1 Savollar

Dizayn murakkabligi va elektron tizimlarning integratsiyasining keng miqyosda o’sishi bilan soat tezligi va qurilmaning ko’tarilish vaqtlari tez va tezlashmoqda va yuqori tezlikdagi tenglikni dizayn loyihalash jarayonining muhim qismiga aylandi. Yuqori tezlikli elektron dizaynda elektron plata chizig’idagi indüktans va sig’im simni uzatish liniyasiga ekvivalent qiladi. Tugatish komponentlarining noto’g’ri joylashishi yoki yuqori tezlikdagi signallarning noto’g’ri ulanishi uzatish liniyalari ta’sirida muammolarga olib kelishi mumkin, natijada tizimdan noto’g’ri ma’lumotlar chiqishi, kontaktlarning zanglashiga olib kelishi yoki umuman ishlamasligi mumkin. Elektr uzatish liniyasi modeliga asoslanib, xulosa qilish uchun, uzatish liniyasi kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin bo’lgan signalni aks ettirish, o’zaro bog’lanish, elektromagnit shovqin, elektr ta’minoti va tuproq shovqini kabi salbiy ta’sirlarni keltirib chiqaradi.

Ishonchli ishlashi mumkin bo’lgan yuqori tezlikdagi PCB elektron platasini loyihalash uchun dizaynni joylashtirish va marshrutlash jarayonida yuzaga kelishi mumkin bo’lgan ba’zi ishonchsiz muammolarni hal qilish, mahsulotni ishlab chiqish tsiklini qisqartirish va bozor raqobatbardoshligini yaxshilash uchun to’liq va diqqat bilan ko’rib chiqilishi kerak.

Yuqori tezlikdagi PCB dizayni uchun PROTEL dizayn vositalaridan qanday foydalanish kerak

2 Yuqori chastotali tizimning sxematik dizayni

Sxemaning tenglikni loyihalashda tartib muhim bo’g’indir. Tartibning natijasi to’g’ridan-to’g’ri sim ta’siriga va tizimning ishonchliligiga ta’sir qiladi, bu butun bosilgan elektron platani loyihalashda eng ko’p vaqt talab qiladigan va qiyin. Yuqori chastotali PCB ning murakkab muhiti yuqori chastotali tizimning sxemasini loyihalashda o’rganilgan nazariy bilimlardan foydalanishni qiyinlashtiradi. Bu loyihalash jarayonida aylanma yo’llarning oldini olish uchun yotqizilgan shaxsdan yuqori tezlikda tenglikni ishlab chiqarishda boy tajribaga ega bo’lishini talab qiladi. O’chirish ishlarining ishonchliligi va samaradorligini oshirish. Joylashtirish jarayonida mexanik tuzilishga, issiqlik tarqalishiga, elektromagnit parazitlarga, kelajakdagi simlarning qulayligiga va estetikaga har tomonlama e’tibor qaratish lozim.

Avvalo, joylashtirishdan oldin, butun sxema funktsiyalarga bo’linadi. Yuqori chastotali sxema past chastotali kontaktlarning zanglashiga olib, analog sxema va raqamli sxema ajratiladi. Har bir funktsional sxema chipning markaziga iloji boricha yaqinroq joylashtiriladi. Haddan tashqari uzun simlardan kelib chiqadigan uzatish kechikishidan saqlaning va kondansatkichlarni ajratish effektini yaxshilang. Bundan tashqari, ularning o’zaro ta’sirini kamaytirish uchun pinlar va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismlari va boshqa quvurlar orasidagi nisbiy pozitsiyalarga va yo’nalishlarga e’tibor bering. Parazit birikmasini kamaytirish uchun barcha yuqori chastotali komponentlar shassi va boshqa metall plitalardan uzoqda bo’lishi kerak.

Ikkinchidan, joylashtirish vaqtida komponentlar orasidagi termal va elektromagnit ta’sirlarga e’tibor qaratish lozim. Bu ta’sirlar, ayniqsa, yuqori chastotali tizimlar uchun jiddiy bo’lib, ularni uzoqroq tutish yoki izolyatsiya qilish, issiqlik va himoya choralarini ko’rish kerak. Yuqori quvvatli rektifikator trubkasi va sozlash trubkasi radiator bilan jihozlangan bo’lishi va transformatordan uzoqda bo’lishi kerak. Elektrolitik kondansatkichlar kabi issiqlikka chidamli komponentlar isitish komponentlaridan uzoqroqda saqlanishi kerak, aks holda elektrolitlar quriydi, natijada qarshilik kuchayadi va yomon ishlashga olib keladi, bu kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Himoya tuzilmasini tartibga solish va turli parazit muftalarning kiritilishiga yo’l qo’ymaslik uchun tartibda etarli joy qoldirish kerak. Bosilgan elektron platadagi bobinlar orasidagi elektromagnit birikmaning oldini olish uchun ulanish koeffitsientini kamaytirish uchun ikkita sariqni to’g’ri burchak ostida joylashtirish kerak. Vertikal plastinka izolyatsiyalash usuli ham qo’llanilishi mumkin. Sxemaga lehimlanadigan komponentning simini to’g’ridan-to’g’ri ishlatish yaxshidir. Qo’rg’oshin qanchalik qisqa bo’lsa, shuncha yaxshi. Ulagichlar va lehim yorliqlarini ishlatmang, chunki ulashgan lehim yorliqlari o’rtasida taqsimlangan sig’im va taqsimlangan indüktans mavjud. Yuqori shovqinli komponentlarni kristall osilator, RIN, analog kuchlanish va mos yozuvlar kuchlanish signal izlari atrofida joylashtirishdan saqlaning.

Va nihoyat, o’ziga xos sifat va ishonchlilikni ta’minlash bilan birga, umumiy go’zallikni hisobga olgan holda, elektron platani oqilona rejalashtirish amalga oshirilishi kerak. Komponentlar taxta yuzasiga parallel yoki perpendikulyar, asosiy taxta chetiga parallel yoki perpendikulyar bo’lishi kerak. Komponentlarni taxta yuzasida taqsimlash imkon qadar teng bo’lishi kerak va zichlik izchil bo’lishi kerak. Shunday qilib, u nafaqat chiroyli, balki yig’ish va payvandlashda ham oson, ommaviy ishlab chiqarish ham oson.

3 Yuqori chastotali tizimning simlari

Yuqori chastotali davrlarda ulanish simlarining qarshilik, sig’im, indüktans va o’zaro indüktansning taqsimlanish parametrlarini e’tiborsiz qoldirib bo’lmaydi. Anti-parazit nuqtai nazaridan, oqilona simlar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligini, taqsimlangan sig’im va indüktansni kamaytirishga harakat qilishdir. , Olingan adashgan magnit maydon minimal darajaga tushiriladi, shuning uchun taqsimlangan sig’im, oqish magnit oqimi, elektromagnit o’zaro indüktans va shovqindan kelib chiqadigan boshqa shovqinlar bostiriladi.

Xitoyda PROTEL dizayn vositalarini qo’llash juda keng tarqalgan. Biroq, ko’plab dizaynerlar faqat “keng polosali ulanish tezligi” ga e’tibor berishadi va PROTEL dizayn vositalari tomonidan qurilma xususiyatlaridagi o’zgarishlarga moslashish uchun qilingan yaxshilanishlar dizaynda qo’llanilmagan, bu nafaqat dizayn vositalarining resurslarini isrof qilishiga olib keladi. jiddiy, bu ko’plab yangi qurilmalarning ajoyib ishlashini qiyinlashtiradi.

Quyida PROTEL99 SE vositasi taqdim etishi mumkin bo’lgan ba’zi maxsus funksiyalar keltirilgan.

(1) Yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan pinlari orasidagi sim imkon qadar kamroq egilishi kerak. To’liq tekis chiziqdan foydalanish yaxshidir. Bükme zarur bo’lganda, 45 ° egilish yoki yoylardan foydalanish mumkin, bu esa yuqori chastotali signallarning tashqi emissiyasini va o’zaro shovqinni kamaytirishi mumkin. O’zaro bog’lanish. Marshrutlash uchun PROTEL-dan foydalanilganda, siz “Dizayn” menyusidagi “qoidalar” menyusidagi “Marshrutlash burchaklari”da 45-daraja yoki yaxlitlangan ni tanlashingiz mumkin. Chiziqlar o’rtasida tez almashish uchun shift + bo’sh joy tugmalaridan ham foydalanishingiz mumkin.

(2) Yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan pinlari orasidagi sim qancha qisqa bo’lsa, shuncha yaxshi bo’ladi.

PROTEL 99 Eng qisqa o’tkazgichlarni qondirishning eng samarali usuli – bu avtomatik simlarni ulashdan oldin alohida asosiy yuqori tezlikdagi tarmoqlar uchun simlarni tayinlashdir. “Dizayn” menyusidagi “qoidalar” da “Marshrutlash Topologiyasi”

Eng qisqasini tanlang.

(3) Yuqori chastotali elektron qurilmalarning pinlari orasidagi qo’rg’oshin qatlamlarini almashtirish imkon qadar kichikdir. Ya’ni, komponentlarni ulash jarayonida qanchalik kam vites ishlatilsa, shuncha yaxshi bo’ladi.

Bitta yo’l taxminan 0.5 pF taqsimlangan sig’imga olib kelishi mumkin va vites sonini kamaytirish tezlikni sezilarli darajada oshirishi mumkin.

(4) Yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib o’tish uchun signal liniyasining parallel simlari tomonidan kiritilgan “o’zaro shovqin” ga, ya’ni o’zaro bog’lanishga e’tibor bering. Agar parallel taqsimlashdan qochib bo’lmasa, parallel signal chizig’ining qarama-qarshi tomonida “er” ning katta maydoni joylashtirilishi mumkin.

Interferentsiyani sezilarli darajada kamaytirish uchun. Xuddi shu qatlamda parallel simlarni o’rnatish deyarli mumkin emas, lekin ikkita qo’shni qatlamda simlarning yo’nalishi bir-biriga perpendikulyar bo’lishi kerak. PROTELda buni qilish qiyin emas, lekin ko’zdan kechirish oson. “Dizayn” menyusidagi “RouTIingLayers” da “qoidalar”, Toplayer uchun Horizontal va BottomLayer uchun VerTIcalni tanlang. Bundan tashqari, “ko’pburchak” “joy” da taqdim etilgan.

Ko’pburchak panjarali mis folga yuzasining funktsiyasi, agar siz ko’pburchakni butun bosilgan elektron plataning yuzasi sifatida joylashtirsangiz va bu misni kontaktlarning zanglashiga olib ulasangiz, u yuqori chastotali shovqinlarga qarshi qobiliyatini yaxshilashi mumkin. issiqlik tarqalishi va bosma taxtaning mustahkamligi uchun katta foyda.

(5) Ayniqsa muhim signal liniyalari yoki mahalliy birliklar uchun tuproq simini muhofaza qilish choralarini ko’ring. “Tanlangan ob’ektlar konturi” “Asboblar” bo’limida taqdim etilgan va bu funksiya tanlangan muhim signal liniyalarini (masalan, LT va X1 tebranish sxemasi kabi) avtomatik ravishda “tuproqni o’rash” uchun ishlatilishi mumkin.

(6) Umuman olganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan quvvat liniyasi va topraklama liniyasi signal chizig’idan kengroqdir. Elektr tarmog’iga va signal tarmog’iga bo’lingan tarmoqni tasniflash uchun “Dizayn” menyusidagi “Klasslar” dan foydalanishingiz mumkin. Simlarni ulash qoidalarini o’rnatish qulay. Quvvat liniyasi va signal liniyasining chiziq kengligini o’zgartiring.

(7) Har xil turdagi simlar halqa hosil qila olmaydi va tuproq simi oqim halqasini hosil qila olmaydi. Agar halqa sxemasi yaratilsa, u tizimda juda ko’p shovqinlarni keltirib chiqaradi. Buning uchun simli zanjirli simlarni ulash usulidan foydalanish mumkin, bu simlarni ulashda halqalar, novdalar yoki dumlar paydo bo’lishining oldini oladi, ammo bu oson bo’lmagan simlarni ulash muammosini ham keltirib chiqaradi.

(8) Turli mikrosxemalar ma’lumotlari va dizayniga ko’ra, quvvat manbai pallasida o’tgan oqimni hisoblang va kerakli sim kengligini aniqlang. Empirik formulaga ko’ra: W (chiziq kengligi) ≥ L (mm/A) × I (A).

Oqimga ko’ra, quvvat liniyasining kengligini oshirishga harakat qiling va pastadir qarshiligini kamaytiring. Shu bilan birga, elektr uzatish liniyasining yo’nalishini va tuproq chizig’ini ma’lumotlarni uzatish yo’nalishiga mos keladigan qilib qo’ying, bu esa shovqinga qarshi qobiliyatini oshirishga yordam beradi. Zarur bo’lganda, yuqori chastotali shovqin o’tkazuvchanligini blokirovka qilish uchun elektr tarmog’iga va tuproq chizig’iga mis simli o’ralgan ferritdan tayyorlangan yuqori chastotali chok qurilmasi qo’shilishi mumkin.

(9) Xuddi shu tarmoqning simi kengligi bir xil bo’lishi kerak. Chiziq kengligidagi o’zgarishlar notekis chiziqning xarakteristik empedansini keltirib chiqaradi. Etkazish tezligi yuqori bo’lganda, aks ettirish paydo bo’ladi, bu dizaynda iloji boricha oldini olish kerak. Shu bilan birga, parallel chiziqlarning chiziq kengligini oshiring. Chiziq markazi masofasi chiziq kengligidan 3 barobar oshmasa, elektr maydonining 70% o’zaro shovqinsiz saqlanishi mumkin, bu 3W printsipi deb ataladi. Shunday qilib, parallel chiziqlardan kelib chiqqan taqsimlangan sig’im va taqsimlangan indüktans ta’sirini bartaraf etish mumkin.

4 Quvvat kabeli va tuproq simining dizayni

Yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr ta’minoti shovqini va chiziq empedansi natijasida yuzaga keladigan kuchlanish pasayishini hal qilish uchun yuqori chastotali kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr ta’minoti tizimining ishonchliligi to’liq hisobga olinishi kerak. Odatda ikkita yechim bor: biri simlarni ulash uchun quvvat avtobus texnologiyasidan foydalanish; ikkinchisi – alohida quvvat manbai qatlamidan foydalanish. Taqqoslash uchun, ikkinchisining ishlab chiqarish jarayoni ancha murakkab va narxi qimmatroq. Shu sababli, tarmoq tipidagi quvvat avtobusi texnologiyasi simlarni ulash uchun ishlatilishi mumkin, shuning uchun har bir komponent boshqa pastadirga tegishli bo’lib, tarmoqdagi har bir avtobusdagi oqim muvozanatli bo’lishga intiladi, bu esa chiziq empedansidan kelib chiqadigan kuchlanish pasayishini kamaytiradi.

Yuqori chastotali uzatish quvvati nisbatan katta, siz misning katta maydonidan foydalanishingiz mumkin va bir nechta topraklama uchun yaqin atrofdagi past qarshilikli er tekisligini topishingiz mumkin. Topraklama simining indüktansı chastota va uzunlikka mutanosib bo’lganligi sababli, ish chastotasi yuqori bo’lsa, umumiy tuproq empedansi ortadi, bu umumiy topraklama empedansi tomonidan yaratilgan elektromagnit parazitni oshiradi, shuning uchun topraklama simining uzunligi imkon qadar qisqa bo’lishi kerak. Signal chizig’ining uzunligini kamaytirishga harakat qiling va zamin halqasining maydonini oshiring.

Integratsiyalashgan chipning vaqtinchalik oqimi uchun yaqin atrofdagi yuqori chastotali kanalni ta’minlash uchun chipning quvvati va erga bir yoki bir nechta yuqori chastotali ajratuvchi kondansatkichlarni o’rnating, shunda oqim katta halqa bilan elektr ta’minoti liniyasidan o’tmaydi. maydonni kengaytiradi va shu bilan tashqi tomonga tarqaladigan shovqinni sezilarli darajada kamaytiradi. Ajratish kondensatorlari sifatida yaxshi yuqori chastotali signallarga ega monolit keramik kondansatörlarni tanlang. Zanjirni zaryadlash uchun energiya saqlash kondensatorlari sifatida elektrolitik kondansatörler o’rniga katta sig’imli tantal kondansatkichlari yoki polyester kondansatkichlardan foydalaning. Elektrolitik kondansatkichning taqsimlangan indüktansı katta bo’lgani uchun u yuqori chastota uchun yaroqsiz. Elektrolitik kondansatkichlarni ishlatganda, ularni yaxshi yuqori chastotali xususiyatlarga ega bo’lgan ajratuvchi kondansatkichlar bilan juftlikdan foydalaning.

5 Boshqa yuqori tezlikdagi elektron dizayn texnikasi

Empedans moslashuvi maksimal quvvatni olish uchun yuk empedansi va qo’zg’atuvchi manbaning ichki empedansi bir-biriga moslashtirilgan ish holatini anglatadi. Yuqori tezlikdagi PCB simlari uchun signalni aks ettirishning oldini olish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan impedansi 50 Ō bo’lishi kerak. Bu taxminiy ko’rsatkich. Umuman olganda, koaksiyal kabelning asosiy diapazoni 50 Ō, chastota diapazoni 75 Ō va o’ralgan sim 100 Ō bo’lishi shart. Moslashtirish qulayligi uchun bu shunchaki butun son. Maxsus sxema tahliliga ko’ra, parallel AC tugatish qabul qilinadi va tugatish empedansi sifatida qarshilik va kondansatör tarmog’i ishlatiladi. Tugatish qarshiligi R uzatish liniyasining empedansi Z0 dan kam yoki unga teng bo’lishi kerak va sig’im C 100 pF dan katta bo’lishi kerak. 0.1 UF ko’p qatlamli keramik kondansatkichlardan foydalanish tavsiya etiladi. Kondensator past chastotani blokirovka qilish va yuqori chastotadan o’tish funktsiyasiga ega, shuning uchun qarshilik R haydash manbasining doimiy yuki emas, shuning uchun bu tugatish usuli hech qanday shahar quvvat sarfiga ega emas.

O’zaro bog’liqlik signal uzatish liniyasida tarqalayotganda qo’shni uzatish liniyalariga elektromagnit ulanish natijasida yuzaga keladigan kiruvchi kuchlanish shovqin shovqinini anglatadi. Bog’lanish sig’imli va induktiv bog’lanishga bo’linadi. Haddan tashqari o’zaro bog’lanish kontaktlarning zanglashiga olib kelishi va tizimning normal ishlamay qolishiga olib kelishi mumkin. O’zaro aloqaning ba’zi xususiyatlariga ko’ra, o’zaro bog’lanishni kamaytirishning bir nechta asosiy usullarini umumlashtirish mumkin:

(1) Chiziqlar oralig’ini oshiring, parallel uzunlikni kamaytiring va agar kerak bo’lsa, simlar uchun jog usulidan foydalaning.

(2) Yuqori tezlikdagi signal liniyalari shartlarga javob bersa, tugatish moslamasini qo’shish ko’zgularni kamaytirishi yoki yo’q qilishi mumkin, shu bilan o’zaro aloqani kamaytiradi.

(3) Mikrotarmoqli uzatish liniyalari va tarmoqli uzatish liniyalari uchun iz balandligini yer tekisligidan yuqori diapazonga cheklash o’zaro aloqani sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.

(4) O’tkazgich bo’shlig’i ruxsat etilganda, izolyatsiyada rol o’ynashi va o’zaro aloqani kamaytirishi mumkin bo’lgan jiddiyroq o’zaro aloqasi bo’lgan ikkita sim orasiga tuproqli simni joylashtiring.

An’anaviy PCB dizaynida yuqori tezlikda tahlil qilish va simulyatsiya bo’yicha ko’rsatmalar yo’qligi sababli signal sifati kafolatlanmaydi va muammolarning ko’pchiligini plastinka yasash testigacha aniqlab bo’lmaydi. Bu dizayn samaradorligini sezilarli darajada pasaytiradi va narxni oshiradi, bu shiddatli bozor raqobatida shubhasiz noqulaydir. Shu sababli, yuqori tezlikdagi PCB dizayni uchun sanoatdagi odamlar “yuqoridan pastga” dizayn usuliga aylangan yangi dizayn g’oyasini taklif qilishdi. Turli xil siyosat tahlillari va optimallashtirishdan so’ng, yuzaga kelishi mumkin bo’lgan muammolarning ko’pchiligining oldi olindi va juda ko’p tejashga erishildi. Loyiha byudjeti bajarilishi, yuqori sifatli bosma taxtalar ishlab chiqarilishi va zerikarli va qimmat sinov xatolarining oldini olish uchun vaqt.

Raqamli signallarni uzatish uchun differensial liniyalardan foydalanish yuqori tezlikdagi raqamli sxemalarda signal yaxlitligini buzadigan omillarni nazorat qilishning samarali chorasidir. Bosilgan elektron platadagi differentsial chiziq kvazi-TEM rejimida ishlaydigan differensial mikroto’lqinli integratsiyalashgan uzatish liniyasi juftligiga teng. Ularning orasida PCB ning yuqori yoki pastki qismidagi differentsial chiziq ulangan mikrochiziq chizig’iga teng va ko’p qatlamli PCB ning ichki qatlamida joylashgan Differensial chiziq keng tomonli bog’langan chiziq chizig’iga teng. Raqamli signal differensial chiziqda toq rejimli uzatish rejimida uzatiladi, ya’ni musbat va manfiy signallar o’rtasidagi fazalar farqi 180 ° ni tashkil qiladi va shovqin umumiy rejimdagi differensial chiziqlar juftligida birlashtiriladi. O’chirishning kuchlanishi yoki oqimi chiqariladi, shuning uchun signal umumiy tartib shovqinini bartaraf etish uchun olinishi mumkin. Differensial chiziqli juftlikning past kuchlanishli amplitudasi yoki oqim qo’zg’aysan chiqishi yuqori tezlikda integratsiya va kam quvvat iste’moli talablarini bajaradi.

6 xulosa

Elektron texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi bilan yuqori tezlikdagi PCB dizaynini boshqarish va tekshirish uchun signalning yaxlitligi nazariyasini tushunish juda muhimdir. Ushbu maqolada jamlangan ba’zi tajribalar yuqori tezlikdagi elektron PCB dizaynerlariga rivojlanish tsiklini qisqartirishga, keraksiz aylanmalardan qochishga va ishchi kuchi va moddiy resurslarni tejashga yordam beradi. Dizaynerlar haqiqiy ishda izlanish va tadqiq qilishni davom ettirishlari, tajriba to’plashda davom etishlari va yuqori tezlikdagi PCB elektron platalarini mukammal ishlash bilan loyihalash uchun yangi texnologiyalarni birlashtirishlari kerak.