PCB berkelajuan tinggi reka bentuk merujuk kepada sebarang reka bentuk di mana integriti isyarat mula dipengaruhi oleh ciri-ciri fizikal PCB, seperti susun atur, pembungkusan, interkoneksi, dan susun lapisan. Selanjutnya, apabila anda mula merancang papan dan menghadapi masalah seperti kelewatan, crosstalk, pantulan, atau pelepasan, anda akan memasuki bidang reka bentuk PCB berkelajuan tinggi.

Tumpuan pada isu-isu ini menjadikan reka bentuk berkelajuan tinggi begitu unik. Anda mungkin terbiasa merancang PCB sederhana yang memfokuskan pada penempatan komponen dan pendawaian. Walau bagaimanapun, apabila menggunakan reka bentuk berkelajuan tinggi, lebih penting untuk mempertimbangkan faktor-faktor seperti jaraknya dari isyarat, lebar isyarat, di mana ia diletakkan dan jenis trek apa. Sambungannya. Selanjutnya, dengan mempertimbangkan faktor-faktor ini, ia akan mencapai tahap yang lebih tinggi dalam proses reka bentuk PCB anda.

Kemahiran reka bentuk PCB berkelajuan tinggi

1. Ketahui perisian reka bentuk yang menawarkan pilihan lanjutan

Ia memerlukan banyak fungsi kompleks untuk dirancang dalam perisian CAD pada kelajuan tinggi. Juga, mungkin tidak ada banyak program untuk amatir, dan selalunya tidak ada pilihan lanjutan berdasarkan rangkaian Web. Oleh itu, anda memerlukan pemahaman yang lebih baik mengenai alat CAD yang kuat.

2. Lebuh raya

Ketika berkaitan dengan pendawaian berkelajuan tinggi, pereka perlu memahami peraturan untuk pendawaian asas, termasuk tidak memotong sambungan tanah dan membuat pendawaian tetap pendek. Oleh itu, cegah crosstalk pada jarak tertentu pada garis digital dan lindungi semua penjana gangguan agar tidak merosakkan integriti isyarat.

3. Kabel dengan kawalan impedans

Untuk beberapa isyarat sekitar 40-120 ohm, ia memerlukan pemadanan impedans. Petunjuk untuk pencocokan impedansi ciri adalah antena dan banyak pasangan perbezaan.

Penting bahawa pereka memahami bagaimana mengira lebar garis dan nilai impedans yang diperlukan untuk laminasi. Sekiranya nilai impedans tidak betul, isyarat mungkin terjejas teruk, mengakibatkan kerosakan data.

4. Jejak pemadanan panjang

Terdapat banyak baris dalam bas memori berkelajuan tinggi dan bas antara muka. Garis-garis ini dapat beroperasi pada frekuensi yang sangat tinggi, jadi sangat penting agar isyarat bergerak serentak dari hujung pengiriman ke hujung penerima. Di samping itu, ia memerlukan ciri yang disebut pemadanan panjang. Oleh itu, standard yang paling umum menentukan nilai toleransi yang perlu sepadan dengan panjang.

5. Minimumkan kawasan gelung

Pereka PCB berkelajuan tinggi perlu mengetahui beberapa petua, isyarat frekuensi tinggi boleh menyebabkan EMI, EMC dan masalah lain. Oleh itu, mereka perlu mengikuti peraturan asas, seperti mempunyai pembumian berterusan dan mengurangkan kawasan gelung dengan mengoptimumkan jalan kembali wayar semasa, dan memasukkan banyak lubang jahitan.

Perkara yang memerlukan perhatian dalam reka bentuk PCB berkelajuan tinggi

Susun atur PCB sangat penting

Tanpa keraguan, pembuatan PCB yang cekap dalam litar berkelajuan tinggi adalah penting untuk hasil akhirnya. Walau bagaimanapun, susun atur PCB tidak diambil kira. Oleh itu, ia akan memberi kesan yang besar pada reka bentuk untuk mencapai fungsi yang diperlukan dan pembuatan PCB yang berjaya, seperti perancangan peringkat tinggi dan pematuhan terhadap faktor penting. Di samping itu, anda perlu menangani beberapa masalah sebelum susun atur PCB, seperti amalan reka bentuk pembuatan (DFM) dan pertimbangan tambahan untuk keperluan PCB berkelajuan tinggi.

Susun atur yang buruk boleh menyebabkan masalah prestasi semasa memulakan ujian atau ketika digunakan dalam pembuatan PCB. Untuk memburukkan lagi keadaan, keperluan untuk menilai kegagalan PCB atau masalah prestasi dan memasang semula susun atur prototaip memerlukan lebih banyak kos dan masa untuk merancang semula atau menyusun semula.

Catatan untuk reka bentuk PCB

Dalam praktiknya, reka bentuk PCB berkelajuan tinggi mempunyai banyak batasan untuk pereka, kerana anda perlu memenuhi pelbagai kelajuan isyarat dan keperluan reka bentuk lain. Oleh itu, untuk mencapai reka bentuk papan litar berkelajuan tinggi seperti di bawah, beberapa faktor perlu dipertimbangkan:

Catatan skematik: Telah diketahui bahawa skema yang baik dapat meletakkan asas yang baik untuk reka bentuk PCB. Oleh itu, bergantung kepada sama ada anda seorang pereka PCB atau jurutera elektrik, gambarajah skematik dapat diperlakukan secara berbeza. Secara umum, ia menganggap skema sebagai alat komunikasi yang dapat disambungkan ke papan litar. Tetapi skema boleh membuat perbezaan besar dalam mengatur dan mempersembahkan reka bentuk berkelajuan tinggi anda. Oleh itu, sebanyak mungkin maklumat terdapat pada skema reka bentuk, seperti panjang wayar, penempatan komponen yang diperlukan, maklumat pengeluar PCB, dan sebagainya.

Penyesuaian panjang jejak: Apabila menggunakan antara muka berkelajuan tinggi, anda perlu menyesuaikan panjang jejak untuk menyegerakkan penghantaran isyarat dengan garis data. Walau bagaimanapun, antara muka mungkin gagal pada frekuensi maksimum, atau mungkin tidak berfungsi sama sekali kerana tidak diselaraskan. Lebih-lebih lagi, semakin tinggi frekuensi antara muka, semakin tinggi keperluan pemadanan panjang. Oleh itu, sekiranya terdapat antara muka selari, anda hanya perlu menyesuaikan panjang semua garisan. Penting untuk memastikan penyesuaian panjang garis-garis ini untuk mendapatkan panjang yang diinginkan dalam satu set isyarat.

Bahan dan keperluan PCB untuk susun berkelajuan tinggi: Ini akan mempengaruhi reka bentuk kelajuan tinggi anda, seperti struktur susun lapisan dan bahan PCB.

Strategi penempatan berkelajuan tinggi: Kerana mengubah ukuran pad dan pelepasan komponen memaksimumkan panjang sambungan berkelajuan tinggi, ia dapat dirancang untuk kelajuan tinggi menggunakan berbagai kaedah untuk mengoptimumkan penempatan komponen dan memperbaiki kawasan penempatan komponen untuk kecepatan tinggi.

Pasangan pembezaan dan perutean panjang garis: Penting untuk mengarahkan pasangan pembezaan dalam reka bentuk berkelajuan tinggi supaya pasangan isyarat dapat wujud secara serentak.

Pertimbangan crosstalk, kawalan impedans, dan paralelisme: Dalam reka bentuk berkelajuan tinggi, terdapat banyak faktor yang boleh mempengaruhi reka bentuk anda. Di samping itu, ada teknik yang perlu dipertimbangkan, seperti bagaimana meminimumkan kesan pada reka bentuk.

Fahami garis pita dan garis mikro: Secara umum, untuk reka bentuk berkelajuan tinggi, ia memerlukan pelbagai kaedah penghalaan. Sekiranya penghalaan lebuh raya hendak dilaksanakan, adalah wajar untuk mempunyai pemahaman yang lebih baik mengenai teknik laluan jalur dan mikrostrip.

Topologi pengkabelan dan amalan pemasangan kabel terbaik: Biasanya, bentuk atau topologi tertentu diperlukan jika laluan litar yang diperlukan untuk pemasangan kabel berkelajuan tinggi akan dilaksanakan. Juga, ada baiknya anda meneroka pelbagai cara untuk mengesan panjang garis, jalan keluar, jalan balik, dll.

Simulator: Untuk reka bentuk berkelajuan tinggi, simulasi sangat bermanfaat sebelum, semasa, dan selepas susun atur dimulakan. Oleh itu, anda harus mempunyai pemahaman yang lebih baik mengenai perisian reka bentuk PCB untuk mempelajari tip dan trik untuk reka bentuk simulasi.

Bagaimana ANDA tahu jika anda memerlukan reka bentuk PCB berkelajuan tinggi?

1. Adakah terdapat antara muka berkelajuan tinggi di papan?

Cara cepat untuk mengetahui sama ada anda perlu mengikuti garis panduan reka bentuk berkelajuan tinggi adalah dengan memeriksa sama ada anda mempunyai antara muka berkelajuan tinggi, seperti DDR, PCI-E, atau bahkan antara muka video, seperti DVI, HDMI, dll.

Semua antara muka ini perlu mengikuti beberapa peraturan reka bentuk berkelajuan tinggi. Sebagai tambahan, sila berikan spesifikasi yang tepat untuk setiap data dalam dokumentasi.

2. Nisbah panjang jejak ke panjang gelombang isyarat

Secara amnya, jika panjang gelombang mesej anda sama dengan panjang garis, PCB anda pasti memerlukan reka bentuk berkelajuan tinggi. Kerana beberapa piawaian (seperti DDR) mengharuskan panjang garis sesuai dengan toleransi minimum.

Nombor kasar yang baik adalah jika panjang kabel dan panjang gelombang anda dapat disimpan dalam urutan besarnya satu sama lain. Kemudian, adalah idea yang baik untuk memeriksa reka bentuk berkelajuan tinggi.

3. PCB dengan antara muka tanpa wayar

Seperti yang anda ketahui, setiap PCB mempunyai antena, dan sama ada melalui penyambung atau sesuatu di papan, isyarat berkelajuan tinggi perlu dirancang. Di samping itu, antena on-board memerlukan impedans yang ketat untuk menyamai panjang tuning.

Untuk papan dengan penyambung SMA atau penyambung serupa, anda perlu menyambungkannya ke penyambung dengan nilai impedans tertentu.

kesimpulan

Ringkasnya, belajar mengenai reka bentuk PCB berkelajuan tinggi bergantung pada projek lain. Walaupun terdapat banyak faktor yang perlu dipertimbangkan ketika merancang untuk kelajuan tinggi. Nasib baik, perisian CAD yang anda gunakan untuk reka bentuk PCB akan memberi anda bantuan, seperti kalkulator impedans, pilihan pelaporan panjang penghalaan, penghala pasangan pembezaan, dan alat lain.