsi iki bisa digunakake kanggo “bungkus lemah” kanthi otomatis saka garis sinyal penting sing dipilih (kayata sirkuit osilasi LT lan X1).

(6) Umumé, garis daya lan garis grounding sirkuit luwih akeh tinimbang garis sinyal. Sampeyan bisa nggunakake “Kelas” ing menu “Desain” kanggo klasifikasi jaringan, sing dipérang dadi jaringan daya lan jaringan sinyal. Iku trep kanggo nyetel aturan wiring. Ngalih jembaré baris saka baris daya lan garis sinyal.

(7) Macem-macem jinis kabel ora bisa mbentuk loop, lan kabel lemah ora bisa mbentuk loop saiki. Yen sirkuit daur ulang kui, bakal nimbulaké akèh gangguan ing sistem. Cara kabel chain daisy bisa digunakake kanggo iki, sing bisa nyegah pembentukan puteran, cabang utawa stumps sajrone wiring, nanging uga bakal nyebabake masalah kabel sing ora gampang.

(8) Miturut data lan desain saka macem-macem Kripik, ngira saiki liwati dening sirkuit sumber daya lan nemtokake jembaré kabel dibutuhake. Miturut rumus empiris: W (jembaré garis) ≥ L (mm / A) × I (A).

Miturut saiki, nyoba kanggo nambah jembaré saka baris daya lan ngurangi resistance daur ulang. Ing wektu sing padha, nggawe arah garis daya lan garis lemah konsisten karo arah transmisi data, sing mbantu nambah kemampuan anti-noise. Yen perlu, piranti keselak frekuensi dhuwur sing digawe saka ferrite tatu kawat tembaga bisa ditambahake ing saluran listrik lan garis lemah kanggo mblokir konduksi swara frekuensi dhuwur.

(9) Wiring wiring saka jaringan sing padha kudu tetep padha. Variasi ing jembaré baris bakal nimbulaké impedansi karakteristik baris ora rata. Nalika kacepetan transmisi dhuwur, bayangan bakal kelakon, kang kudu nyingkiri okehe ing desain. Ing wektu sing padha, nambah jembaré baris saka garis podo. Nalika jarak tengah garis ora ngluwihi 3 kaping jembaré baris, 70% saka lapangan listrik bisa maintained tanpa gangguan bebarengan, kang disebut prinsip 3W. Kanthi cara iki, pengaruh kapasitansi sing disebarake lan induktansi sing disebarake sing disebabake dening garis paralel bisa diatasi.

4 Desain kabel daya lan kabel ground

Kanggo ngatasi penurunan voltase sing disebabake gangguan sumber daya lan impedansi garis sing diwenehake dening sirkuit frekuensi dhuwur, linuwih sistem sumber daya ing sirkuit frekuensi dhuwur kudu dianggep kanthi lengkap. Umume ana rong solusi: siji yaiku nggunakake teknologi bis listrik kanggo kabel; liyane nggunakake lapisan sumber daya kapisah. Yen dibandhingake, proses manufaktur sing terakhir luwih rumit lan biaya luwih larang. Mulane, teknologi bus daya jaringan-jinis bisa digunakake kanggo wiring, supaya saben komponèn belongs kanggo daur ulang beda, lan saiki ing saben bis ing jaringan cenderung kanggo imbang, ngurangi gulung voltase disebabake impedansi baris.

Daya transmisi frekuensi dhuwur relatif gedhe, sampeyan bisa nggunakake area tembaga sing akeh, lan golek pesawat lemah sing tahan kurang kanggo sawetara grounding. Amarga induktansi timbal grounding sebanding karo frekuensi lan dawa, impedansi lemah umum bakal tambah nalika frekuensi operasi dhuwur, sing bakal nambah gangguan elektromagnetik sing diasilake dening impedansi lemah umum, saengga dawa kabel lemah dibutuhake kanggo dadi cendhak sabisa. Coba nyuda dawa garis sinyal lan tambahake area loop lemah.

Setel siji utawa sawetara kapasitor decoupling frekuensi dhuwur ing daya lan lemah chip kanggo nyedhiyakake saluran frekuensi dhuwur sing cedhak kanggo arus transien saka chip terpadu, supaya arus ora ngliwati garis sumber daya kanthi puteran gedhe. area, mangkono nemen ngurangi swara radiated menyang njaba. Pilih kapasitor keramik monolitik kanthi sinyal frekuensi dhuwur sing apik minangka kapasitor decoupling. Gunakake kapasitor tantalum kapasitas gedhe utawa kapasitor poliester tinimbang kapasitor elektrolitik minangka kapasitor panyimpenan energi kanggo ngisi daya sirkuit. Amarga induktansi sing disebarake saka kapasitor elektrolitik gedhe, iku ora sah kanggo frekuensi dhuwur. Nalika nggunakake kapasitor elektrolitik, digunakake ing pasangan karo kapasitor decoupling karo ciri frekuensi dhuwur apik.

5 Teknik desain sirkuit kacepetan dhuwur liyane

Pencocokan impedansi nuduhake negara kerja ing ngendi impedansi beban lan impedansi internal sumber eksitasi diadaptasi kanggo saben liyane kanggo entuk output daya maksimal. Kanggo kabel PCB kacepetan dhuwur, kanggo nyegah bayangan sinyal, impedansi sirkuit kudu 50 Ω. Iki minangka angka kira-kira. Umumé, ditemtokake manawa baseband kabel koaksial yaiku 50 Ω, pita frekuensi 75 Ω, lan kabel bengkong yaiku 100 Ω. Iku mung integer, kanggo penak saka cocog. Miturut analisis sirkuit spesifik, mandap AC paralel diadopsi, lan jaringan resistor lan kapasitor digunakake minangka impedansi mandap. Resistance mandap R kudu kurang saka utawa padha karo impedansi saluran transmisi Z0, lan kapasitansi C kudu luwih saka 100 pF. Disaranake nggunakake kapasitor keramik multilayer 0.1UF. Kapasitor nduweni fungsi kanggo mblokir frekuensi rendah lan ngliwati frekuensi dhuwur, mula resistensi R ora dadi beban DC saka sumber nyopir, mula metode mandap iki ora duwe konsumsi daya DC.

Crosstalk nuduhake gangguan gangguan voltase sing ora dikarepake sing disebabake kopling elektromagnetik menyang saluran transmisi sing cedhak nalika sinyal kasebut nyebar ing saluran transmisi. Kopling dipérang dadi kopling kapasitif lan kopling induktif. Crosstalk sing berlebihan bisa nyebabake pemicu sirkuit palsu lan nyebabake sistem ora bisa digunakake kanthi normal. Miturut sawetara karakteristik crosstalk, sawetara cara utama kanggo nyuda crosstalk bisa diringkes:

(1) Tambah jarak baris, nyuda dawa paralel, lan nggunakake cara jog kanggo wiring yen perlu.

(2) Nalika garis sinyal kacepetan dhuwur ketemu kondisi, nambah pencocokan mandap bisa nyuda utawa ngilangi bayangan, saéngga ngurangi crosstalk.

(3) Kanggo garis transmisi microstrip lan jalur transmisi Strip, Watesan dhuwur tilak kanggo ing sawetara ndhuwur bidang lemah Ngartekno nyuda crosstalk.

(4) Nalika spasi wiring ngidini, masang kabel lemah antarane loro kabel karo crosstalk luwih serius, kang bisa muter peran ing isolasi lan ngurangi crosstalk.

Amarga lack of analisis-kacepetan dhuwur lan panuntun dhumateng simulasi ing desain PCB tradisional, kualitas sinyal ora bisa dijamin, lan paling saka masalah ora bisa ditemokaké nganti test plate-nggawe. Iki nyuda efisiensi desain lan nambah biaya, sing jelas ngrugekake ing kompetisi pasar sing sengit. Mulane, kanggo desain PCB-kacepetan dhuwur, wong ing industri wis ngajokaken idea desain anyar, kang wis dadi “top-mudhun” cara desain. Sawise macem-macem analisis kabijakan lan optimasi, akeh masalah sing bisa dihindari lan akeh tabungan wis digawe. Wektu kanggo mesthekake yen anggaran proyek wis ditemtokake, papan cetak berkualitas tinggi diprodhuksi, lan kesalahan tes sing larang lan larang dihindari.

Panggunaan garis diferensial kanggo ngirim sinyal digital minangka langkah efektif kanggo ngontrol faktor sing ngrusak integritas sinyal ing sirkuit digital kanthi kacepetan dhuwur. Garis diferensial ing papan sirkuit dicithak padha karo pasangan saluran transmisi terpadu gelombang mikro diferensial sing digunakake ing mode quasi-TEM. Antarane wong-wong mau, garis diferensial ing ndhuwur utawa ngisor PCB padha karo garis microstrip gandheng lan dumunung ing lapisan utama PCB multilayer. Sinyal digital ditularake ing garis diferensial ing mode transmisi mode ganjil, yaiku, prabédan fase antarane sinyal positif lan negatif yaiku 180 °, lan gangguan digandhengake ing pasangan garis diferensial ing mode umum. Tegangan utawa saiki sirkuit dikurangi, supaya sinyal bisa dipikolehi kanggo ngilangi gangguan mode umum. Amplitudo voltase kurang utawa output drive saiki saka pasangan garis diferensial memenuhi syarat integrasi kacepetan dhuwur lan konsumsi daya sing sithik.

6 ujar pungkasan

Kanthi pangembangan teknologi elektronik sing terus-terusan, penting kanggo ngerti teori integritas sinyal kanggo nuntun lan verifikasi desain PCB kanthi kacepetan dhuwur. Sawetara pengalaman sing dirangkum ing artikel iki bisa mbantu desainer PCB sirkuit kacepetan dhuwur nyepetake siklus pangembangan, ngindhari dalan sing ora perlu, lan ngirit tenaga kerja lan sumber daya material. Desainer kudu terus riset lan njelajah ing karya nyata, terus nglumpukake pengalaman, lan gabungke teknologi anyar kanggo desain papan sirkuit PCB-kacepetan dhuwur karo kinerja banget.