site logo

Методы и навыки проектирования печатных плат

1. Как выбрать Печатной платы?

Выбор печатной платы должен соответствовать требованиям к дизайну и массовому производству, а также стоимости баланса между ними. Требования к конструкции включают электрические и механические части. Обычно это важно при разработке очень быстрых печатных плат (частоты выше ГГц). Например, обычно используемый сегодня материал fr-4 может не подходить, потому что диэлектрические потери на нескольких ГГц имеют большое влияние на затухание сигнала. В случае электричества обратите внимание на диэлектрическую проницаемость и диэлектрические потери на расчетной частоте.

ipcb

2. Как избежать высокочастотных помех?

Основная идея предотвращения высокочастотных помех заключается в минимизации помех электромагнитного поля высокочастотного сигнала, также известного как перекрестные помехи. Вы можете увеличить расстояние между высокоскоростным сигналом и аналоговым сигналом или добавить к аналоговому сигналу заземляющие / шунтирующие дорожки. Также обратите внимание на цифровое заземление для аналоговых помех заземления.

3. Как решить проблему целостности сигнала в высокоскоростном дизайне?

Целостность сигнала в основном зависит от согласования импеданса. Факторы, которые влияют на согласование импеданса, включают архитектуру источника сигнала, выходное сопротивление, характеристическое сопротивление кабеля, характеристику стороны нагрузки и архитектуру топологии кабеля. Решение – * оконцовка и корректировка топологии кабеля.

4. Как реализовать дифференциальную проводку?

При подключении разностной пары следует обратить внимание на два момента. Во-первых, длина двух линий должна быть как можно большей, а во-вторых, расстояние между двумя линиями (определяемое разностным импедансом) всегда должно оставаться постоянным, то есть оставаться параллельным. Есть два параллельных режима: один состоит в том, что две линии проходят на одном и том же соседнем слое, а другой – в том, что две линии проходят на двух смежных слоях верхнего и нижнего слоев. Как правило, более распространена первая реализация «бок о бок».

5. Как реализовать дифференциальную разводку линии тактового сигнала только с одной выходной клеммой?

Если вы хотите использовать дифференциальную проводку, источник сигнала и принимающая сторона также должны иметь значение дифференциального сигнала. Таким образом, невозможно использовать дифференциальную проводку для тактового сигнала только с одним выходом.

6. Можно ли добавить согласующее сопротивление между парами разностных линий на приемном конце?

Сопротивление согласования между парой дифференциальных линий на приемном конце обычно добавляется, и его значение должно быть равно значению дифференциального импеданса. Качество сигнала будет лучше.

7. Почему разводка разностных пар должна быть ближайшей и параллельной?

Подключение разностных пар должно быть соответственно закрытым и параллельным. Правильная высота обусловлена ​​разностным импедансом, который является важным параметром при проектировании разностных пар. Параллельность также требуется для поддержания постоянства дифференциального импеданса. Если две линии расположены далеко или близко, дифференциальный импеданс будет несовместимым, что влияет на целостность сигнала и задержку TIming.

8. Как справиться с некоторыми теоретическими противоречиями в реальной проводке?

(1). В принципе, правильно разделять модули / номера. Следует проявлять осторожность, чтобы не пересекать MOAT и не допускать слишком большого роста источника питания и пути обратного тока сигнала.

(2). Кварцевый генератор представляет собой симулированный колебательный контур с положительной обратной связью, и стабильные колебательные сигналы должны соответствовать характеристикам коэффициента усиления и фазы контура, которые подвержены помехам, даже если защитные дорожки заземления не могут полностью изолировать помехи. И слишком далеко, шум на плоскости заземления также повлияет на колебательный контур положительной обратной связи. Поэтому убедитесь, что кварцевый генератор и микросхема расположены как можно ближе друг к другу.

(3). Действительно, существует множество противоречий между высокоскоростной проводкой и требованиями к электромагнитным помехам. Однако основной принцип заключается в том, что из-за емкости сопротивления или ферритового шарика, добавляемого EMI, некоторые электрические характеристики сигнала не могут не соответствовать спецификациям. Следовательно, лучше всего использовать технику размещения проводки и укладки печатных плат, чтобы решить или уменьшить проблемы EMI, такие как прокладка высокоскоростных сигналов. Наконец, для уменьшения повреждения сигнала использовались емкостные резисторы или метод ферритовых шариков.

9. Как разрешить противоречие между ручной разводкой и автоматической разводкой высокоскоростных сигналов?

В настоящее время большинство автоматических устройств кабельной разводки в программном обеспечении сильной кабельной разводки имеют ограничения для управления режимом намотки и количеством отверстий. Компании EDA иногда сильно различаются в установках возможностей и ограничений заводных двигателей. Например, достаточно ли ограничений для управления закручиванием серпентичных линий, достаточно ли ограничений для управления расстоянием между парами разностей и т. Д. Это повлияет на то, сможет ли автоматическая разводка из проводки соответствовать задумке дизайнера. Кроме того, сложность ручной регулировки электропроводки также полностью связана с способностью заводного двигателя. Например, способность проталкивания проволоки, способность проталкивания через отверстие и даже способность проталкивания проволоки на медном покрытии и так далее. Итак, выберите кабель с сильной намоткой двигателя, это способ решения.

10. О тестовом купоне.

Тестовый купон используется для измерения того, соответствует ли характеристическое сопротивление ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ печатной платы проектным требованиям, с помощью рефлектометра во временной области (TDR). Как правило, импеданс, который нужно контролировать, представляет собой одну линию и пару разностей из двух случаев. Следовательно, ширина линии и интервал между строками (если они различаются) на тестовом купоне должны быть такими же, как и у контролируемой линии. Самое главное – это расположение точки заземления. Чтобы уменьшить значение индуктивности заземляющего провода, точка заземления зонда TDR обычно находится очень близко к кончику зонда. Следовательно, расстояние и метод измерения точки сигнала и точки заземления на тестовом купоне должны соответствовать используемому щупу.

11. В конструкции высокоскоростной печатной платы пустая область сигнального слоя может быть покрыта медью, и как распределить медное покрытие на заземлении и источнике питания нескольких сигнальных слоев?

Обычно в области холостого хода медное покрытие большей части корпуса заземлено. Просто обратите внимание на расстояние между медью и сигнальной линией, когда медь применяется рядом с высокоскоростной сигнальной линией, потому что нанесенная медь снизит характеристическое сопротивление линии. Также будьте осторожны, чтобы не повлиять на характеристический импеданс других слоев, как в конструкции с двумя полосками.

12. Можно ли использовать сигнальную линию над плоскостью источника питания для расчета характеристического импеданса с использованием модели микрополосковой линии? Можно ли рассчитать сигнал между источником питания и заземляющим слоем, используя модель ленточной линии?

Да, при вычислении характеристического импеданса как плоскость питания, так и заземляющую пластину следует рассматривать как опорные плоскости. Например, четырехслойная плата: верхний слой – силовой слой – страта – нижний слой. В этом случае модель характеристического импеданса разводки верхнего слоя представляет собой модель микрополосковой линии с плоскостью питания в качестве плоскости отсчета.

13. Могут ли контрольные точки, автоматически генерируемые программным обеспечением на печатной плате высокой плотности, соответствовать требованиям к испытаниям массового производства в целом?

Могут ли контрольные точки, автоматически генерируемые общим программным обеспечением, соответствовать требованиям испытаний, зависит от того, соответствуют ли спецификации добавленных контрольных точек требованиям испытательной машины. Кроме того, если проводка слишком плотная и спецификация добавления контрольных точек является строгой, возможно, не удастся автоматически добавлять контрольные точки к каждому участку линии, конечно, вам нужно вручную заполнить место проверки.

14. Повлияет ли добавление контрольных точек на качество высокоскоростных сигналов?

Влияет ли это на качество сигнала, зависит от того, как добавляются контрольные точки и какова скорость сигнала. В принципе, дополнительные контрольные точки (не через или DIP-контакт в качестве контрольных точек) могут быть добавлены к линии или удалены из линии. Первый эквивалентен добавлению в линию очень маленького конденсатора, второй – дополнительной ветви. Оба этих условия в большей или меньшей степени влияют на высокоскоростные сигналы, и степень влияния зависит от частоты, скорости и скорости фронта сигнала. Влияние может быть получено путем моделирования. В принципе, чем меньше контрольная точка, тем лучше (разумеется, в соответствии с требованиями испытательной машины), чем короче ветвь, тем лучше.

15. Ряд системы печатных плат, как подключить землю между платами?

Когда сигнал или источник питания между каждой платой PCB подключен друг к другу, например, плата A имеет источник питания или сигнал на плату B, должно быть равное количество тока от пола, протекающего обратно к плате A (это Кирхгоф действующий закон). Ток в этом слое вернется к самому низкому сопротивлению. Следовательно, количество выводов, назначенных пласту, не должно быть слишком маленьким на каждом интерфейсе, будь то силовое или сигнальное соединение, для уменьшения импеданса и, таким образом, уменьшения шума пласта. Также можно проанализировать всю токовую петлю, особенно большую часть тока, и отрегулировать соединение земли или земли для управления потоком тока (например, создать низкий импеданс в одном месте, чтобы большая часть тока, протекающего через это место), уменьшая влияние на другие более чувствительные сигналы.