Visokohitrostno tiskano vezje design se nanaša na vsako zasnovo, pri kateri na celovitost signala začnejo vplivati ​​fizikalne lastnosti tiskanega vezja, kot so postavitev, pakiranje, medsebojna povezava in zlaganje plasti. Poleg tega, ko začnete načrtovati plošče in naletite na težave, kot so zamuda, preslušanje, odsev ali emisije, boste vstopili na področje oblikovanja PCB za visoke hitrosti.

Poudarek na teh vprašanjih naredi oblikovanje za visoke hitrosti tako edinstveno. Morda ste navajeni oblikovati preprosto tiskano vezje, ki se osredotoča na postavitev komponent in ožičenje. Pri uporabi hitrih modelov pa je pomembneje upoštevati dejavnike, kot so njihova oddaljenost od signala, širina signala, kje so postavljeni in kakšna vrsta sledi. Povezava. Poleg tega bo ob upoštevanju teh dejavnikov dosegel višjo raven v procesu oblikovanja vašega tiskanega vezja.

Sposobnost oblikovanja PCB visoke hitrosti

1. Spoznajte programsko opremo za oblikovanje, ki ponuja napredne možnosti

Za hitro načrtovanje v programski opremi CAD je potrebno veliko kompleksnih funkcij. Prav tako morda ne bo veliko programov za amaterje in pogosto ni naprednih možnosti, ki temeljijo na spletnem paketu. Zato morate bolje razumeti zmogljiva orodja CAD.

2. Avtoceste

Ko gre za ožičenje pri visokih hitrostih, morajo oblikovalci razumeti pravila za osnovno ožičenje, vključno z nerezovanjem ozemljitvenih priključkov in kratkim ožičenjem. Zato preprečite preslušanje na določeni razdalji na digitalni liniji in zaščitite vse generatorje motenj, da ne poškodujete integritete signala.

3. Kabli s krmiljenjem impedance

Za nekatere signale s približno 40-120 ohmi je potrebno ujemanje impedance. Izkaz za ujemanje značilne impedance je antena in številni pari razlik.

Pomembno je, da oblikovalec razume, kako izračunati širino črte in potrebne vrednosti impedance za laminacijo. Če vrednost impedance ni pravilna, je lahko signal močno prizadet, kar povzroči poškodbo podatkov.

4. Sled po dolžini

V hitrem pomnilniškem vodilu in vmesniškem vodilu je veliko linij. Te linije lahko delujejo na zelo visokih frekvencah, zato je ključnega pomena, da signali potujejo istočasno od pošiljateljskega do sprejemnega konca. Poleg tega zahteva funkcijo, imenovano ujemanje dolžine. Zato najpogostejši standard opredeljuje tolerančne vrednosti, ki se morajo ujemati z dolžino.

5. Zmanjšajte območje zanke

Oblikovalci PCB za visoke hitrosti morajo poznati nekaj nasvetov, visokofrekvenčni signali lahko povzročijo EMI, EMC in druge težave. Zato morajo upoštevati osnovna pravila, na primer neprekinjeno ozemljitev in zmanjšanje območja zanke z optimizacijo trenutne povratne poti žice in vstavitvijo številnih lukenj za šivanje.

Zasnove, ki zahtevajo pozornost pri oblikovanju PCB za visoke hitrosti

Postavitev PCB je zelo pomembna

Brez dvoma je učinkovita proizvodnja tiskanih vezij v hitrih vezjih pomembna za končni rezultat. Vendar pa postavitev PCB -ja sploh ni bila obravnavana. Zato bo imelo pomemben vpliv na zasnovo za doseganje potrebnih funkcij in uspešno proizvodnjo PCB, na primer načrtovanje na visoki ravni in skladnost s pomembnimi dejavniki. Poleg tega morate pred postavitvijo tiskanega vezja obravnavati nekatera vprašanja, na primer postopke oblikovanja izdelave (DFM) in dodatne pomisleke glede zahtev po hitrih PCB.

Slaba postavitev lahko povzroči težave pri delovanju pri začetku preskušanja ali pri uporabi v proizvodnji tiskanih vezij. Da bi bile zadeve še slabše, potreba po oceni okvar ali težav pri delovanju tiskanih vezij in ponovni sestavi prototipne postavitve zahteva več stroškov in časa za preoblikovanje ali predelavo.

Opombe za oblikovanje PCB

V praksi imajo oblikovalniki PCB za visoke hitrosti številne omejitve za oblikovalce, saj morate izpolnjevati različne hitrosti signala in druge oblikovne zahteve. Zato je za dosego spodaj prikazane zasnove hitrih vezij treba upoštevati nekatere dejavnike:

Opomba o shemi: Dobro je znano, da lahko dobra shema postavi dobre temelje za oblikovanje tiskanih vezij. Odvisno od tega, ali ste oblikovalec tiskanih vezij ali elektrotehnik, lahko shematski diagram obravnavate drugače. Na splošno shemo obravnava kot komunikacijsko sredstvo, ki ga je mogoče povezati z vezjem. Toda sheme lahko veliko vplivajo na organizacijo in predstavitev vaših hitrih modelov. Zato je na voljo čim več informacij o načrtovalni shemi, kot so dolžina žice, potrebna namestitev komponent, podatki o proizvajalcu tiskanega vezja itd.

Prilagoditev dolžine sledi: Pri uporabi vmesnika za visoke hitrosti morate prilagoditi dolžino sledi, da sinhronizirate prenos signala s podatkovno linijo. Vendar lahko vmesnik odpove pri največji frekvenci ali pa sploh ne deluje, ker ni sinhroniziran. Poleg tega je višja frekvenca vmesnika, višje so zahteve glede ujemanja dolžine. Zato morate v primeru vzporednih vmesnikov samo prilagoditi dolžino vseh vrstic. Pomembno je, da dolžino teh vrstic prilagodite, da dobite želeno dolžino v nizu signalov.

Materiali iz tiskanih vezij in zahteve za zlaganje pri visokih hitrostih: To bo vplivalo na vašo visokohitrostno zasnovo, na primer strukturo zlaganja plasti in material PCB.

Strategija postavitve pri visokih hitrostih: Ker spreminjanje velikosti blazinice in odmika komponent povečuje dolžino povezave pri visoki hitrosti, jo je mogoče oblikovati za visoke hitrosti z uporabo različnih metod za optimizacijo postavitve komponent in izboljšanje območja zasedbe komponent za visoke hitrosti.

Diferencialni pari in usmerjanje po dolžini linije: Pomembno je, da diferencialne pare usmerite v modele za visoke hitrosti, tako da lahko para signalov obstaja hkrati.

Pomisleki glede preslušavanja, nadzora impedance in vzporednosti: Pri hitrih projektih obstaja veliko dejavnikov, ki lahko negativno vplivajo na vašo zasnovo. Poleg tega je treba razmisliti o tehnikah, na primer o tem, kako zmanjšati vpliv na zasnovo.

Razumevanje trakov in mikrotračnih linij: Na splošno za visokohitrostne zasnove zahteva več načinov usmerjanja. Če želite izvesti usmerjanje po avtocesti, je zaželeno, da bolje razumete tehnike usmerjanja trakov in mikropasov.

Topologija kablov in najboljše prakse ožičenja: Običajno je za izvedbo poti vezja, potrebnih za visoke hitrosti kablov, potrebna posebna oblika ali topologija. Prav tako je dobro raziskati različne načine za sledenje dolžin linij, pobegov, povratnih poti itd.

Simulatorji: Za oblikovanje pri visokih hitrostih je simulacija zelo koristna pred, med in po začetku postavitve. Zato bi morali bolje poznati programsko opremo za oblikovanje tiskanih vezij, da se naučite nasvetov in trikov za simulacijsko oblikovanje.

Kako veste, ali potrebujete zasnovo PCB za visoke hitrosti?

1. Ali je na plošči vmesnik za visoke hitrosti?

Hiter način, da ugotovite, ali morate upoštevati smernice za oblikovanje hitrih povezav, je, da preverite, ali imate vmesnike za visoke hitrosti, kot so DDR, PCI-E ali celo video vmesnike, kot so DVI, HDMI itd.

Vsi ti vmesniki morajo upoštevati nekatera pravila oblikovanja za visoke hitrosti. Poleg tega v dokumentaciji navedite natančne specifikacije za vse podatke.

2. Razmerje med dolžino sledi in valovno dolžino signala

Na splošno, če je valovna dolžina vašega sporočila enaka dolžini črte, bo vaše tiskano vezje vsekakor zahtevalo hitro oblikovanje. Ker nekateri standardi (na primer DDR) zahtevajo, da se dolžina črte ujema z najmanjšo toleranco.

Dobro grobo število je, če lahko dolžino in valovno dolžino kabla držite v vrstnem redu drug drugega. Potem je dobro preveriti zasnovo visoke hitrosti.

3. PCB z brezžičnim vmesnikom

Kot veste, ima vsaka tiskana vezja anteno in ne glede na to, ali gre za priključek ali kaj podobnega na plošči, je treba oblikovati signale za visoke hitrosti. Poleg tega antena na vozilu zahteva tesno impedanco, ki ustreza dolžini uglaševanja.

Za plošče s priključki SMA ali podobnimi priključki jih morate priključiti na priključek z določeno vrednostjo impedance.

Sklenitev

Skratka, učenje o oblikovanju PCB za visoke hitrosti je odvisno od drugega projekta. Čeprav je pri načrtovanju velikih hitrosti treba upoštevati veliko dejavnikov. Na srečo vam bo programska oprema CAD, ki jo uporabljate za oblikovanje tiskanih vezij, v pomoč, kot so kalkulatorji impedance, možnosti poročanja o dolžini usmerjanja, usmerjevalniki z različnimi pari in druga orodja.