Szybka płytka drukowana projekt odnosi się do każdego projektu, w którym na integralność sygnału zaczynają wpływać fizyczne właściwości płytki drukowanej, takie jak układ, opakowanie, połączenia i układanie warstw. Co więcej, kiedy zaczniesz projektować płytki i napotkasz problemy, takie jak opóźnienie, przesłuch, odbicie lub emisja, wejdziesz w dziedzinę szybkiego projektowania PCB.

Skupienie się na tych kwestiach sprawia, że ​​szybkie projektowanie jest tak wyjątkowe. Możesz być przyzwyczajony do projektowania prostej płytki drukowanej, która skupia się na rozmieszczeniu komponentów i okablowaniu. Jednak przy korzystaniu z szybkich projektów ważniejsze jest uwzględnienie takich czynników, jak odległość od sygnału, szerokość sygnału, miejsce ich umieszczenia i rodzaj toru. Połączenie. Co więcej, mając na uwadze te czynniki, osiągnie wyższy poziom w procesie projektowania PCB.

Umiejętności szybkiego projektowania PCB

1. Poznaj oprogramowanie do projektowania oferujące zaawansowane opcje

Potrzebuje wielu złożonych funkcji, aby można je było szybko zaprojektować w oprogramowaniu CAD. Ponadto może nie być wielu programów dla amatorów i często nie ma zaawansowanych opcji opartych na pakiecie internetowym. Dlatego potrzebujesz lepszego zrozumienia potężnych narzędzi CAD.

2. Autostrady

Jeśli chodzi o szybkie okablowanie, projektanci muszą zrozumieć zasady podstawowego okablowania, w tym nie przecinać połączeń uziemiających i skracać okablowanie. Dlatego należy zapobiegać przesłuchom w pewnej odległości na linii cyfrowej i ekranować wszystkie generatory zakłóceń, aby nie uszkodzić integralności sygnału.

3. Okablowanie z kontrolą impedancji

W przypadku niektórych sygnałów o wartości około 40-120 omów wymaga dopasowania impedancji. Wskaźnikiem dopasowania impedancji charakterystycznej jest antena i wiele par różnicowych.

Ważne jest, aby projektant rozumiał, jak obliczyć szerokość linii i niezbędne wartości impedancji dla laminacji. Jeśli wartość impedancji jest nieprawidłowa, sygnał może zostać poważnie zakłócony, powodując uszkodzenie danych.

4. Śledzenie dopasowania długości

W szybkiej magistrali pamięci i magistrali interfejsu jest wiele linii. Linie te mogą działać na bardzo wysokich częstotliwościach, dlatego ważne jest, aby sygnały przemieszczały się jednocześnie od końca nadawczego do końca odbiorczego. Ponadto wymaga funkcji zwanej dopasowywaniem długości. Dlatego najpopularniejsza norma definiuje wartości tolerancji, które muszą być dopasowane do długości.

5. Zminimalizuj obszar pętli

Projektanci szybkich obwodów drukowanych muszą znać kilka wskazówek, sygnały o wysokiej częstotliwości mogą powodować EMI, EMC i inne problemy. Dlatego muszą przestrzegać podstawowych zasad, takich jak ciągłe uziemienie i zmniejszenie obszaru pętli poprzez optymalizację bieżącej ścieżki powrotnej drutu i umieszczenie wielu otworów na szwy.

Sprawy wymagające uwagi w szybkim projektowaniu PCB

Układ PCB jest bardzo ważny

Bez wątpienia wydajna produkcja PCB w szybkich obwodach jest ważna dla końcowego rezultatu. Jednak układ PCB nie był brany pod uwagę w pierwszej kolejności. W związku z tym będzie to miało znaczący wpływ na projekt, aby osiągnąć niezbędne funkcje i udaną produkcję PCB, takie jak planowanie na wysokim poziomie i zgodność z ważnymi czynnikami. Ponadto przed rozplanowaniem PCB należy rozwiązać pewne problemy, takie jak praktyki projektowania produkcyjnego (DFM) i dodatkowe uwagi dotyczące wymagań dotyczących szybkich płytek drukowanych.

Zły układ może powodować problemy z wydajnością podczas rozpoczynania testów lub podczas produkcji PCB. Co gorsza, potrzeba oceny awarii PCB lub problemów z wydajnością i ponownego złożenia układu prototypu wymaga większych kosztów i czasu na przeprojektowanie lub przeróbkę.

Uwagi dotyczące projektowania PCB

W praktyce projekty PCB o dużej prędkości mają wiele ograniczeń dla projektantów, ponieważ trzeba spełnić różne wymagania dotyczące prędkości sygnału i innych wymagań projektowych. Dlatego, aby osiągnąć projekt szybkiej płytki drukowanej pokazany poniżej, należy wziąć pod uwagę kilka czynników:

Uwaga dotycząca schematu: Dobrze wiadomo, że dobry schemat może stanowić dobrą podstawę do projektowania PCB. Dlatego w zależności od tego, czy jesteś projektantem PCB czy inżynierem elektrykiem, schemat ideowy można potraktować inaczej. Ogólnie traktuje schemat jako środek komunikacji, który można podłączyć do płytki drukowanej. Ale schematy mogą mieć duży wpływ na organizowanie i prezentowanie szybkich projektów. Dlatego na schemacie projektowym dostępnych jest jak najwięcej informacji, takich jak długość przewodu, niezbędne rozmieszczenie komponentów, informacje o producencie PCB i tak dalej.

Regulacja długości śladu: W przypadku korzystania z szybkiego interfejsu należy dostosować długość śladu, aby zsynchronizować transmisję sygnału z linią danych. Jednak interfejs może ulec awarii przy maksymalnej częstotliwości lub może w ogóle nie działać, ponieważ nie jest zsynchronizowany. Co więcej, im wyższa częstotliwość interfejsu, tym wyższe wymagania dotyczące dopasowania długości. Dlatego w przypadku interfejsów równoległych wystarczy dopasować długość wszystkich linii. Ważne jest, aby dostosować długość tych linii, aby uzyskać pożądaną długość w zestawie sygnałów.

Materiały PCB i wymagania dotyczące szybkiego układania w stos: wpłynie to na szybki projekt, taki jak struktura układania warstw i materiał PCB.

Strategia szybkiego rozmieszczania: Ponieważ zmiana rozmiaru podkładki i odstępu między komponentami maksymalizuje długość połączenia o dużej prędkości, można ją zaprojektować pod kątem dużej prędkości przy użyciu różnych metod, aby zoptymalizować rozmieszczenie komponentów i poprawić obszar zajmowania komponentów w celu uzyskania dużej prędkości.

Pary różnicowe i trasowanie długości linii: Ważne jest, aby kierować pary różnicowe w konstrukcjach o dużej szybkości, aby pary sygnałów mogły istnieć jednocześnie.

Zagadnienia dotyczące przesłuchów, kontroli impedancji i równoległości: W przypadku projektów o dużej prędkości istnieje wiele czynników, które mogą niekorzystnie wpłynąć na projekt. Ponadto należy wziąć pod uwagę techniki, takie jak minimalizacja wpływu na projekt.

Zrozumienie linii wstęgowych i mikropaskowych: Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku projektów o dużej szybkości wymaga to wielu metod trasowania. Jeśli ma zostać wdrożone trasowanie autostrad, pożądane jest lepsze zrozumienie technik trasowania pasków i mikropasków.

Topologia okablowania i najlepsze praktyki dotyczące okablowania: Zazwyczaj wymagany jest określony kształt lub topologia, jeśli ścieżki obwodów wymagane dla okablowania o dużej szybkości mają zostać zaimplementowane. Warto też zbadać różne sposoby śledzenia długości linii, ucieczek, ścieżek powrotnych itp.

Symulatory: W przypadku szybkiego projektowania symulacja jest bardzo korzystna przed, w trakcie i po rozpoczęciu układu. Dlatego powinieneś lepiej zrozumieć oprogramowanie do projektowania PCB, aby nauczyć się wskazówek i wskazówek dotyczących projektowania symulacji.

Skąd wiesz, czy potrzebujesz szybkiego projektu PCB?

1. Czy na płycie jest szybki interfejs?

Szybkim sposobem sprawdzenia, czy musisz przestrzegać wytycznych dotyczących szybkiego projektowania, jest sprawdzenie, czy masz szybkie interfejsy, takie jak DDR, PCI-E, a nawet interfejsy wideo, takie jak DVI, HDMI itp.

Wszystkie te interfejsy muszą być zgodne z pewnymi zasadami szybkiego projektowania. Dodatkowo prosimy o podanie dokładnych specyfikacji dla poszczególnych danych w dokumentacji.

2. Stosunek długości śladu do długości fali sygnału

Ogólnie rzecz biorąc, jeśli długość fali wiadomości jest taka sama jak długość linii, twoja płytka drukowana z pewnością będzie wymagała szybkiego projektowania. Ponieważ niektóre normy (takie jak DDR) wymagają, aby długość linii odpowiadała minimalnej tolerancji.

Dobrą przybliżoną wartością jest to, że długość kabla i długość fali mogą być utrzymywane w zakresie jednego rzędu wielkości. Następnie dobrym pomysłem jest sprawdzenie szybkiej konstrukcji.

3. PCB z interfejsem bezprzewodowym

Jak wiecie, każda płytka drukowana ma antenę i niezależnie od tego, czy jest przez złącze, czy coś na płytce, należy zaprojektować szybkie sygnały. Ponadto antena pokładowa wymaga ścisłej impedancji, aby dopasować długość strojenia.

W przypadku płyt ze złączami SMA lub podobnymi złączami należy je podłączyć do złącza o określonej wartości impedancji.

konkluzja

Krótko mówiąc, nauka o szybkim projektowaniu PCB zależy od innego projektu. Chociaż istnieje wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu dużych prędkości. Na szczęście oprogramowanie CAD, którego używasz do projektowania PCB, zapewni ci pomoc, taką jak kalkulatory impedancji, opcje raportowania długości trasowania, routery par różnicowych i inne narzędzia.