PCB-Neuigkeiten - Fünfzehn Fragen über PCB Design Fähigkeiten

1. Wie wählt man Leiterplatte?

Die Wahl der Leiterplatte must strike a balance between meeting design requirements and mass production and cost
Design requirements include electrical and mechanical parts
Usually this material problem is more important when designing very Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten(frequency greater than GHz)
Zum Beispiel, das übliche FR-4 Material, the dielectric loss (dielectric loss) at a frequency of several GHz will have a great influence on the signal attenuation, und möglicherweise nicht geeignet sein.

Was Elektrizität betrifft, Achten Sie darauf, ob die dielektrische Konstante und der dielektrische Verlust für die entworfene Frequenz geeignet sind

2. Wie kann man Hochfrequenzstörungen vermeiden?

Die Grundidee der Vermeidung von Hochfrequenzstörungen besteht darin, die Störung von Hochfrequenzsignal elektromagnetischen Feldern zu minimieren, which is the so-called crosstalk (Crosstalk)
Can increase the distance between the high-speed signal and the analog signal, oder Bodenschutz hinzufügen/shunt traces next to the analog signal
Also pay attention to the noise interference from the digital ground to the analog ground

3. Wie löst man das Problem der Signalintegrität im Hochgeschwindigkeitsdesign?

Signal integrity is basically a problem of impedance matching
The factors that affect impedance matching include the structure and output impedance of the signal source, die charakteristische Impedanz der Spur, die Eigenschaften der Last, die Topologie der Spur, etc.
Die Lösung ist, sich auf die Topologie der Beendigung und Anpassung der Verkabelung zu verlassen

4. Wie wird die differenzielle Verdrahtungsmethode realisiert?

Bei der Anordnung des Differenzialpaares sind zwei Punkte zu beachten. Eine ist, dass die Länge der beiden Drähte so lang wie möglich sein sollte, and the other is that the distance between the two wires (this distance is determined by the differential impedance) must be kept constant, das ist, to keep parallel.
Es gibt zwei parallele Wege, one is that the two wires run on the same wiring layer (side-by-side), and the other is that the two wires run on two adjacent layers above and below (over-under).
Allgemein, the former has more side-by-side implementations

5. So implementieren Sie Differenzverdrahtung für eine Taktsignalleitung mit nur einem Ausgangsanschluss?
Zur Verwendung der Differenzverdrahtung, Es macht Sinn, dass Signalquelle und Empfänger auch Differenzsignale sind.
Daher, Es ist unmöglich, eine Differenzverdrahtung für ein Taktsignal mit nur einem Ausgangsanschluss zu verwenden.

6. Kann ein passender Widerstand zwischen den differentiellen Linienpaaren am Empfangsende hinzugefügt werden?

Der übereinstimmende Widerstand zwischen den differentiellen Linienpaaren am Empfangsende wird normalerweise addiert, and its value should be equal to the value of the differential impedance
This way the signal quality will be better

7. Warum sollte die Verdrahtung des Differenzialpaares eng und parallel sein?

The wiring method of the differential pair should be appropriately close and parallel
The so-called appropriate proximity is because this spacing will affect the value of differential impedance, which is an important parameter for designing differential pairs
The need for parallelism is also because of the consistency of the differential impedance
If the two lines are suddenly far and near, die Differenzimpedanz wird inkonsistent sein, which will affect signal integrity and timing delay

8. How to deal with some theoretical conflicts in actual wiring
1. Grundsätzlich, Es ist richtig, das Analoge zu teilen und zu isolieren/digital ground
It should be noted that the signal trace should not cross the divided place (moat) as much as possible, und der Rückstrompfad der Stromversorgung und des Signals sollte nicht zu groß sein.
2. Der Kristalloszillator ist ein analoger Schwingkreis mit positiver Rückkopplung. Um ein stabiles Schwingungssignal zu haben, Es muss die Schleifengewinn- und Phasenspezifikationen erfüllen. Die Schwingungsspezifikationen dieses analogen Signals werden leicht gestört. Auch wenn Bodenschutzspuren hinzugefügt werden, Es ist möglicherweise nicht in der Lage, die Störung vollständig zu isolieren.
Und zu weit weg, Das Rauschen auf der Erdungsebene beeinflusst auch den Schwingkreis mit positiver Rückkopplung.
Daher, the distance between the crystal oscillator and the chip must be as close as possible
3. It is true that there are many conflicts between high-speed wiring and EMI requirements
But the basic principle is that the resistance and capacitance or ferrite bead added by EMI cannot cause some electrical characteristics of the signal to fail to meet the specifications.
Daher, Es ist am besten, die Fähigkeiten der Anordnung von Spuren und Leiterplattenstapel zur Lösung oder Verringerung von EMI-Problemen, such as high-speed signals through the inner layer
Finally, Das Widerstandskondensator- oder Ferrit-Bead-Verfahren wird verwendet, um die Beschädigung des Signals zu reduzieren

9. Wie löst man den Widerspruch zwischen manueller Verdrahtung und automatischer Verdrahtung von Hochgeschwindigkeitssignalen?

Zur Zeit, Die meisten automatischen Router starker Verdrahtungssoftware haben Einschränkungen festgelegt, um die Wickelmethode und die Anzahl der Durchgänge zu steuern.
Die Wickelmotorfähigkeiten und Beschränkungseinstellungen verschiedener EDA-Unternehmen sind manchmal weit voneinander entfernt.
Zum Beispiel, ob es genügend Einschränkungen gibt, um die Art der Serpentinenwicklung zu steuern, ob es möglich ist, den Spurabstand des Differenzpaares zu steuern, etc.
This will affect whether the routing method of the automatic routing can meet the designer's idea
Darüber hinaus, Die Schwierigkeit der manuellen Einstellung der Verkabelung hängt auch absolut mit der Fähigkeit des Wickelmotors zusammen.
For example, die Schubfähigkeit der Spur, die Schubfähigkeit des Durchgangs, und sogar die Schubfähigkeit der Spur zur Kupferbeschichtung, etc.
Daher, Die Wahl eines Routers mit starkem Wickelmotor ist die Lösung.
10. About test coupon

The test coupon is used to measure whether the characteristic impedance of the produced Leiterplatte meets the design requirements with TDR (Time Domain Reflectometer)
Allgemein, the impedance to be controlled has two cases: a single line and a differential pair
Daher, the line width and line spacing on the test coupon (when there is a differential pair) should be the same as the line to be controlled
The most important thing is the location of the grounding point during measurement
In order to reduce the inductance of the ground lead, Die Erdungsstelle der TDR-Sonde liegt in der Regel sehr nah an der Sondenspitze. Therefore, Abstand und Verfahren zwischen Signalmesspunkt und Massepunkt auf dem Prüfkupon Passend zur verwendeten Sonde

11. Im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design kann der leere Bereich der Signalschicht mit Kupfer beschichtet werden, und wie sollte die Kupferbeschichtung mehrerer Signalschichten auf dem Boden und der Stromversorgung verteilt werden?

Allgemein, most of the copper plating in the blank area is grounded
Just pay attention to the distance between the copper and the signal line when applying copper next to the high-speed signal line, because the applied copper will reduce the characteristic impedance of the trace a little
Also be careful not to affect the characteristic impedance of other layers, zum Beispiel in the structure of the dual stripline

12. Ist es möglich, mit dem Mikrostreifenleitungsmodell die charakteristische Impedanz der Signalleitung auf der Leistungsebene zu berechnen?
Kann das Signal zwischen Netzteil und Masseebene mit dem Stripline-Modell berechnet werden?

Ja, bei der Berechnung der Kennimpedanz, both the power plane and the ground plane must be regarded as the reference plane
For example, ein vierlagiges Brett: oberste Schicht-Leistung Schicht-Boden Schicht-Boden Schicht-untere Schicht. Zur Zeit, Das charakteristische Impedanzmodell der Oberschicht ist ein Mikrostreifenlinienmodell mit der Leistungsebene als Bezugsebene

13. Können Prüfpunkte automatisch durch Software auf Leiterplatten mit hoher Dichte unter normalen Umständen erzeugt werden, um die Testanforderungen der Massenproduktion zu erfüllen?

Generally, whether the test points automatically generated by the software meet the test requirements depends on whether the specifications for adding test points meet the requirements of the test equipment
In addition, wenn die Verkabelung zu dicht ist und die Spezifikationen für das Hinzufügen von Prüfpunkten streng sind, Es kann nicht möglich sein, Prüfpunkte automatisch zu jedem Segment der Linie hinzuzufügen. Natürlich, Sie müssen die zu prüfenden Stellen manuell ausfüllen.

14. Wird das Hinzufügen von Testpunkten die Qualität von Hochgeschwindigkeitssignalen beeinflussen?

Ob es sich auf die Signalqualität auswirkt, hängt von der Methode zum Hinzufügen von Testpunkten und der Geschwindigkeit des Signals ab.
Grundsätzlich, additional test points (do not use the existing perforation (via or DIP pin) as test points) may be added to the line or pulled out a short line from the line
The former is equivalent to adding a small capacitor on the line, the latter is an extra branch
Both of these conditions will affect the high-speed signal more or less, und der Grad des Effekts hängt mit der Frequenzgeschwindigkeit des Signals und der Kantenrate des Signals zusammen.
The magnitude of the impact can be known through simulation
In principle, je kleiner der Prüfpunkt, die bessere (of course, it must meet the requirements of the test tool) the shorter the branch, the better

15. Mehrere Leiterplatten bilden ein System, wie sollen die Massedrähte zwischen den Leiterplatten angeschlossen werden?

Wenn das Signal oder die Stromversorgung zwischen jedem Leiterplatte ist miteinander verbunden, for example, wenn Platine A eine Stromversorgung hat oder ein Signal an Platine B gesendet wird, there must be an equal amount of current flowing from the ground back to board A (this is Kirchoff current law)
The current on this ground will find the place with the least impedance to flow back
Therefore, an jeder Schnittstelle, ob es sich um Strom- oder Signalschaltung handelt, Die Anzahl der Pins, die der Masseschicht zugewiesen werden, sollte nicht zu klein sein, um die Impedanz zu verringern, das Geräusch auf der Bodenschicht reduzieren kann.
In addition, Sie können auch die gesamte Stromschleife analysieren, vor allem das Teil mit einem großen Strom, and adjust the connection of the ground layer or ground wire to control the current flow (for example, make a low impedance somewhere so that most of the current flows from this Place to walk) to reduce the impact on other more sensitive signals