Các phương pháp và kỹ năng thiết kế PCB

1. Làm thế nào để lựa chọn PCB hội đồng quản trị?

Lựa chọn bảng mạch PCB phải đáp ứng các yêu cầu thiết kế và sản xuất hàng loạt và chi phí của sự cân bằng giữa. Các yêu cầu thiết kế bao gồm các phần điện và cơ khí. Điều này thường quan trọng khi thiết kế bảng mạch PCB rất nhanh (tần số lớn hơn GHz). Ví dụ, vật liệu fr-4 thường được sử dụng ngày nay có thể không phù hợp vì suy hao điện môi ở vài GHz có ảnh hưởng lớn đến sự suy giảm tín hiệu. Trong trường hợp điện, chú ý đến hằng số điện môi và tổn thất điện môi ở tần số thiết kế.

ipcb

2. Làm thế nào để tránh nhiễu tần số cao?

Ý tưởng cơ bản của việc tránh nhiễu tần số cao là giảm thiểu nhiễu của trường điện từ tín hiệu tần số cao, còn được gọi là nhiễu xuyên âm. Bạn có thể tăng khoảng cách giữa tín hiệu tốc độ cao và tín hiệu tương tự hoặc thêm dấu vết bảo vệ mặt đất / shunt vào tín hiệu tương tự. Cũng chú ý đến nhiễu mặt đất kỹ thuật số để nhiễu tín hiệu mặt đất tương tự.

3. Làm thế nào để giải quyết vấn đề toàn vẹn tín hiệu trong thiết kế tốc độ cao?

Tính toàn vẹn của tín hiệu về cơ bản là vấn đề kết hợp trở kháng. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết hợp trở kháng bao gồm kiến ​​trúc nguồn tín hiệu, trở kháng đầu ra, trở kháng đặc tính của cáp, đặc tính phía tải và kiến ​​trúc cấu trúc liên kết của cáp. Giải pháp là * terminaTIon và điều chỉnh cấu trúc liên kết của cáp.

4. Làm thế nào để nhận ra dây vi sai?

Cách đấu dây của cặp dây khác biệt có hai điểm cần chú ý. Một là độ dài của hai đường thẳng phải càng dài càng tốt, và hai là khoảng cách giữa hai đường thẳng (được xác định bởi trở kháng chênh lệch) phải luôn không đổi, nghĩa là giữ song song. Có hai chế độ song song: một là hai đường chạy trên cùng một lớp cạnh nhau, và hai là hai đường chạy trên hai lớp liền kề của lớp trên và lớp dưới. Nói chung, việc triển khai song song trước đây là phổ biến hơn.

5. Làm thế nào để nhận ra dây vi sai cho đường tín hiệu đồng hồ chỉ có một thiết bị đầu cuối đầu ra?

Muốn sử dụng dây vi sai phải là nguồn tín hiệu và đầu nhận tín hiệu cũng là tín hiệu vi sai mới có ý nghĩa. Vì vậy không thể sử dụng cách đấu dây vi sai cho tín hiệu đồng hồ chỉ có một đầu ra.

6. Có thể thêm điện trở phù hợp giữa các cặp đường dây khác biệt ở đầu nhận không?

Điện trở phù hợp giữa các cặp dòng vi sai ở đầu nhận thường được thêm vào và giá trị của nó phải bằng giá trị của trở kháng vi sai. Chất lượng tín hiệu sẽ tốt hơn.

7. Tại sao hệ thống dây của các cặp sai khác phải gần nhất và song song?

Hệ thống dây của các cặp khác biệt phải được đóng và song song một cách thích hợp. Chiều cao thích hợp là do trở kháng chênh lệch, đây là một thông số quan trọng trong việc thiết kế các cặp chênh lệch. Song song cũng được yêu cầu để duy trì tính nhất quán của trở kháng vi sai. Nếu hai đường thẳng xa hoặc gần, trở kháng vi sai sẽ không nhất quán, ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu và độ trễ TIming.

8. Làm thế nào để đối phó với một số xung đột lý thuyết trong hệ thống dây điện thực tế?

(1). Về cơ bản, nó là đúng để tách các mô-đun / số. Cần chú ý không vượt qua MOAT và không để đường dẫn dòng điện trở lại của nguồn điện và tín hiệu phát triển quá lớn.

(2). Bộ dao động tinh thể là một mạch dao động phản hồi tích cực mô phỏng và các tín hiệu dao động ổn định phải đáp ứng các thông số kỹ thuật về độ lợi vòng lặp và pha, dễ bị nhiễu, ngay cả với các dấu vết bảo vệ mặt đất có thể không thể cách ly hoàn toàn nhiễu. Và ở quá xa, tiếng ồn trên mặt đất cũng sẽ ảnh hưởng đến mạch dao động phản hồi dương. Do đó, hãy đảm bảo đặt bộ dao động tinh thể và chip càng gần nhau càng tốt.

(3). Thật vậy, có nhiều xung đột giữa hệ thống dây tốc độ cao và các yêu cầu về EMI. Tuy nhiên, nguyên tắc cơ bản là do điện dung kháng hoặc Ferrite Bead được thêm vào bởi EMI, một số đặc tính điện của tín hiệu không thể gây ra không đáp ứng các thông số kỹ thuật. Do đó, tốt nhất là sử dụng kỹ thuật sắp xếp hệ thống dây điện và xếp chồng PCB để giải quyết hoặc giảm các vấn đề về EMI, chẳng hạn như lớp lót tín hiệu tốc độ cao. Cuối cùng, điện dung điện trở hoặc phương pháp Ferrite Bead đã được sử dụng để giảm thiệt hại cho tín hiệu.

9. Làm thế nào để giải quyết mâu thuẫn giữa đấu dây thủ công và đấu dây tự động của tín hiệu tốc độ cao?

Ngày nay, hầu hết các thiết bị đi cáp tự động trong phần mềm cáp mạnh đều có các ràng buộc để điều khiển chế độ quấn và số lượng lỗ. Các công ty EDA đôi khi rất khác nhau trong việc thiết lập các khả năng và hạn chế của động cơ quấn dây. Ví dụ, liệu có đủ ràng buộc để kiểm soát cách các dòng serpenTIne uốn lượn hay không, liệu có đủ ràng buộc để kiểm soát khoảng cách của các cặp khác biệt, v.v. Điều này sẽ ảnh hưởng đến việc tự động nối dây ra khỏi hệ thống dây điện có thể phù hợp với ý tưởng của nhà thiết kế hay không. Ngoài ra, độ khó của việc điều chỉnh dây bằng tay cũng liên quan tuyệt đối đến khả năng quấn dây của động cơ. Ví dụ, khả năng đẩy dây, thông qua khả năng đẩy lỗ, và thậm chí là khả năng đẩy của dây trên lớp phủ đồng, v.v. Vì vậy, chọn một chiếc xe cáp có khả năng động cơ cuộn dây mạnh mẽ, đó là cách giải quyết.

10. Về Phiếu kiểm tra.

Phiếu kiểm tra được sử dụng để đo xem trở kháng đặc trưng của bảng mạch PCB PRODUCED có đáp ứng các yêu cầu thiết kế hay không bằng cách sử dụng Máy đo phản xạ miền thời gian (TDR). Nói chung, trở kháng để điều khiển là dòng đơn và cặp sai khác của hai trường hợp. Do đó, độ rộng dòng và khoảng cách dòng (nếu khác biệt) trên Phiếu kiểm tra phải giống với dòng đang được kiểm soát. Điều quan trọng nhất là vị trí của điểm nối đất. Để giảm giá trị điện cảm của dây nối đất, điểm nối đất của đầu dò TDR thường rất gần với đầu đầu dò. Do đó, khoảng cách và phương pháp đo điểm tín hiệu và điểm nối đất trên Phiếu đo kiểm phải phù hợp với đầu dò được sử dụng.

11. Trong thiết kế PCB tốc độ cao, vùng trống của lớp tín hiệu có thể được bọc đồng, và làm thế nào để phân phối lớp phủ đồng trên tiếp đất và nguồn cấp của nhiều lớp tín hiệu?

Nói chung trong khu vực trống, hầu hết các trường hợp đều được nối đất. Chỉ cần chú ý đến khoảng cách giữa đồng và đường tín hiệu khi đồng được áp bên cạnh đường tín hiệu tốc độ cao, vì đồng được áp dụng sẽ làm giảm trở kháng đặc tính của đường dây. Ngoài ra, hãy cẩn thận để không ảnh hưởng đến trở kháng đặc trưng của các lớp khác, như trong cấu tạo đường dải kép.

12. Có thể sử dụng đường tín hiệu phía trên mặt phẳng cung cấp điện để tính toán trở kháng đặc tính bằng cách sử dụng mô hình đường microstrip không? Có thể tính toán tín hiệu giữa nguồn điện và mặt đất bằng mô hình dải băng không?

Đúng, cả mặt phẳng công suất và mặt phẳng đất đều phải được coi là mặt phẳng chuẩn khi tính toán trở kháng đặc tính. Ví dụ, bảng bốn lớp: lớp trên cùng – lớp nguồn – tầng – lớp dưới cùng. Trong trường hợp này, mô hình trở kháng đặc tính của lớp dây trên cùng là mô hình đường dây microstrip với mặt phẳng công suất là mặt phẳng tham chiếu.

13. Các điểm kiểm tra được tạo tự động bằng phần mềm trên PCB mật độ cao có thể đáp ứng các yêu cầu kiểm tra của sản xuất hàng loạt nói chung không?

Việc các điểm kiểm tra được tạo tự động bởi phần mềm chung có thể đáp ứng nhu cầu kiểm tra hay không phụ thuộc vào việc các thông số kỹ thuật của các điểm kiểm tra được thêm vào có đáp ứng các yêu cầu của máy kiểm tra hay không. Ngoài ra, nếu hệ thống dây điện quá dày đặc và quy cách thêm điểm kiểm tra nghiêm ngặt, nó có thể không thể tự động thêm điểm kiểm tra cho từng đoạn của đường dây, tất nhiên, bạn cần phải hoàn thành thủ công nơi kiểm tra.

14. Việc cộng điểm kiểm tra có ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu tốc độ cao không?

Nó có ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu hay không phụ thuộc vào cách các điểm kiểm tra được thêm vào và tốc độ của tín hiệu. Về cơ bản, các điểm kiểm tra bổ sung (không phải qua hoặc chân DIP làm điểm kiểm tra) có thể được thêm vào dòng hoặc kéo ra khỏi dòng. Cái trước tương đương với việc thêm một tụ điện rất nhỏ trên đường dây, cái sau là một nhánh phụ. Cả hai điều kiện này đều ít nhiều ảnh hưởng đến tín hiệu tốc độ cao, và mức độ ảnh hưởng liên quan đến tốc độ tần số và tốc độ biên của tín hiệu. Ảnh hưởng có thể thu được thông qua mô phỏng. Về nguyên tắc, điểm kiểm tra càng nhỏ càng tốt (tất nhiên là đáp ứng yêu cầu của máy kiểm tra) nhánh càng ngắn càng tốt.

15. Một số hệ thống PCB, làm thế nào để kết nối đất giữa các bo mạch?

Khi tín hiệu hoặc nguồn điện giữa mỗi bảng mạch PCB được kết nối với nhau, ví dụ: bảng A có nguồn cấp hoặc tín hiệu đến bảng B, thì phải có một lượng bằng nhau của dòng điện từ dòng sàn trở lại bảng A (đây là Kirchoff luật hiện hành). Dòng điện trong lớp này sẽ tìm đường trở lại mức trở kháng thấp nhất. Do đó, số lượng chân được gán cho sự hình thành không được quá thấp ở mỗi giao diện, cả kết nối nguồn hoặc tín hiệu, để giảm trở kháng và do đó giảm nhiễu hình thành. Cũng có thể phân tích toàn bộ vòng lặp hiện tại, đặc biệt là phần lớn hơn của dòng điện, và điều chỉnh kết nối của mặt đất hoặc mặt đất để kiểm soát dòng chảy của dòng điện (ví dụ, để tạo ra một trở kháng thấp ở một nơi sao cho nhất của dòng điện chạy qua nơi đó), giảm tác động đến các tín hiệu khác nhạy hơn.