PCB projektēšanas metodes un prasmes

1. Kā izvēlēties PCB plāksne?

PCB plates izvēlei jāatbilst projektēšanas prasībām un masveida ražošanai un līdzsvara izmaksām. Projektēšanas prasības ietver elektriskās un mehāniskās detaļas. Tas parasti ir svarīgi, izstrādājot ļoti ātras PCB plates (frekvences lielākas par GHz). Piemēram, šodien plaši izmantotais materiāls fr-4 var nebūt piemērots, jo dielektriskie zudumi vairākos GHz lieliski ietekmē signāla vājināšanos. Elektrības gadījumā pievērsiet uzmanību dielektriskajai konstantei un dielektriskajiem zudumiem paredzētajā frekvencē.

ipcb

2. Kā izvairīties no augstfrekvences traucējumiem?

Pamatideja izvairīties no augstfrekvences traucējumiem ir samazināt augstfrekvences signāla elektromagnētiskā lauka, kas pazīstams arī kā Crosstalk, traucējumus. Jūs varat palielināt attālumu starp ātrgaitas signālu un analogo signālu vai pievienot zemessargu/šunta pēdas analogajam signālam. Pievērsiet uzmanību arī digitālajai zemei, lai radītu analogus zemes trokšņa traucējumus.

3. Kā atrisināt signāla integritātes problēmu ātrgaitas projektēšanā?

Signāla integritāte būtībā ir pretestības saskaņošanas jautājums. Faktori, kas ietekmē pretestības atbilstību, ietver signāla avota arhitektūru, izejas pretestību, kabeļa raksturīgo pretestību, slodzes puses raksturlielumu un kabeļa topoloģijas arhitektūru. Risinājums ir * termināls un kabeļa topoloģijas pielāgošana.

4. Kā realizēt diferenciālo elektroinstalāciju?

Atšķirības pāra elektroinstalācijai jāpievērš uzmanība diviem punktiem. Viens no tiem ir tas, ka abu līniju garumam jābūt pēc iespējas garākam, bet otrs – attālumam starp abām līnijām (ko nosaka starpības pretestība) vienmēr vajadzētu palikt nemainīgam, tas ir, lai tas būtu paralēls. Ir divi paralēli režīmi: viens ir tāds, ka abas līnijas iet vienā un tajā pašā blakus esošajā slānī, un otrs ir tāds, ka abas līnijas iet uz diviem blakus esošajiem augšējā un apakšējā slāņa slāņiem. Parasti iepriekšējā blakus īstenošana ir biežāk sastopama.

5. Kā realizēt diferenciālo elektroinstalāciju pulksteņa signāla līnijai ar tikai vienu izejas termināli?

Vēlaties izmantot diferenciālo elektroinstalāciju, ir jābūt signāla avotam un uztveršanas galam ir arī diferenciāls signāls. Tātad nav iespējams izmantot diferenciālo vadu pulksteņa signālam ar tikai vienu izeju.

6. Vai starp atšķirību līniju pāriem uztveršanas galā var pievienot atbilstošu pretestību?

Parasti tiek pievienota atbilstošā pretestība starp diferenciālo līniju pāri uztvērēja galā, un tās vērtībai jābūt vienādai ar diferenciālās pretestības vērtību. Signāla kvalitāte būs labāka.

7. Kāpēc atšķirību pāru elektroinstalācijai jābūt vistuvāk un paralēli?

Atšķirību pāru vadiem jābūt atbilstošiem un paralēliem. Pareizais augstums ir saistīts ar starpības pretestību, kas ir svarīgs parametrs, veidojot atšķirību pārus. Paralēlisms ir vajadzīgs arī, lai saglabātu diferenciālās pretestības konsekvenci. Ja abas līnijas atrodas tālu vai tuvu, diferenciālā pretestība būs pretrunīga, kas ietekmē signāla integritāti un TIming aizkavi.

8. Kā tikt galā ar dažiem teorētiskiem konfliktiem faktiskajā elektroinstalācijā?

(1). Būtībā ir pareizi nodalīt moduļus/numurus. Jāuzmanās, lai MOAT netiktu šķērsots un lai barošanas avota un signāla atgriešanās strāvas ceļš nepalielinātos.

(2). Kristāla oscilators ir simulēta pozitīvas atgriezeniskās saites svārstību ķēde, un stabiliem svārstīgiem signāliem jāatbilst cilpas pastiprinājuma un fāzes specifikācijām, kas ir pakļautas traucējumiem, pat ja zemessargu pēdas var nespēt pilnībā izolēt traucējumus. Un pārāk tālu troksnis uz zemes plaknes ietekmēs arī pozitīvās atgriezeniskās saites svārstību ķēdi. Tāpēc noteikti novietojiet kristāla oscilatoru un mikroshēmu pēc iespējas tuvāk.

(3). Patiešām, pastāv daudz pretrunu starp ātrgaitas elektroinstalāciju un EMI prasībām. Tomēr pamatprincips ir tāds, ka EMI pievienotās pretestības kapacitātes vai ferīta lodītes dēļ daži signāla elektriskie raksturlielumi nevar izraisīt specifikāciju neatbilstību. Tāpēc vislabāk ir izmantot elektroinstalācijas un PCB sakraušanas tehniku, lai atrisinātu vai samazinātu EMI problēmas, piemēram, ātrgaitas signāla uzliku. Visbeidzot, lai samazinātu signāla bojājumus, tika izmantota rezistora kapacitāte vai ferīta lodītes metode.

9. Kā atrisināt pretrunu starp manuālo elektroinstalāciju un ātrgaitas signālu automātisko vadu pievienošanu?

Mūsdienās lielākajai daļai automātisko kabeļu ierīču spēcīgā kabeļu programmatūrā ir noteikti ierobežojumi, lai kontrolētu tinumu režīmu un caurumu skaitu. EDA uzņēmumi dažkārt ļoti atšķiras, nosakot tinumu dzinēju iespējas un ierobežojumus. Piemēram, vai ir pietiekami daudz ierobežojumu, lai kontrolētu serpenisko līniju tinumu, vai ir pietiekami daudz ierobežojumu, lai kontrolētu atšķirību pāru atstarpi utt. Tas ietekmēs to, vai automātiskā elektroinstalācija no vadiem var atbilst dizainera idejai. Turklāt elektroinstalācijas manuālās regulēšanas grūtības ir absolūti saistītas arī ar tinuma dzinēja spēju. Piemēram, stieples stumšanas spēja caur caurumu stumšanas jaudu un pat stieple uz vara pārklājuma stumšanas spējas un tā tālāk. Tātad, izvēlieties kabeli ar spēcīgu tinumu dzinēja spēju, tas ir risinājums.

10. Par testa kuponu.

Testa kuponu izmanto, lai izmērītu, vai RAŽOTĀ PCB plāksnes raksturīgā pretestība atbilst konstrukcijas prasībām, izmantojot laika domēna reflektometru (TDR). Parasti kontroles pretestība ir viena līnija un divu gadījumu starpība. Tāpēc rindas platumam un atstarpei (ja tā ir atšķirīga) testa kuponā jābūt tādai pašai kā kontrolējamajai līnijai. Vissvarīgākais ir zemējuma punkta atrašanās vieta. Lai samazinātu zemes svina induktivitātes vērtību, TDR zondes zemējuma punkts parasti ir ļoti tuvu zondes galam. Tāpēc testa kupona signāla punkta un zemējuma punkta mērīšanas attālumam un metodei jāatbilst izmantotajai zondei.

11. Ātrgaitas PCB konstrukcijā signāla slāņa tukšo laukumu var pārklāt ar varu, un kā ar vara pārklājumu sadalīt vairāku signālu slāņu zemējumu un barošanas avotu?

Parasti tukšā vietā vara pārklājums lielākoties ir iezemēts. Vienkārši pievērsiet uzmanību attālumam starp varu un signāla līniju, kad varš tiek uzlikts blakus ātrgaitas signālu līnijai, jo uzliktais varš samazinās līnijas raksturīgo pretestību. Esiet arī uzmanīgs, lai neietekmētu citu slāņu raksturīgo pretestību, kā tas ir dubultās sloksnes konstrukcijā.

12. Vai signāla līniju virs barošanas avota var izmantot, lai aprēķinātu raksturīgo pretestību, izmantojot mikrolīniju līnijas modeli? Vai signālu starp barošanas avotu un iezemēto plakni var aprēķināt, izmantojot lentes līnijas modeli?

Jā, aprēķinot raksturīgo pretestību, gan jaudas plakne, gan iezemētā plakne ir jāuzskata par atskaites plaknēm. Piemēram, četru slāņu dēlis: augšējais slānis-jaudas slānis-slānis-apakšējais slānis. Šajā gadījumā augšējā slāņa elektroinstalācijas raksturīgās pretestības modelis ir mikrolīniju līnijas modelis ar jaudas plakni kā atskaites plakni.

13. Vai testa punkti, ko programmatūra automātiski ģenerē augsta blīvuma PCB, kopumā atbilst masveida ražošanas testu prasībām?

Tas, vai vispārējās programmatūras automātiski ģenerētie testa punkti var apmierināt pārbaudes vajadzības, ir atkarīgs no tā, vai pievienoto testa punktu specifikācijas atbilst testēšanas iekārtas prasībām. Turklāt, ja elektroinstalācija ir pārāk blīva un pārbaudes punktu pievienošanas specifikācija ir stingra, iespējams, ka tā nevarēs automātiski pievienot testa punktus katrai līnijas sadaļai, protams, jums ir manuāli jāaizpilda testa vieta.

14. Vai testa punktu pievienošana ietekmēs ātrgaitas signālu kvalitāti?

Tas, vai tas ietekmē signāla kvalitāti, ir atkarīgs no testa punktu pievienošanas un signāla ātruma. Būtībā līnijai var pievienot vai izvilkt no līnijas papildu pārbaudes punktus (nevis caur vai DIP tapu kā testa punktus). Pirmais ir līdzvērtīgs ļoti maza kondensatora pievienošanai līnijai, otrais ir papildu atzars. Abi šie divi nosacījumi vairāk vai mazāk ietekmē ātrgaitas signālus, un ietekmes pakāpe ir saistīta ar signāla frekvences ātrumu un malas ātrumu. Ietekmi var iegūt, izmantojot simulāciju. Principā, jo mazāks testa punkts, jo labāk (protams, lai atbilstu testa mašīnas prasībām), jo īsāks zars, jo labāk.

15. Vairākas PCB sistēmas, kā savienot zemi starp dēļiem?

Ja signāls vai barošanas avots starp katru PCB plati ir savienots viens ar otru, piemēram, A plāksnei ir barošanas avots vai signāls B plāksnei, jābūt vienādam strāvas daudzumam no grīdas plūsmas atpakaļ uz A plāksni (tas ir Kirchoff spēkā esošie likumi). Šajā slānī esošā strāva atgriezīsies līdz zemākajai pretestībai. Tāpēc veidojumam piešķirto tapu skaitam nevajadzētu būt pārāk zemam katrā saskarnē, vai nu jaudas, vai signāla savienojumā, lai samazinātu pretestību un tādējādi samazinātu veidošanās troksni. Ir iespējams arī analizēt visu strāvas cilpu, it īpaši lielāko strāvas daļu, un pielāgot zemes vai zemes savienojumu, lai kontrolētu strāvas plūsmu (piemēram, lai izveidotu zemu pretestību vienā vietā, lai lielākā daļa caur šo vietu plūst), samazinot ietekmi uz citiem jutīgākiem signāliem.