1 прашања

Со големото зголемување на комплексноста на дизајнот и интеграцијата на електронските системи, брзината на часовникот и времето на зголемување на уредите стануваат сè побрзи и побрзи, и PCB со голема брзина дизајнот стана важен дел од процесот на дизајнирање. Во дизајнот на колото со голема брзина, индуктивноста и капацитетот на линијата на колото ја прават жицата еквивалентна на далновод. Неправилниот распоред на компонентите за завршување или неправилното поврзување на сигналите со голема брзина може да предизвика проблеми со ефектот на далноводот, што ќе резултира со неправилен излез на податоци од системот, абнормална работа на колото или дури и без работа. Врз основа на моделот на далноводот, да резимираме, далноводот ќе донесе негативни ефекти како што се рефлексија на сигналот, преслушување, електромагнетни пречки, напојување и шум на земјата на дизајнот на колото.

Со цел да се дизајнира високо-брзинска плочка за PCB што може да работи сигурно, дизајнот мора целосно и внимателно да се разгледа за да се решат некои несигурни проблеми што може да се појават за време на распоредот и насочувањето, да се скрати циклусот на развој на производот и да се подобри конкурентноста на пазарот.

Како да ги користите алатките за дизајн на PROTEL за дизајн на ПХБ со голема брзина

2 Дизајн на распоред на високофреквентен систем

Во дизајнот на ПХБ на колото, распоредот е важна врска. Резултатот од распоредот директно ќе влијае на ефектот на ожичување и на доверливоста на системот, што е најтешко и одзема време во целиот дизајн на плочата за печатено коло. Сложеното опкружување на високофреквентниот ПХБ го отежнува дизајнот на распоредот на високофреквентниот систем за користење на наученото теоретско знаење. Потребно е лицето што поставува да има богато искуство во производство на ПХБ со голема брзина, за да се избегнат заобиколувања во процесот на дизајнирање. Подобрете ја веродостојноста и ефективноста на работата на колото. Во процесот на распоред, сеопфатно треба да се разгледа механичката структура, дисипацијата на топлина, електромагнетните пречки, практичноста на идните жици и естетиката.

Пред сè, пред распоредот, целото коло е поделено на функции. Колото со висока фреквенција е одвоено од нискофреквентното коло, а аналогното и дигиталното коло се одвоени. Секое функционално коло е поставено што е можно поблиску до центарот на чипот. Избегнувајте доцнење на преносот предизвикано од премногу долги жици и подобрете го ефектот на одвојување на кондензаторите. Дополнително, обрнете внимание на релативните позиции и насоки помеѓу пиновите и компонентите на колото и другите цевки за да се намали нивното меѓусебно влијание. Сите високофреквентни компоненти треба да бидат далеку од шасијата и другите метални плочи за да се намали паразитската спојка.

Второ, треба да се обрне внимание на термичките и електромагнетните ефекти помеѓу компонентите за време на распоредот. Овие ефекти се особено сериозни за високофреквентните системи и треба да се преземат мерки за задржување или изолирање, топлина и штит. Исправувачката цевка со голема моќност и цевката за прилагодување треба да бидат опремени со радијатор и да се чуваат подалеку од трансформаторот. Компонентите отпорни на топлина како што се електролитски кондензатори треба да се чуваат подалеку од грејните компоненти, во спротивно електролитот ќе се исуши, што ќе резултира со зголемен отпор и слаби перформанси, што ќе влијае на стабилноста на колото. Во распоредот треба да се остави доволно простор за уредување на заштитната структура и спречување на внесување на разни паразитски спојки. За да се спречи електромагнетно спојување помеѓу намотките на печатеното коло, двете намотки треба да се постават под прав агол за да се намали коефициентот на спојување. Може да се користи и методот на вертикална изолација на плочата. Најдобро е директно да се користи оловото на компонентата што треба да се залеме на колото. Колку е пократко водството, толку подобро. Не користете конектори и јазичиња за лемење бидејќи има дистрибуирана капацитивност и дистрибуирана индуктивност помеѓу соседните јазичиња за лемење. Избегнувајте поставување на компоненти со висок шум околу кристалниот осцилатор, RIN, аналогниот напон и сигналните траги на референтниот напон.

Конечно, истовремено обезбедувајќи го вродениот квалитет и сигурност, земајќи ја предвид целокупната убавина, треба да се изврши разумно планирање на плочката на колото. Компонентите треба да бидат паралелни или нормални на површината на таблата и паралелни или нормални на работ на главната плоча. Распределбата на компонентите на површината на плочата треба да биде што е можно порамномерна и густината треба да биде конзистентна. На овој начин не само што е убав, туку и лесно се склопува и заварува, а лесно се произведува и масовно.

3 Инсталирање на високофреквентниот систем

Во високофреквентните кола, параметрите на дистрибуција на отпор, капацитивност, индуктивност и меѓусебна индуктивност на поврзувачките жици не можат да се игнорираат. Од гледна точка на анти-пречки, разумно поврзување е да се обиде да го намали отпорот на линијата, дистрибуираната капацитивност и залутаната индуктивност во колото. , Резултирачкото залутано магнетно поле е сведено на минимум, така што дистрибуираната капацитивност, магнетниот тек на истекување, електромагнетната меѓусебна индуктивност и другите пречки предизвикани од бучава се потиснати.

Примената на алатките за дизајн на PROTEL во Кина е доста честа појава. Сепак, многу дизајнери се фокусираат само на „стапката на широкопојасен интернет“, а подобрувањата направени од алатките за дизајн на PROTEL за да се прилагодат на промените во карактеристиките на уредот не се користени во дизајнот, што не само што го прави губењето на ресурсите на алатките за дизајн е повеќе сериозен, што го отежнува внесувањето во игра на одличните перформанси на многу нови уреди.

Следното воведува некои посебни функции што може да ги обезбеди PROTEL99 SE алатката.

(1) Доводот помеѓу пиновите на уредот со високофреквентно коло треба да се свитка што е можно помалку. Најдобро е да користите целосна права линија. Кога е потребно свиткување, може да се користат свиоци или лакови од 45°, што може да ја намали надворешната емисија на високофреквентни сигнали и меѓусебните пречки. Спојувањето помеѓу. Кога користите PROTEL за рутирање, можете да изберете 45-степени или заоблени во „Рутирање агли“ во менито „правила“ на менито „Дизајн“. Можете исто така да ги користите копчињата shift + space за брзо префрлање помеѓу линиите.

(2) Колку е пократко доводот помеѓу пиновите на уредот со високофреквентно коло, толку подобро.

PROTEL 99 Најефективен начин за исполнување на најкратките жици е да закажете состанок за ожичување за поединечни клучни мрежи со голема брзина пред автоматското поврзување. „Топологија на насочување“ во „правила“ во менито „Дизајн“.

Изберете најкраток.

(3) Алтернацијата на оловните слоеви помеѓу пиновите на уредите со високофреквентно коло е што е можно помала. Односно, колку помалку виси се користат во процесот на поврзување на компонентите, толку подобро.

Еден преку може да донесе околу 0.5 pF дистрибуирана капацитивност, а намалувањето на бројот на виси може значително да ја зголеми брзината.

(4) За ожичување на колото со висока фреквенција, обрнете внимание на „вкрстените пречки“ воведени со паралелното ожичување на сигналната линија, т.е. Ако паралелната дистрибуција е неизбежна, голема површина на „земјата“ може да се распореди на спротивната страна од паралелната сигнална линија.

За значително намалување на пречки. Паралелно поврзување со жици во истиот слој е речиси неизбежно, но во два соседни слоја, насоката на жиците мора да биде нормална една на друга. Ова не е тешко да се направи во PROTEL, но лесно е да се занемари. Во „RouTingLayers“ во менито „Дизајн“ „правила“, изберете Horizontal за Toplayer и VerTIcal за BottomLayer. Покрај тоа, „Полигонплан“ е обезбеден во „место“

Функцијата на полигоналната мрежна површина на бакарна фолија, ако го поставите полигонот како површина на целото печатено коло и го поврзете овој бакар со GND на колото, може да ја подобри способноста против пречки со висока фреквенција, исто така има поголеми придобивки за дисипација на топлина и јачина на плочата за печатење.

(5) Спроведување мерки за затворање на жица за заземјување за особено важни сигнални линии или локални единици. „Outline selectedobjects“ е дадено во „Tools“ и оваа функција може да се користи за автоматско „завиткување на земјата“ на избраните важни сигнални линии (како што се колото за осцилации LT и X1).

(6) Општо земено, далноводот и линијата за заземјување на колото се пошироки од сигналната линија. Можете да ги користите „Класи“ во менито „Дизајн“ за да ја класифицирате мрежата, која е поделена на мрежа за напојување и сигнална мрежа. Удобно е да се постават правилата за ожичување. Префрлете ја ширината на линијата на далноводот и линијата за сигнал.

(7) Различни видови жици не можат да формираат јамка, а жицата за заземјување не може да формира струјна јамка. Ако се генерира коло на јамка, тоа ќе предизвика многу пречки во системот. За ова може да се користи метод на поврзување со синџир на маргаритка, кој ефикасно може да избегне формирање на јамки, гранки или трупци за време на жици, но исто така ќе го предизвика проблемот со нелесното поврзување.

(8) Според податоците и дизајнот на различни чипови, проценете ја струјата помината од колото за напојување и определете ја потребната ширина на жицата. Според емпириската формула: W (широчина на линијата) ≥ L (mm/A) × I (A).

Според струјата, обидете се да ја зголемите ширината на далноводот и да го намалите отпорот на јамката. Во исто време, направете го правецот на далноводот и линијата за приземјување во согласност со насоката на пренос на податоци, што помага да се подобри способноста против бучава. Кога е потребно, може да се додаде високофреквентен уред за придушување направен од ферит на навиен од бакарна жица на далноводот и водниот вод за да го блокира спроведувањето на бучавата со висока фреквенција.

(9) Ширината на жици на истата мрежа треба да се одржува иста. Варијациите во ширината на линијата ќе предизвикаат нерамна линија карактеристична импеданса. Кога брзината на преносот е голема, ќе се појави рефлексија, што треба да се избегнува колку што е можно во дизајнот. Во исто време, зголемете ја ширината на линијата на паралелните линии. Кога растојанието од центарот на линијата не надминува 3 пати од ширината на линијата, 70% од електричното поле може да се одржува без меѓусебни пречки, што се нарекува принцип 3W. На овој начин може да се надмине влијанието на дистрибуираната капацитивност и дистрибуираната индуктивност предизвикана од паралелни линии.

4 Дизајн на кабел за напојување и жица за заземјување

За да се реши падот на напонот предизвикан од бучавата за напојување и импедансата на линијата воведени од високофреквентното коло, мора целосно да се земе предвид доверливоста на системот за напојување во високофреквентното коло. Општо земено, постојат две решенија: едното е да се користи технологијата на напојната шина за жици; другата е да се користи посебен слој за напојување. За споредба, процесот на производство на вториот е покомплициран и цената е поскапа. Затоа, технологијата за напојување на магистралата од типот на мрежата може да се користи за ожичување, така што секоја компонента припаѓа на различна јамка, а струјата на секоја магистрала на мрежата има тенденција да биде избалансирана, намалувајќи го падот на напонот предизвикан од импедансата на линијата.

Моќта на пренос со висока фреквенција е релативно голема, можете да користите голема површина на бакар и да најдете рамнина со низок отпор во близина за повеќекратно заземјување. Бидејќи индуктивноста на заземјувањето е пропорционална на фреквенцијата и должината, импедансата на заедничката заземјување ќе се зголеми кога работната фреквенција е висока, што ќе ги зголеми електромагнетните пречки генерирани од заедничката импеданса на заземјувањето, така што должината на жицата за заземјување е потребно е да биде што е можно пократко. Обидете се да ја намалите должината на сигналната линија и да ја зголемите површината на јамката за заземјување.

Поставете еден или неколку високофреквентни кондензатори за одвојување на моќта и заземјувањето на чипот за да обезбедите близок високофреквентен канал за преодната струја на интегрираниот чип, така што струјата не поминува низ линијата за напојување со голема јамка област, со што значително се намалува Бучавата што зрачи кон надвор. Изберете монолитни керамички кондензатори со добри високофреквентни сигнали како кондензатори за одвојување. Користете танталови кондензатори со голем капацитет или полиестерски кондензатори наместо електролитски кондензатори како кондензатори за складирање енергија за полнење на колото. Бидејќи дистрибуираната индуктивност на електролитскиот кондензатор е голема, таа е неважечка за висока фреквенција. Кога користите електролитски кондензатори, користете ги во пар со кондензатори за одвојување со добри високофреквентни карактеристики.

5 Други техники за дизајнирање на кола со голема брзина

Усогласувањето на импедансата се однесува на работна состојба во која импедансата на оптоварувањето и внатрешната импеданса на изворот на возбудување се приспособени една на друга за да се добие максимална излезна моќност. За високо-брзински PCB жици, за да се спречи рефлексија на сигналот, импедансата на колото е потребно да биде 50 Ω. Ова е приближна бројка. Општо земено, пропишано е основната лента на коаксијалниот кабел да е 50 Ω, фреквентниот опсег е 75 Ω, а искривената жица е 100 Ω. Тоа е само цел број, за погодност за совпаѓање. Според специфичната анализа на колото, се усвојува паралелната завршница на наизменична струја, а мрежата на отпорот и кондензаторот се користат како завршна импеданса. Отпорот на завршетокот R мора да биде помал или еднаков на импедансата на далекуводот Z0, а капацитетот C мора да биде поголем од 100 pF. Се препорачува да се користат повеќеслојни керамички кондензатори од 0.1UF. Кондензаторот има функција да блокира ниска фреквенција и поминува висока фреквенција, така што отпорот R не е DC оптоварување на изворот на возење, така што овој метод на завршување нема потрошувачка на еднонасочна енергија.

Преслушувањето се однесува на непожелните пречки на напонскиот шум предизвикан од електромагнетното спојување на соседните далноводи кога сигналот се шири на далноводот. Спојката е поделена на капацитивна спојка и индуктивна спојка. Прекумерното мешање може да предизвика лажно активирање на колото и да предизвика системот да не работи нормално. Според некои карактеристики на преслушувањето, може да се сумираат неколку главни методи за намалување на вкрстувањето:

(1) Зголемете го растојанието помеѓу линиите, намалете ја паралелната должина и користете го методот на џогирање за ожичување доколку е потребно.

(2) Кога линиите за сигнали со голема брзина ги исполнуваат условите, додавањето на совпаѓање на завршувањето може да ги намали или елиминира рефлексиите, а со тоа да го намали разговорот.

(3) За далноводи со микроленти и далноводи со ленти, ограничувањето на висината на трагата во опсегот над рамнината на земјата може значително да го намали презборувањето.

(4) Кога просторот за жици дозволува, вметнете жица за заземјување помеѓу двете жици со посериозно прекршување, што може да игра улога во изолацијата и да го намали презборувањето.

Поради недостигот на анализа со голема брзина и насоки за симулација во традиционалниот дизајн на ПХБ, квалитетот на сигналот не може да се гарантира и повеќето од проблемите не можат да се откријат до тестот за правење плочи. Ова во голема мера ја намалува ефикасноста на дизајнот и ја зголемува цената, што е очигледно неповолно во жестоката пазарна конкуренција. Затоа, за дизајн на ПХБ со голема брзина, луѓето од индустријата предложија нова дизајнерска идеја, која стана метод на дизајнирање „од горе надолу“. По разновидна анализа и оптимизација на политиките, повеќето можни проблеми се избегнати и направени се многу заштеди. Време е да се осигураме дека буџетот на проектот е исполнет, да се произведуваат висококвалитетни печатени табли и да се избегнат мачни и скапи грешки при тестирањето.

Употребата на диференцијални линии за пренос на дигитални сигнали е ефикасна мерка за контрола на факторите кои го уништуваат интегритетот на сигналот во дигиталните кола со голема брзина. Диференцијалната линија на плочата за печатено коло е еквивалентна на пар на диференцијални микробранови интегрирани далноводи кои работат во квази-TEM режим. Меѓу нив, диференцијалната линија на горниот или долниот дел од ПХБ е еквивалентна на линијата за споена микролента и се наоѓа на внатрешниот слој на повеќеслојната ПХБ. Дигиталниот сигнал се пренесува на диференцијалната линија во непарен режим на пренос, односно фазната разлика помеѓу позитивните и негативните сигнали е 180°, а бучавата се спојува на пар диференцијални линии во заеднички режим. Напонот или струјата на колото се одземаат, така што сигналот може да се добие за да се елиминира шумот од заедничкиот режим. Нисконапонската амплитуда или излезниот погон на струја на парот на диференцијални линии ги исполнува барањата за интеграција со голема брзина и мала потрошувачка на енергија.

6 завршни забелешки

Со континуираниот развој на електронската технологија, императив е да се разбере теоријата на интегритетот на сигналот за да се води и да се потврди дизајнот на ПХБ со голема брзина. Некои искуства сумирани во овој напис може да им помогнат на дизајнерите на плочарни кола со голема брзина да го скратат циклусот на развој, да ги избегнат непотребните заобиколувања и да заштедат работна сила и материјални ресурси. Дизајнерите мора да продолжат да истражуваат и истражуваат во вистинската работа, да продолжат да акумулираат искуство и да комбинираат нови технологии за да дизајнираат брзи ПХБ-плочки со одлични перформанси.