Høyhastighets PCB design refererer til ethvert design der signalets integritet begynner å bli påvirket av de fysiske egenskapene til PCB, for eksempel layout, emballasje, sammenkobling og lagstablering. Videre, når du begynner å designe brett og støter på problemer som forsinkelse, krysstale, refleksjon eller utslipp, kommer du inn på høyhastighets PCB-design.

Fokuset på disse problemene gjør høyhastighetsdesign så unikt. Du kan være vant til å designe en enkel PCB som fokuserer på komponentplassering og ledninger. Når du bruker høyhastighetsdesign, er det imidlertid viktigere å vurdere faktorer som avstanden til signalet, signalets bredde, hvor de er plassert og hva slags spor de er. Tilkoblingen. Med disse faktorene i tankene vil den nå et høyere nivå i PCB -designprosessen.

PCB -design med høy hastighet

1. Kjenn designprogramvare som tilbyr avanserte alternativer

Det trenger mange komplekse funksjoner for å bli designet i CAD -programvare med høy hastighet. Det er kanskje ikke mange programmer for amatører, og det er ofte ingen avanserte alternativer basert på Web -pakken. Derfor trenger du en bedre forståelse av kraftige CAD -verktøy.

2. Motorveier

Når det gjelder høyhastighets ledninger, må designere forstå reglene for grunnleggende ledninger, inkludert ikke å kutte jordforbindelser og holde ledningene korte. Derfor må du forhindre kryssing i en viss avstand på den digitale linjen og skjerme alle forstyrrelsesgeneratorer for ikke å skade signalintegriteten.

3. Kabling med impedanskontroll

For noen signaler på omtrent 40-120 ohm krever det impedansmatching. Stikkordet for karakteristisk impedansmatching er antennen og mange forskjellspar.

Det er viktig at designeren forstår hvordan man beregner linjebredden og de nødvendige impedansverdiene for laminering. Hvis impedansverdien ikke er riktig, kan signalet bli alvorlig påvirket, noe som kan føre til datakorrupsjon.

4. Lengde matchende spor

Det er mange linjer i høyhastighetsminnebussen og grensesnittbussen. Disse linjene kan operere med svært høye frekvenser, så det er avgjørende at signalene reiser samtidig fra senderenden til mottakerenden. I tillegg krever det en funksjon som kalles lengdematching. Derfor definerer den vanligste standarden toleranseverdiene som må matche lengden.

5. Minimer sløyfeområdet

Høyhastighets PCB -designere trenger å vite noen tips, høyfrekvente signaler kan forårsake EMI, EMC og andre problemer. Derfor må de følge grunnleggende regler, for eksempel å ha kontinuerlig jording og redusere sløyfeområdet ved å optimalisere trådens gjeldende returbane og sette inn mange suturhull.

Saker som trenger oppmerksomhet i høyhastighets PCB-design

PCB -oppsett er veldig viktig

Uten tvil er effektiv PCB-produksjon i høyhastighetskretser viktig for sluttresultatet. PCB -oppsettet ble imidlertid ikke vurdert i utgangspunktet. Derfor vil det ha en betydelig innvirkning på designet for å oppnå de nødvendige funksjonene og vellykket PCB-produksjon, for eksempel planlegging på høyt nivå og overholdelse av viktige faktorer. I tillegg må du ta opp noen problemer før PCB-layout, for eksempel produksjonsdesign (DFM) og ytterligere hensyn til høyhastighets PCB-krav.

Dårlig layout kan forårsake ytelsesproblemer når du starter testing eller når du bruker det i PCB -produksjon. For å gjøre saken verre krever behovet for å evaluere PCB -feil eller ytelsesproblemer og sette sammen prototypelayoutet mer kostnader og tid for å redesigne eller omarbeide.

Merknader for PCB -design

I praksis har PCB-design med høy hastighet mange begrensninger for designere, ettersom du må oppfylle forskjellige signalhastigheter og andre designkrav. For å oppnå høyhastighets kretskortdesign som er vist nedenfor, må noen faktorer derfor tas i betraktning:

Skjematisk note: Det er velkjent at en god skjematisk kan legge et godt grunnlag for PCB -design. Derfor, avhengig av om du er en PCB -designer eller en elektroingeniør, kan det skjematiske diagrammet behandles annerledes. Generelt behandler den en skjematisk som et kommunikasjonsmiddel som kan kobles til et kretskort. Men skjemaer kan gjøre en stor forskjell når det gjelder å organisere og presentere høyhastighetsdesignene dine. Derfor er så mye informasjon som mulig tilgjengelig på designskjemaet, for eksempel ledningslengde, nødvendig komponentplassering, PCB -produsentinformasjon og så videre.

Justering av sporlengde: Når du bruker et høyhastighetsgrensesnitt, må du justere sporlengden for å synkronisere signaloverføringen med datalinjen. Imidlertid kan grensesnittet mislykkes med maksimal frekvens, eller det fungerer kanskje ikke i det hele tatt fordi det ikke er synkronisert. Dessuten, jo høyere grensesnittfrekvens, jo høyere lengde -matchende krav. Derfor, i tilfelle av parallelle grensesnitt, trenger du bare å justere lengden på alle linjene. Det er viktig å være sikker på å justere lengden på disse linjene for å få ønsket lengde i et sett med signaler.

PCB -materialer og krav til høyhastighets stabling: Dette vil påvirke høyhastighetsdesignen din, for eksempel lagstabelstruktur og PCB -materiale.

Plasseringsstrategi for høy hastighet: Fordi endring av putestørrelse og komponentavstand maksimerer høyhastighets tilkoblingslengde, kan den designes for høy hastighet ved hjelp av en rekke metoder for å optimalisere komponentplasseringen og forbedre komponentopptaksområdet for høy hastighet.

Differensialpar og linjelengderuting: Det er viktig å rute differensialpar i høyhastighetsdesign slik at par av signaler kan eksistere samtidig.

Overvåking, overvåking av impedans og parallellitet: I høyhastighetsdesign er det mange faktorer som kan påvirke designet ditt negativt. I tillegg er det teknikker å vurdere, for eksempel hvordan du minimerer påvirkningen på designet.

Forstå bånd- og mikrostripelinjer: Generelt krever det for høyhastighetsdesign flere rutemetoder. Hvis ruting av motorveier skal implementeres, er det ønskelig å ha en bedre forståelse av bånd- og mikrostrimmelrutingsteknikker.

Kabeltopologi og beste kablingpraksis: Vanligvis kreves en bestemt form eller topologi hvis kretsbanene som kreves for høyhastighets kabling skal implementeres. Det er også godt å utforske forskjellige måter å spore linjelengder, rømninger, returveier, etc.

Simulatorer: For høyhastighetsdesign er simulering til stor fordel før, under og etter at oppsettet begynner. Derfor bør du ha en bedre forståelse av PCB -designprogramvare for å lære tips og triks for simuleringsdesign.

Hvordan vet DU om du trenger en PCB-design med høy hastighet?

1. Er det et høyhastighetsgrensesnitt på brettet?

En rask måte å finne ut om du trenger å følge retningslinjer for høyhastighetsdesign, er å sjekke om du har høyhastighetsgrensesnitt, for eksempel DDR, PCI-E eller til og med videogrensesnitt, for eksempel DVI, HDMI, etc.

Alle disse grensesnittene må følge noen høyhastighets designregler. I tillegg må du oppgi de eksakte spesifikasjonene for hver data i dokumentasjonen.

2. Forholdet mellom sporlengde og signalbølgelengde

Generelt, hvis bølgelengden til meldingen din er den samme som linjelengden, vil PCB-en definitivt kreve høyhastighetsdesign. Fordi noen standarder (for eksempel DDR) krever at linjens lengde samsvarer med minimumstoleransen.

Et godt grovt tall er hvis kabellengden og bølgelengden din kan holdes innenfor en størrelsesorden av hverandre. Da er det en god idé å sjekke høyhastighetsdesignet.

3. PCB med trådløst grensesnitt

Som du vet, har hver kretskort en antenne, og enten det er gjennom en kontakt eller noe på kortet, må høyhastighets signaler utformes. I tillegg krever den innebygde antennen en tett impedans for å matche tuninglengden.

For kort med SMA -kontakter eller lignende kontakter, må du koble dem til en kontakt med en spesifikk impedansverdi.

konklusjon

Kort sagt, å lære om høyhastighets PCB-design avhenger av et annet prosjekt. Selv om det er mange faktorer å ta hensyn til når du designer for høy hastighet. Heldigvis vil CAD -programvaren du bruker til PCB -design gi deg assistanse, for eksempel impedanskalkulatorer, alternativer for rapportering av rutelengde, differensialpar -rutere og andre verktøy.