1. วิธีการเลือก PCB บอร์ด?

การเลือกบอร์ด PCB ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบและการผลิตจำนวนมากและต้นทุนของความสมดุลระหว่าง ข้อกำหนดในการออกแบบรวมถึงชิ้นส่วนไฟฟ้าและเครื่องกล ซึ่งมักจะมีความสำคัญเมื่อออกแบบบอร์ด PCB ที่เร็วมาก (ความถี่ที่มากกว่า GHz) ตัวอย่างเช่น วัสดุ fr-4 ที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันอาจไม่เหมาะเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กทริกที่หลาย GHz มีผลอย่างมากต่อการลดทอนสัญญาณ ในกรณีของไฟฟ้า ให้ความสนใจกับค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและการสูญเสียไดอิเล็กตริกที่ความถี่ที่ออกแบบ

2. จะหลีกเลี่ยงการรบกวนความถี่สูงได้อย่างไร?

แนวคิดพื้นฐานในการหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนความถี่สูงคือการลดสัญญาณรบกวนของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสัญญาณความถี่สูง หรือที่เรียกว่า Crosstalk คุณสามารถเพิ่มระยะห่างระหว่างสัญญาณความเร็วสูงและสัญญาณแอนะล็อก หรือเพิ่มการกราวด์กราวด์/การติดตามการปัดไปยังสัญญาณแอนะล็อก ให้ความสนใจกับสัญญาณรบกวนกราวด์แบบดิจิตอลไปจนถึงสัญญาณรบกวนกราวด์แบบอะนาล็อก

3. จะแก้ปัญหาความสมบูรณ์ของสัญญาณในการออกแบบความเร็วสูงได้อย่างไร?

ความสมบูรณ์ของสัญญาณนั้นเป็นเรื่องของการจับคู่อิมพีแดนซ์ ปัจจัยที่ส่งผลต่อการจับคู่อิมพีแดนซ์ ได้แก่ สถาปัตยกรรมแหล่งสัญญาณ อิมพีแดนซ์เอาต์พุต อิมพีแดนซ์เฉพาะของสายเคเบิล คุณลักษณะด้านโหลด และสถาปัตยกรรมโทโพโลยีของสายเคเบิล วิธีแก้ไขคือ * terminaTion และปรับโทโพโลยีของสายเคเบิล

4. วิธีการตระหนักถึงการเดินสายที่แตกต่างกัน?

การเดินสายของคู่ผลต่างมีสองจุดที่ต้องใส่ใจ หนึ่งคือความยาวของทั้งสองเส้นควรยาวที่สุดเท่าที่จะทำได้ และอีกอันคือระยะห่างระหว่างสองเส้น (กำหนดโดยความแตกต่างอิมพีแดนซ์) ควรคงที่เสมอ นั่นคือเพื่อให้ขนานกัน มีโหมดคู่ขนานสองโหมด: หนึ่งคือสองบรรทัดทำงานบนเลเยอร์แบบเคียงข้างกัน และอีกโหมดหนึ่งคือสองบรรทัดทำงานบนสองชั้นที่อยู่ติดกันของชั้นบนและชั้นล่าง โดยทั่วไปแล้ว การใช้งานแบบเคียงข้างกันนั้นเป็นเรื่องปกติมากกว่า

5. จะทราบได้อย่างไรว่าการเดินสายสัญญาณต่าง ๆ สำหรับสายสัญญาณนาฬิกาที่มีขั้วสัญญาณออกเพียงขั้วเดียว?

ต้องการใช้สายสัญญาณที่แตกต่างกันจะต้องเป็นแหล่งสัญญาณและปลายรับสัญญาณก็มีความหมายเช่นกัน ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้การเดินสายแบบดิฟเฟอเรนเชียลสำหรับสัญญาณนาฬิกาที่มีเอาต์พุตเพียงตัวเดียว

6. สามารถเพิ่มความต้านทานการจับคู่ระหว่างคู่สายต่างที่ปลายรับได้หรือไม่?

ความต้านทานการจับคู่ระหว่างคู่ของเส้นดิฟเฟอเรนเชียลที่ปลายรับมักจะถูกเพิ่มเข้าไป และค่าของมันควรเท่ากับค่าของอิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียล คุณภาพสัญญาณจะดีขึ้น

7. ทำไมการเดินสายของคู่ต่าง ๆ ควรอยู่ใกล้และขนานกันมากที่สุด?

การเดินสายของคู่ต่าง ๆ ควรชิดและขนานกันอย่างเหมาะสม ความสูงที่เหมาะสมเกิดจากความแตกต่างอิมพีแดนซ์ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการออกแบบคู่ความแตกต่าง ความขนานยังจำเป็นเพื่อรักษาความสอดคล้องของอิมพีแดนซ์ส่วนต่าง หากทั้งสองเส้นอยู่ไกลหรือใกล้ อิมพีแดนซ์ส่วนต่างจะไม่สอดคล้องกัน ซึ่งส่งผลต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณและการหน่วงเวลาของ TIming

8. จะจัดการกับความขัดแย้งทางทฤษฎีในการเดินสายจริงได้อย่างไร?

(1). โดยพื้นฐานแล้ว มันถูกต้องที่จะแยกโมดูล/ตัวเลข ควรใช้ความระมัดระวังไม่ให้ข้าม MOAT และไม่ให้แหล่งจ่ายไฟและเส้นทางกระแสกลับของสัญญาณเติบโตมากเกินไป

(2). ออสซิลเลเตอร์คริสตัลเป็นวงจรการสั่นป้อนกลับเชิงบวกที่จำลองขึ้น และสัญญาณการสั่นที่เสถียรต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของอัตราขยายและเฟสของลูป ซึ่งมีแนวโน้มที่จะถูกรบกวน แม้จะมีร่องรอยยามภาคพื้นดินอาจไม่สามารถแยกสัญญาณรบกวนได้อย่างสมบูรณ์ และหากอยู่ไกลเกินไป เสียงบนระนาบพื้นก็จะส่งผลต่อวงจรการสั่นของการตอบสนองเชิงบวกเช่นกัน ดังนั้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ทำให้คริสตัลออสซิลเลเตอร์และชิปอยู่ใกล้ที่สุด

(3). อันที่จริงมีข้อขัดแย้งมากมายระหว่างการเดินสายความเร็วสูงและข้อกำหนด EMI อย่างไรก็ตาม หลักการพื้นฐานก็คือ เนื่องจากความจุความต้านทานหรือ Ferrite Bead ที่เพิ่มโดย EMI ทำให้ลักษณะทางไฟฟ้าบางอย่างของสัญญาณไม่สามารถทำให้ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดได้ ดังนั้นจึงควรใช้เทคนิคการจัดเรียงสายไฟและการวางซ้อน PCB เพื่อแก้ปัญหาหรือลดปัญหา EMI เช่น การซับสัญญาณความเร็วสูง สุดท้าย ใช้ค่าความจุตัวต้านทานหรือวิธี Ferrite Bead เพื่อลดความเสียหายของสัญญาณ

9. จะแก้ไขข้อขัดแย้งระหว่างการเดินสายแบบแมนนวลกับการเดินสายอัตโนมัติของสัญญาณความเร็วสูงได้อย่างไร?

ทุกวันนี้ อุปกรณ์เดินสายอัตโนมัติส่วนใหญ่ในซอฟต์แวร์เดินสายที่รัดกุมได้กำหนดข้อจำกัดในการควบคุมโหมดคดเคี้ยวและจำนวนรู บางครั้งบริษัท EDA มีความแตกต่างกันอย่างมากในการกำหนดความสามารถและข้อจำกัดของเครื่องยนต์ที่คดเคี้ยว ตัวอย่างเช่น มีข้อจำกัดเพียงพอที่จะควบคุมว่าเส้นคดเคี้ยวไปมาอย่างไร มีข้อจำกัดเพียงพอที่จะควบคุมระยะห่างของคู่ต่าง ๆ หรือไม่ เป็นต้น ซึ่งจะส่งผลต่อการเดินสายอัตโนมัติจากการเดินสายที่สอดคล้องกับแนวคิดของผู้ออกแบบ นอกจากนี้ ความยากในการปรับสายไฟแบบแมนนวลนั้นสัมพันธ์กับความสามารถของเครื่องยนต์ที่คดเคี้ยวอย่างแน่นอน ตัวอย่างเช่น ความสามารถในการดันลวด ความจุการผลักผ่านรู และแม้แต่ลวดบนความสามารถในการผลักเคลือบทองแดงเป็นต้น ดังนั้น เลือกสายเคเบิลที่มีความสามารถของเครื่องยนต์ที่คดเคี้ยวมาก มันคือวิธีแก้ปัญหา

10. เกี่ยวกับคูปองทดสอบ

คูปองทดสอบใช้เพื่อวัดว่าอิมพีแดนซ์เฉพาะของบอร์ด PCB ที่ผลิตนั้นตรงตามข้อกำหนดการออกแบบหรือไม่โดยใช้ Time Domain Reflectometer (TDR) โดยทั่วไป อิมพีแดนซ์ในการควบคุมจะเป็นแบบเส้นเดี่ยวและส่วนต่างของสองกรณี ดังนั้น ความกว้างของบรรทัดและระยะห่างระหว่างบรรทัด (หากต่างกัน) บนคูปองทดสอบควรเหมือนกับบรรทัดที่กำลังควบคุม สิ่งที่สำคัญที่สุดคือตำแหน่งของจุดกราวด์ เพื่อลดค่าความเหนี่ยวนำของสายดิน จุดกราวด์ของโพรบ TDR มักจะอยู่ใกล้กับปลายโพรบมาก ดังนั้นระยะทางและวิธีการวัดจุดสัญญาณและจุดกราวด์บนคูปองทดสอบควรสอดคล้องกับโพรบที่ใช้

11. ในการออกแบบ PCB ความเร็วสูง พื้นที่ว่างของชั้นสัญญาณสามารถเคลือบด้วยทองแดง และวิธีการกระจายที่เคลือบทองแดงบนสายดินและแหล่งจ่ายไฟของชั้นสัญญาณหลายชั้น

โดยทั่วไปในการเคลือบทองแดงในพื้นที่ว่าง ตัวเรือนส่วนใหญ่จะต่อสายดิน เพียงแค่ใส่ใจกับระยะห่างระหว่างทองแดงและสายสัญญาณเมื่อใช้ทองแดงถัดจากสายสัญญาณความเร็วสูง เนื่องจากทองแดงที่ใช้จะลดความต้านทานเฉพาะของเส้น ระวังอย่าส่งผลต่ออิมพีแดนซ์เฉพาะของชั้นอื่นๆ เช่นเดียวกับในโครงสร้างรางคู่

12. เส้นสัญญาณเหนือระนาบของพาวเวอร์ซัพพลายสามารถใช้ในการคำนวณอิมพีแดนซ์เฉพาะโดยใช้แบบจำลองเส้นไมโครสตริปได้หรือไม่? สัญญาณระหว่างแหล่งจ่ายไฟและระนาบพื้นสามารถคำนวณโดยใช้แบบจำลองสายริบบิ้นได้หรือไม่?

ใช่ ทั้งระนาบกำลังและระนาบพื้นจะต้องถือเป็นระนาบอ้างอิงเมื่อคำนวณอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ ตัวอย่างเช่น กระดานสี่ชั้น: ชั้นบนสุด – ชั้นพลังงาน – สตราตัม – ชั้นล่าง ในกรณีนี้ แบบจำลองของอิมพีแดนซ์ลักษณะการเดินสายของชั้นบนสุดคือแบบจำลองไมโครสตริปที่มีระนาบกำลังเป็นระนาบอ้างอิง

13. จุดทดสอบที่สร้างโดยอัตโนมัติโดยซอฟต์แวร์บน PCB ความหนาแน่นสูงสามารถตรงตามข้อกำหนดการทดสอบของการผลิตจำนวนมากโดยทั่วไปได้หรือไม่

จุดทดสอบที่สร้างโดยอัตโนมัติโดยซอฟต์แวร์ทั่วไปจะสามารถตอบสนองความต้องการในการทดสอบหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าข้อกำหนดของจุดทดสอบที่เพิ่มเข้ามานั้นตรงตามข้อกำหนดของเครื่องทดสอบหรือไม่ นอกจากนี้ หากการเดินสายมีความหนาแน่นมากเกินไปและข้อกำหนดของการเพิ่มจุดทดสอบนั้นเข้มงวด ระบบอาจเพิ่มจุดทดสอบลงในแต่ละส่วนของเส้นโดยอัตโนมัติไม่ได้ แน่นอน คุณต้องทำสถานที่ทดสอบให้เสร็จสมบูรณ์ด้วยตนเอง

14. การเพิ่มจุดทดสอบจะส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณความเร็วสูงหรือไม่?

การจะส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับการเพิ่มจุดทดสอบและความรวดเร็วของสัญญาณ โดยพื้นฐานแล้ว สามารถเพิ่มจุดทดสอบเพิ่มเติม (ไม่ผ่านหรือ DIP pin เป็นจุดทดสอบ) ลงในเส้นหรือดึงออกจากเส้นได้ อันแรกนั้นเทียบเท่ากับการเพิ่มตัวเก็บประจุขนาดเล็กมากในสาย อันหลังเป็นกิ่งพิเศษ เงื่อนไขทั้งสองนี้มีอิทธิพลไม่มากก็น้อยต่อสัญญาณความเร็วสูง และระดับของอิทธิพลนั้นสัมพันธ์กับความเร็วความถี่และอัตราขอบของสัญญาณ สามารถรับอิทธิพลได้จากการจำลอง โดยหลักการแล้ว ยิ่งจุดทดสอบเล็กเท่าไหร่ ยิ่งดี (แน่นอน เพื่อตอบสนองความต้องการของเครื่องทดสอบ) สาขายิ่งสั้นยิ่งดี

15. จำนวนระบบ PCB, วิธีการเชื่อมต่อกราวด์ระหว่างบอร์ด?

เมื่อสัญญาณหรือแหล่งจ่ายพลังงานระหว่างบอร์ด PCB แต่ละบอร์ดเชื่อมต่อกัน เช่น บอร์ด A มีแหล่งจ่ายไฟหรือสัญญาณไปยังบอร์ด B จะต้องมีกระแสไฟจากพื้นไหลกลับไปยังบอร์ด A ในจำนวนที่เท่ากัน (นี่คือ Kirchoff กฎหมายปัจจุบัน) กระแสในเลเยอร์นี้จะย้อนกลับไปยังอิมพีแดนซ์ต่ำสุด ดังนั้นจำนวนพินที่กำหนดให้กับการก่อตัวไม่ควรต่ำเกินไปที่แต่ละอินเตอร์เฟส ไม่ว่าจะเป็นการเชื่อมต่อกำลังหรือสัญญาณ เพื่อลดอิมพีแดนซ์และลดสัญญาณรบกวนของชั้นหิน นอกจากนี้ยังสามารถวิเคราะห์วงจรปัจจุบันทั้งหมดได้ โดยเฉพาะส่วนที่ใหญ่กว่าของกระแส และปรับการเชื่อมต่อของกราวด์หรือกราวด์เพื่อควบคุมการไหลของกระแส (เช่น สร้างอิมพีแดนซ์ต่ำในที่เดียวเพื่อให้ส่วนใหญ่ ของกระแสไหลผ่านสถานที่นั้น) ลดผลกระทบต่อสัญญาณที่มีความละเอียดอ่อนมากขึ้น