Höghastighets-kretskort design avser varje design där signalens integritet börjar påverkas av de fysiska egenskaperna hos kretskortet, såsom layout, förpackning, sammankoppling och lagerstapling. Dessutom, när du börjar designa brädor och stöter på problem som fördröjning, överhörning, reflektion eller utsläpp, kommer du in på höghastighets-PCB-design.

Fokus på dessa frågor gör höghastighetsdesign så unik. Du kan vara van att designa ett enkelt kretskort som fokuserar på komponentplacering och kabeldragning. Men när du använder höghastighetsdesigner är det viktigare att överväga faktorer som deras avstånd från signalen, signalens bredd, var de placeras och vilken typ av spår de är. Anslutningen. Med dessa faktorer i åtanke kommer den att nå en högre nivå i din PCB -designprocess.

Hög hastighet PCB design färdigheter

1. Känn designprogramvara som erbjuder avancerade alternativ

Det behöver många komplexa funktioner för att utformas i CAD -programvara med hög hastighet. Det finns kanske inte många program för amatörer, och det finns ofta inga avancerade alternativ baserade på webbserien. Därför behöver du en bättre förståelse för kraftfulla CAD -verktyg.

2. Motorvägar

När det gäller höghastighetsledningar måste designers förstå reglerna för grundläggande ledningar, inklusive att inte klippa markanslutningar och hålla kablarna korta. Förhindra därför överhörning på ett visst avstånd på den digitala linjen och skydda alla störningsgeneratorer för att inte skada signalintegriteten.

3. Kabeldragning med impedanskontroll

För vissa signaler på cirka 40-120 ohm kräver det impedansmatchning. Cue för karakteristisk impedansmatchning är antennen och många skillnadspar.

Det är viktigt att konstruktören förstår hur man beräknar linjebredden och nödvändiga impedansvärden för lamineringen. Om impedansvärdet inte är korrekt kan signalen påverkas allvarligt, vilket kan leda till datakorruption.

4. Längd matchande spår

Det finns många linjer i höghastighetsminnesbussen och gränssnittsbussen. Dessa linjer kan fungera vid mycket höga frekvenser, så det är avgörande att signalerna färdas samtidigt från sändaränden till den mottagande änden. Dessutom kräver det en funktion som kallas längdmatchning. Därför definierar den vanligaste standarden de toleransvärden som måste matcha längden.

5. Minimera loopområdet

PCB -konstruktörer med hög hastighet behöver veta några tips, högfrekventa signaler kan orsaka EMI, EMC och andra problem. Därför måste de följa grundläggande regler, som att ha kontinuerlig jordning och minska slingområdet genom att optimera trådens nuvarande returväg och sätta i många suturhål.

Frågor som kräver uppmärksamhet i höghastighets-PCB-design

PCB -layout är mycket viktigt

Utan tvekan är effektiv PCB-tillverkning i höghastighetskretsar viktig för slutresultatet. PCB -layouten beaktades dock inte i första hand. Därför kommer det att ha en betydande inverkan på designen för att uppnå de nödvändiga funktionerna och framgångsrik PCB-tillverkning, såsom planering på hög nivå och efterlevnad av viktiga faktorer. Dessutom måste du ta itu med några problem innan PCB-layout, till exempel tillverkningsdesign (DFM) metoder och ytterligare överväganden för höghastighets-PCB-krav.

Dålig layout kan orsaka prestandaproblem vid teststart eller vid användning i PCB -tillverkning. För att göra saken värre kräver behovet av att utvärdera PCB -fel eller prestandaproblem och sätta ihop prototyplayouten mer kostnad och tid att göra om eller omarbeta.

Anteckningar för PCB -design

I praktiken har höghastighets-PCB-konstruktioner många begränsningar för designers, eftersom du måste uppfylla olika signalhastigheter och andra designkrav. Därför måste vissa faktorer beaktas för att uppnå höghastighets-kretskortsdesignen som visas nedan:

Schematisk notering: Det är välkänt att en bra schematisk bild kan lägga en bra grund för PCB -design. Beroende på om du är en PCB -konstruktör eller en elingenjör kan det schematiska diagrammet därför behandlas annorlunda. I allmänhet behandlar den en schematisk som ett kommunikationsmedel som kan anslutas till ett kretskort. Men scheman kan göra stor skillnad när det gäller att organisera och presentera dina höghastighetsdesigner. Därför finns så mycket information som möjligt tillgänglig på konstruktionsschemat, till exempel trådlängd, nödvändig komponentplacering, PCB -tillverkarens information och så vidare.

Spårlängdsjustering: När du använder ett höghastighetsgränssnitt måste du justera spårlängden för att synkronisera signalöverföringen med datalinjen. Gränssnittet kan dock misslyckas med maximal frekvens, eller så fungerar det inte alls eftersom det inte är synkroniserat. Ju högre gränssnittsfrekvens, desto högre längdmatchningskrav. Därför, när det gäller parallella gränssnitt, behöver du bara justera längden på alla linjer. Det är viktigt att vara säker på att justera längden på dessa linjer för att få önskad längd i en uppsättning signaler.

PCB -material och krav för höghastighetsstackning: Detta påverkar din höghastighetsdesign, till exempel lagerstapelstruktur och PCB -material.

Höghastighetsplaceringsstrategi: Eftersom ändring av kuddstorlek och komponentavstånd maximerar höghastighetsanslutningslängden, kan den utformas för hög hastighet med hjälp av en mängd olika metoder för att optimera komponentplacering och förbättra komponentupptagningsområdet för hög hastighet.

Differentialpar och linjelängd routing: Det är viktigt att dirigera differentialpar i höghastighetsdesign så att par av signaler kan existera samtidigt.

Övervakning, impedansreglering och parallellitet: I höghastighetsdesign finns det många faktorer som kan påverka din design negativt. Dessutom finns det tekniker att överväga, till exempel hur man minimerar påverkan på designen.

Förstå band och mikroband: I allmänhet kräver det för höghastighetsdesign flera routningsmetoder. Om landsväg routing ska implementeras, är det önskvärt att ha en bättre förståelse för band och microstrip routing tekniker.

Kabeltopologi och bästa kablage: Vanligtvis krävs en specifik form eller topologi om de kretsvägar som krävs för höghastighetskablar ska implementeras. Det är också bra att utforska olika sätt att spåra linjelängder, rymningar, returvägar, etc.

Simulatorer: För höghastighetsdesign är simulering till stor nytta före, under och efter att layouten börjar. Därför bör du ha en bättre förståelse för PCB -designprogramvara för att lära dig tips och tricks för simuleringsdesign.

Hur vet du om du behöver en höghastighets PCB-design?

1. Finns det ett höghastighetsgränssnitt på kortet?

Ett snabbt sätt att ta reda på om du behöver följa höghastighetsdesignriktlinjer är att kontrollera om du har höghastighetsgränssnitt, till exempel DDR, PCI-E eller till och med videogränssnitt, till exempel DVI, HDMI, etc.

Alla dessa gränssnitt måste följa några höghastighetsdesignregler. Ange dessutom de exakta specifikationerna för varje data i dokumentationen.

2. Förhållande mellan spårlängd och signalvåglängd

I allmänhet, om våglängden för ditt meddelande är densamma som linjelängden, kommer din PCB definitivt att kräva höghastighetsdesign. Eftersom vissa standarder (t.ex. DDR) kräver att linjens längd matchar minimitoleransen.

Ett bra grovt tal är om din kabellängd och våglängd kan hållas inom en storleksordning av varandra. Då är det en bra idé att kontrollera höghastighetsdesignen.

3. PCB med trådlöst gränssnitt

Som du vet har varje kretskort en antenn, och oavsett om det är via en kontakt eller något på kortet, måste höghastighetssignaler utformas. Dessutom kräver den inbyggda antennen en tät impedans för att matcha stämningslängden.

För kort med SMA -kontakter eller liknande kontakter måste du ansluta dem till en kontakt med ett specifikt impedansvärde.

slutsats

Kort sagt, att lära sig om höghastighets-PCB-design beror på ett annat projekt. Även om det finns många faktorer att tänka på när man konstruerar för hög hastighet. Lyckligtvis kommer CAD -programvaran du använder för PCB -design att ge dig assistans, till exempel impedanskalkylatorer, alternativ för rapportering av längd för routning, differentialparroutrar och andra verktyg.