PCB tasarım yöntemleri ve becerileri

1. Nasıl seçilir PCB board?

PCB kartı seçimi, tasarım gereksinimleri ile seri üretim ve maliyet arasındaki dengeyi karşılamalıdır. Tasarım gereksinimleri, elektrikli ve mekanik parçaları içerir. Bu genellikle çok hızlı PCB kartları tasarlarken önemlidir (GHz’den büyük frekanslar). Örneğin, günümüzde yaygın olarak kullanılan fr-4 malzemesi uygun olmayabilir, çünkü birkaç GHz’deki dielektrik kaybının sinyal zayıflaması üzerinde büyük etkisi vardır. Elektrik söz konusu olduğunda, tasarlanan frekansta dielektrik sabitine ve dielektrik kaybına dikkat edin.

ipcb

2. Yüksek frekanslı parazit nasıl önlenir?

Yüksek frekanslı parazitten kaçınmanın temel fikri, Crosstalk olarak da bilinen yüksek frekanslı sinyal elektromanyetik alanının parazitini en aza indirmektir. Yüksek hız sinyali ile analog sinyal arasındaki mesafeyi artırabilir veya analog sinyale toprak koruma/şönt izleri ekleyebilirsiniz. Ayrıca dijital zeminden analog zemin gürültü girişimine dikkat edin.

3. Yüksek hızlı tasarımda sinyal bütünlüğü sorunu nasıl çözülür?

Sinyal bütünlüğü temel olarak bir empedans eşleşmesi meselesidir. Empedans eşleşmesini etkileyen faktörler arasında sinyal kaynağı mimarisi, çıkış empedansı, kablo karakteristik empedansı, yük tarafı karakteristiği ve kablo topolojisi mimarisi yer alır. Çözüm * sonlandırma ve kablonun topolojisini ayarlamaktır.

4. Diferansiyel kablolama nasıl yapılır?

Fark çiftinin kablolanmasında dikkat edilmesi gereken iki nokta vardır. Birincisi, iki hattın uzunluğunun mümkün olduğu kadar uzun olması, diğeri ise iki hat arasındaki mesafenin (fark empedansı ile belirlenir) her zaman sabit kalması, yani paralel kalması gerektiğidir. İki paralel mod vardır: biri iki çizginin aynı yan yana katman üzerinde çalışması, diğeri ise iki çizginin üst ve alt katmanların iki bitişik katmanı üzerinde çalışmasıdır. Genel olarak, eski yan yana uygulama daha yaygındır.

5. Sadece bir çıkış terminali ile saat sinyal hattı için diferansiyel kablolama nasıl gerçekleştirilebilir?

Diferansiyel kablolama kullanmak istediğinizde sinyal kaynağı olmalı ve alıcı uç da diferansiyel sinyal anlamlıdır. Bu nedenle, sadece bir çıkışlı bir saat sinyali için diferansiyel kablolama kullanmak imkansızdır.

6. Alıcı uçtaki fark hattı çiftleri arasına eşleşen bir direnç eklenebilir mi?

Alıcı uçtaki diferansiyel hat çifti arasındaki eşleşen direnç genellikle eklenir ve değeri, diferansiyel empedansın değerine eşit olmalıdır. Sinyal kalitesi daha iyi olacaktır.

7. Fark çiftlerinin kablolaması neden en yakın ve paralel olmalıdır?

Fark çiftlerinin kabloları uygun şekilde yakın ve paralel olmalıdır. Uygun yükseklik, fark çiftlerinin tasarımında önemli bir parametre olan fark empedansından kaynaklanmaktadır. Paralellik, diferansiyel empedansın tutarlılığını korumak için de gereklidir. İki hat uzak veya yakınsa, diferansiyel empedans tutarsız olacaktır, bu da sinyal bütünlüğünü ve ZAMANLAMA gecikmesini etkiler.

8. Gerçek kablolamadaki bazı teorik çatışmalarla nasıl başa çıkılır?

(1). Temel olarak modülleri/numaraları ayırmak doğrudur. MOAT’ı geçmemeye ve güç kaynağının ve sinyal dönüş akımı yolunun çok fazla büyümesine izin vermemeye özen gösterilmelidir.

(2). Kristal osilatör, simüle edilmiş bir pozitif geri besleme salınım devresidir ve kararlı salınım sinyalleri, toprak koruma izleri ile paraziti tamamen izole edemeyebilecek olsa bile, parazite yatkın olan döngü kazancı ve faz özelliklerini karşılamalıdır. Ve çok uzakta, yer düzlemindeki gürültü de pozitif geri besleme salınım devresini etkileyecektir. Bu nedenle, kristal osilatörü ve çipi mümkün olduğunca yakın yaptığınızdan emin olun.

(3). Gerçekten de, yüksek hızlı kablolama ve EMI gereksinimleri arasında birçok çelişki vardır. Bununla birlikte, temel ilke, EMI tarafından eklenen direnç kapasitansı veya Ferrit Boncuk nedeniyle, sinyalin bazı elektriksel özelliklerinin özellikleri karşılamamasına neden olunamamasıdır. Bu nedenle, yüksek hızlı sinyal kaplaması gibi EMI sorunlarını çözmek veya azaltmak için kablolama ve PCB istifleme düzenleme tekniğini kullanmak en iyisidir. Son olarak, sinyaldeki hasarı azaltmak için direnç kapasitansı veya Ferrit Boncuk yöntemi kullanıldı.

9. Manuel kablolama ile yüksek hızlı sinyallerin otomatik kablolaması arasındaki çelişki nasıl çözülür?

Günümüzde, güçlü kablolama yazılımındaki otomatik kablolama cihazlarının çoğu, sarma modunu ve delik sayısını kontrol etmek için kısıtlamalar getirmiştir. EDA şirketleri bazen sarma motorlarının yeteneklerini ve kısıtlamalarını belirlemede büyük farklılıklar gösterir. Örneğin, serpantin hatlarının nasıl sarıldığını kontrol etmek için yeterli kısıtlama olup olmadığı, fark çiftlerinin aralığını kontrol etmek için yeterli kısıtlama olup olmadığı vb. Bu, kablolamadan otomatik kablolamanın tasarımcının fikrine uygun olup olmayacağını etkileyecektir. Ayrıca manuel kablolama ayarının zorluğu da kesinlikle sargı motorunun kabiliyeti ile ilgilidir. Örneğin tel itme kapasitesi, delik itme kapasitesi ve hatta telin üzerine bakır kaplama itme kapasitesi vb. Bu yüzden, güçlü sarma motor kabiliyetine sahip bir kablo seçin, çözmenin yolu budur.

10. Test Kuponu Hakkında.

Test Kuponu, ÜRETİLEN PCB kartının karakteristik empedansının tasarım gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını Time Domain Reflectometer (TDR) kullanarak ölçmek için kullanılır. Genel olarak, kontrol edilecek empedans, tek hat ve iki durumun fark çiftidir. Bu nedenle Test Kuponundaki satır genişliği ve satır aralığı (farklı ise) kontrol edilen satır ile aynı olmalıdır. En önemli şey, topraklama noktasının konumudur. Topraklama kablosunun endüktans değerini azaltmak için, TDR probunun toprak noktası genellikle prob ucuna çok yakındır. Bu nedenle, test kuponundaki sinyal noktası ve topraklama noktası ölçüm mesafesi ve yöntemi, kullanılan proba uygun olmalıdır.

11. Yüksek hızlı PCB tasarımında, sinyal katmanının boş alanı bakır kaplı olabilir ve bakır kaplı çoklu sinyal katmanlarının topraklama ve güç kaynağına nasıl dağıtılır?

Genellikle boş alanda bakır kaplama çoğu durumda topraklanır. Yüksek hızlı sinyal hattının yanına bakır uygulandığında sadece bakır ile sinyal hattı arasındaki mesafeye dikkat edin, çünkü uygulanan bakır hattın karakteristik empedansını azaltacaktır. Ayrıca çift şeritli yapıda olduğu gibi diğer katmanların karakteristik empedansını etkilememeye dikkat edin.

12. Güç kaynağı düzleminin üzerindeki sinyal hattı, mikroşerit hat modeli kullanılarak karakteristik empedansı hesaplamak için kullanılabilir mi? Güç kaynağı ile yer düzlemi arasındaki sinyal, şerit hat modeli kullanılarak hesaplanabilir mi?

Evet, karakteristik empedans hesaplanırken hem güç düzlemi hem de yer düzlemi referans düzlemler olarak düşünülmelidir. Örneğin, dört katmanlı tahta: üst katman – güç katmanı – katman – alt katman. Bu durumda, üst katmanın kablolama karakteristik empedansının modeli, referans düzlemi olarak güç düzlemi olan bir mikroşerit hat modelidir.

13. Yazılım tarafından yüksek yoğunluklu PCB üzerinde otomatik olarak oluşturulan test noktaları, genel olarak seri üretimin test gereksinimlerini karşılayabilir mi?

Genel yazılım tarafından otomatik olarak oluşturulan test noktalarının test ihtiyaçlarını karşılayıp karşılayamayacağı, eklenen test noktalarının özelliklerinin test makinesinin gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığına bağlıdır. Ek olarak, kablolama çok yoğunsa ve test noktaları ekleme özelliği katıysa, hattın her bölümüne otomatik olarak test noktaları ekleyemeyebilir, elbette test yerini manuel olarak tamamlamanız gerekir.

14. Test noktalarının eklenmesi, yüksek hızlı sinyallerin kalitesini etkiler mi?

Sinyal kalitesini etkileyip etkilemediği, test noktalarının nasıl eklendiğine ve sinyalin ne kadar hızlı olduğuna bağlıdır. Temel olarak, hatta ek test noktaları (test noktaları olarak üzerinden veya DIP pini değil) hatta eklenebilir veya hattan çekilebilir. İlki, hatta çok küçük bir kapasitör eklemeye eşdeğerdir, ikincisi ekstra bir daldır. Bu iki koşulun her ikisi de yüksek hızlı sinyaller üzerinde az ya da çok etkiye sahiptir ve etki derecesi, sinyalin frekans hızı ve kenar hızı ile ilgilidir. Etki simülasyon yoluyla elde edilebilir. Prensipte, test noktası ne kadar küçükse, o kadar iyidir (elbette, test makinesinin gereksinimlerini karşılamak için) dal ne kadar kısa olursa o kadar iyidir.

15. Bir dizi PCB sistemi, panolar arasında toprak nasıl bağlanır?

Her bir PCB kartı arasındaki sinyal veya güç kaynağı birbirine bağlandığında, örneğin, A kartının güç kaynağı veya B kartına sinyal varsa, zeminden A kartına eşit miktarda akım olmalıdır (bu Kirchoff’tur). mevcut yasa). Bu katmandaki akım, en düşük empedansa geri dönüş yolunu bulacaktır. Bu nedenle, oluşuma atanan pin sayısı, empedansı azaltmak ve dolayısıyla oluşum gürültüsünü azaltmak için güç veya sinyal bağlantısında her arayüzde çok düşük olmamalıdır. Akım döngüsünün tamamını, özellikle akımın büyük kısmını analiz etmek ve akımın akışını kontrol etmek için (örneğin, tek bir yerde düşük bir empedans oluşturmak için) toprak veya toprak bağlantısını ayarlamak da mümkündür, böylece çoğu akımın o yerden akar), diğer daha hassas sinyaller üzerindeki etkiyi azaltır.