დღეისათვის მაღალი სიხშირის და მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინი გახდა მთავარი და PCB Layout-ის ყველა ინჟინერი უნდა იყოს გამოცდილი. შემდეგი, Banermei გაგიზიარებთ ტექნიკის ექსპერტების დიზაინის გამოცდილებას მაღალი სიხშირის და მაღალი სიჩქარის PCB სქემებში და ვიმედოვნებ, რომ ეს ყველასთვის სასარგებლო იქნება.

1. როგორ ავიცილოთ თავიდან მაღალი სიხშირის ჩარევა?

მაღალი სიხშირის ჩარევის თავიდან აცილების ძირითადი იდეა არის მაღალი სიხშირის სიგნალების ელექტრომაგნიტური ველის ჩარევის მინიმუმამდე შემცირება, რაც არის ე.წ. crosstalk (Crosstalk). თქვენ შეგიძლიათ გაზარდოთ მანძილი მაღალსიჩქარიან სიგნალსა და ანალოგურ სიგნალს შორის, ან დაამატოთ მიწის დამცავი/შუნტის კვალი ანალოგური სიგნალის გვერდით. ასევე ყურადღება მიაქციეთ ხმაურის ჩარევას ციფრული გრუნტიდან ანალოგურ მიწამდე.

2. როგორ განვიხილოთ წინაღობის შესატყვისი მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინის სქემების შემუშავებისას?

მაღალსიჩქარიანი PCB სქემების დაპროექტებისას, წინაღობის შესატყვისი დიზაინის ერთ-ერთი ელემენტია. წინაღობის მნიშვნელობას აქვს აბსოლუტური კავშირი გაყვანილობის მეთოდთან, როგორიცაა სიარული ზედაპირულ ფენაზე (მიკროზოლი) ან შიდა ფენაზე (ზოლები/ორმაგი ზოლი), მანძილი საორიენტაციო ფენიდან (ელექტრო ფენა ან მიწის ფენა), გაყვანილობის სიგანე, PCB მასალა. და ა.შ. ორივე გავლენას მოახდენს კვალის დამახასიათებელ წინაღობის მნიშვნელობაზე. ანუ, წინაღობის მნიშვნელობა შეიძლება განისაზღვროს მხოლოდ გაყვანილობის შემდეგ. ზოგადად, სიმულაციური პროგრამა ვერ ითვალისწინებს გაყვანილობის ზოგიერთ მდგომარეობას წყვეტილი წინაღობით, მიკროსქემის მოდელის შეზღუდვის ან გამოყენებული მათემატიკური ალგორითმის გამო. ამ დროს სქემატურ დიაგრამაზე შეიძლება დაჯავშნოს მხოლოდ ზოგიერთი ტერმინატორი (ტერმინაცია), როგორიცაა სერიის წინააღმდეგობა. კვალი წინაღობის დროს შეწყვეტის ეფექტის შემსუბუქება. პრობლემის რეალური გადაწყვეტა არის გაყვანილობის დროს წინაღობის შეწყვეტის თავიდან აცილების მცდელობა.

3. მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინის დროს, რომელი ასპექტები უნდა გაითვალისწინოს დიზაინერმა EMC და EMI წესები?

ზოგადად, EMI/EMC დიზაინმა ერთდროულად უნდა გაითვალისწინოს როგორც გამოსხივებული, ასევე განხორციელებული ასპექტები. პირველი მიეკუთვნება უფრო მაღალი სიხშირის ნაწილს (<30MHz) და მეორე არის ქვედა სიხშირის ნაწილს (<30MHz). ასე რომ თქვენ არ შეგიძლიათ უბრალოდ მიაქციოთ ყურადღება მაღალ სიხშირეს და უგულებელყოთ დაბალი სიხშირის ნაწილი. EMI/EMC-ის კარგმა დიზაინმა უნდა გაითვალისწინოს მოწყობილობის მდებარეობა, PCB დასტის მოწყობა, მნიშვნელოვანი კავშირის მეთოდი, მოწყობილობის შერჩევა და ა.შ. განლაგების დასაწყისში. თუ მანამდე უკეთესი შეთანხმება არ არის, ეს მოგვიანებით მოგვარდება. ნახევარი ძალისხმევით ორჯერ მეტ შედეგს მოიტანს და ხარჯს გაზრდის. მაგალითად, საათის გენერატორის მდებარეობა არ უნდა იყოს ახლოს გარე კონექტორთან. მაღალსიჩქარიანი სიგნალები მაქსიმალურად უნდა წავიდეს შიდა ფენაში. ყურადღება მიაქციეთ დამახასიათებელ წინაღობის შესატყვისობას და საცნობარო ფენის უწყვეტობას არეკვლის შესამცირებლად. მოწყობილობის მიერ გამოძახებული სიგნალის სიჩქარე უნდა იყოს რაც შეიძლება მცირე სიმაღლის შესამცირებლად. სიხშირის კომპონენტები, გამყოფი/შემოვლითი კონდენსატორის არჩევისას, ყურადღება მიაქციეთ, აკმაყოფილებს თუ არა მისი სიხშირის პასუხი ელექტროენერგიის სიბრტყეზე ხმაურის შემცირების მოთხოვნებს. გარდა ამისა, ყურადღება მიაქციეთ მაღალი სიხშირის სიგნალის დენის დაბრუნების გზას, რათა მარყუჟის ფართობი რაც შეიძლება მცირე იყოს (ანუ მარყუჟის წინაღობა რაც შეიძლება მცირე) გამოსხივების შესამცირებლად. ნიადაგი ასევე შეიძლება დაიყოს მაღალი სიხშირის ხმაურის დიაპაზონის გასაკონტროლებლად. და ბოლოს, სწორად შეარჩიეთ შასის საფუძველი PCB-სა და კორპუსს შორის.

4. როგორ ავირჩიოთ PCB დაფა?

PCB დაფის არჩევამ უნდა უზრუნველყოს ბალანსი დიზაინის მოთხოვნების დაკმაყოფილებასა და მასობრივ წარმოებასა და ღირებულებას შორის. დიზაინის მოთხოვნები მოიცავს როგორც ელექტრო, ასევე მექანიკურ ნაწილებს. როგორც წესი, ეს მატერიალური პრობლემა უფრო მნიშვნელოვანია ძალიან მაღალსიჩქარიანი PCB დაფების დიზაინის დროს (სიხშირე გჰც-ზე მეტი). მაგალითად, ხშირად გამოყენებული FR-4 მასალა, დიელექტრიკული დანაკარგი რამდენიმე გჰც სიხშირეზე დიდ გავლენას მოახდენს სიგნალის შესუსტებაზე და შეიძლება არ იყოს შესაფერისი. რაც შეეხება ელექტროენერგიას, ყურადღება მიაქციეთ, შეესაბამება თუ არა დიელექტრიკული მუდმივი და დიელექტრიკული დანაკარგი დაპროექტებულ სიხშირეს.

5. როგორ დავაკმაყოფილოთ EMC მოთხოვნები მაქსიმალურად ზედმეტი ხარჯების ზეწოლის გარეშე?

PCB დაფის გაზრდილი ღირებულება EMC-ის გამო, ჩვეულებრივ, განპირობებულია მიწის ფენების რაოდენობის ზრდით, დამცავი ეფექტის გასაძლიერებლად და ფერიტის მძივის, ჩოკის და სხვა მაღალი სიხშირის ჰარმონიული ჩახშობის მოწყობილობების დამატებით. გარდა ამისა, ჩვეულებრივ საჭიროა სხვა დაწესებულებებზე დამცავი სტრუქტურის შედარება, რათა მთელმა სისტემამ გაიაროს EMC მოთხოვნები. ქვემოთ მოცემულია მხოლოდ PCB დაფის დიზაინის რამდენიმე ტექნიკა მიკროსქემის მიერ წარმოქმნილი ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ეფექტის შესამცირებლად.

შეეცადეთ აირჩიოთ მოწყობილობა სიგნალის ნელი ტემპით, რათა შეამციროთ სიგნალის მიერ წარმოქმნილი მაღალი სიხშირის კომპონენტები.

ყურადღება მიაქციეთ მაღალი სიხშირის კომპონენტების განთავსებას, არც ისე ახლოს გარე კონექტორთან.

ყურადღება მიაქციეთ მაღალი სიჩქარის სიგნალების წინაღობის შესაბამისობას, გაყვანილობის ფენას და მის დაბრუნების დენის გზას, რათა შეამციროთ მაღალი სიხშირის ასახვა და გამოსხივება.

მოათავსეთ საკმარისი და შესაბამისი გამხსნელი კონდენსატორები თითოეული მოწყობილობის ელექტრომომარაგების ქინძისთავებზე, რათა შეამსუბუქოთ ხმაური ელექტრო სიბრტყეზე და მიწის სიბრტყეზე. განსაკუთრებული ყურადღება მიაქციეთ, აკმაყოფილებს თუ არა კონდენსატორის სიხშირის პასუხი და ტემპერატურის მახასიათებლები დიზაინის მოთხოვნებს.

გარე კონექტორის მახლობლად დამიწება შეიძლება სათანადოდ განცალკევდეს მიწიდან, ხოლო კონექტორის დამიწება შეიძლება დაუკავშირდეს მიმდებარე შასის მიწას.

მიწის დამცავი/შუნტის კვალი შეიძლება სათანადოდ იქნას გამოყენებული ზოგიერთი სპეციალური მაღალსიჩქარიანი სიგნალის გვერდით. მაგრამ ყურადღება მიაქციეთ დამცავი/შუნტის კვალის გავლენას კვალის დამახასიათებელ წინაღობაზე.

დენის ფენა მცირდება მიწის ფენისგან 20H-ით და H არის მანძილი დენის ფენასა და მიწის ფენას შორის.

6. რა ასპექტებს უნდა მიექცეს ყურადღება 2G-ზე მაღალი მაღალი სიხშირის PCB-ის დიზაინის, მარშრუტიზაციისა და განლაგებისას?

მაღალი სიხშირის PCB-ები 2G-ზე ზემოთ ეკუთვნის რადიოსიხშირული სქემების დიზაინს და არ შედის მაღალსიჩქარიანი ციფრული მიკროსქემის დიზაინის განხილვის ფარგლებში. რადიოსიხშირული წრედის განლაგება და მარშრუტი უნდა განიხილებოდეს სქემატურთან ერთად, რადგან განლაგება და მარშრუტი გამოიწვევს განაწილების ეფექტებს. უფრო მეტიც, ზოგიერთი პასიური მოწყობილობა რადიოსიხშირული სქემების დიზაინში რეალიზებულია პარამეტრიზებული განმარტებებით და სპეციალური ფორმის სპილენძის ფოლგებით. ამიტომ, EDA ინსტრუმენტებს მოეთხოვებათ პარამეტრიზებული მოწყობილობების უზრუნველსაყოფად და სპეციალური ფორმის სპილენძის ფოლგის რედაქტირებისთვის. მენტორის ბორტსადგურს აქვს სპეციალური RF დიზაინის მოდული, რომელსაც შეუძლია დააკმაყოფილოს ეს მოთხოვნები. უფრო მეტიც, ზოგადი RF დიზაინი მოითხოვს RF მიკროსქემის ანალიზის სპეციალიზებულ ხელსაწყოებს. ინდუსტრიაში ყველაზე ცნობილი არის agilent’s eesoft, რომელსაც აქვს კარგი ინტერფეისი მენტორის ინსტრუმენტებთან.

7. იმოქმედებს თუ არა სატესტო პუნქტების დამატება მაღალსიჩქარიანი სიგნალების ხარისხზე?

იმოქმედებს თუ არა ეს სიგნალის ხარისხზე, დამოკიდებულია ტესტის ქულების დამატების მეთოდზე და რამდენად სწრაფია სიგნალი. ძირითადად, დამატებითი სატესტო წერტილები (არ გამოიყენოთ არსებული via ან DIP პინი, როგორც ტესტის წერტილები) შეიძლება დაემატოს ხაზს ან გამოიყვანოს ხაზიდან მოკლე ხაზი. პირველი ექვივალენტურია ხაზის მცირე კონდენსატორის დამატებისას, ეს უკანასკნელი არის დამატებითი ფილიალი. ორივე ეს პირობა გავლენას მოახდენს მაღალსიჩქარიან სიგნალზე მეტ-ნაკლებად და ეფექტის მასშტაბი დაკავშირებულია სიგნალის სიხშირის სიჩქარესთან და სიგნალის ზღვარზე. ზემოქმედების სიდიდე შეიძლება ცნობილი იყოს სიმულაციის საშუალებით. პრინციპში, რაც უფრო მცირეა საცდელი წერტილი, მით უკეთესი (რა თქმა უნდა, უნდა აკმაყოფილებდეს სატესტო ხელსაწყოს მოთხოვნებს) რაც უფრო მოკლეა განშტოება, მით უკეთესი.