PCBA-Technologie - So verwenden Sie Protel Schaltungsdesign-Software, um Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten zu entwerfen

Die Bedeutung von Schaltungsdesign-Software liegt im Schaltungsdesign. Ohne Schaltungsdesign-Software, Schaltungsdesign wird sehr lästig. Für Schaltungsdesign-Software, Kleinserien wurden in vielen früheren Artikeln vorgestellt. Um unser Verständnis von Schaltungsdesign-Software weiter zu verbessern, Dieses Papier wird erklären, wie man Hochgeschwindigkeits-PCB basierend auf Protel Schaltungsdesign-Software. Wenn Sie sich für Schaltungsdesign-Software interessieren, Bitte lesen Sie weiter.

Zunächst einmal die Frage nach

Im Hochgeschwindigkeitsschaltungsdesign machen die Induktivität und Kapazität der Leiterplattenleitung den Draht äquivalent zu einer Übertragungsleitung. Falsches Layout von Klemmenkomponenten oder falsche Verdrahtung von Hochgeschwindigkeitssignalen kann Übertragungsleitungsprobleme verursachen, die dazu führen können, dass das System falsche Daten ausgibt, die Schaltung abnormal arbeitet oder sogar vollständig nicht funktioniert. Basierend auf dem Übertragungsleitungsmodell kann geschlossen werden, dass die Übertragungsleitung negative Auswirkungen auf das Schaltungsdesign wie Signalreflexion, Übersprechen, elektromagnetische Störungen, Stromversorgung und Erdungsrausch hat.

Um eine zuverlässige Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte zu entwerfen, ist es notwendig, das Design vollständig zu berücksichtigen, einige unzuverlässige Probleme im Layout und der Verkabelung zu lösen, den Produktentwicklungszyklus zu verkürzen und die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes zu verbessern.

Im Prozess der Realisierung des Designs von Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten mit PROTEL-Designsoftware diskutiert dieses Papier einige verwandte Prinzipien des Layouts und der Verdrahtung und bietet einige praktische und verifizierte Hochgeschwindigkeits-Schaltungs-Layout und Verdrahtungstechnologie, die die Zuverlässigkeit und Wirksamkeit des Hochgeschwindigkeits-Leiterplattendesigns verbessert. Die Ergebnisse zeigen, dass das Design den Produktentwicklungszyklus verkürzen und die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes verbessern kann.

Zweitens, Hochfrequenzsystem Layout Design

Beim PCB-Design der Schaltung ist das Layout ein wichtiges Bindeglied, die Qualität der Layoutergebnisse wirkt sich direkt auf den Effekt der Verdrahtung und Systemzuverlässigkeit aus, die im gesamten DRUCKEN-Leiterplattendesign zeitaufwendig ist. Die komplexe Umgebung von HF-Leiterplatten macht es schwierig, das Layout-Design des HF-Systems mit dem erlernten theoretischen Wissen durchzuführen, was erfordert, dass die Leiterplattenlayoutperson reiche Erfahrung in der Hochgeschwindigkeits-Leiterplattenherstellung haben muss, um Abläufe im Designprozess zu reduzieren und die Zuverlässigkeit und Effektivität der Schaltungsarbeit zu verbessern. Im Prozess des Layouts, sollte von der mechanischen Struktur, locker kommen, elektromagnetische Störungen, das bequeme Geschlecht der Verkabelung in der Zukunft, schöner Sex warten auf einen Respekt umfassend zu betrachten.

Zunächst einmal sollte vor dem Layout die gesamte Schaltung funktional geteilt werden, der Hochfrequenzschalt und der Niederfrequenzschalt sollten getrennt werden, die analoge Schaltung und die digitale Schaltung sollten getrennt werden, und jede Funktionsschaltung sollte so nah wie möglich am Chip als Zentrum angeordnet sein, und je kürzer die Verbindung sein sollte, Um Übertragungsverzögerungen durch zu lange Drähte zu vermeiden und den Entkopplungseffekt von Kondensatoren zu verbessern. Achten Sie außerdem auf die relative Position und Richtung der Stifte zu Schaltungskomponenten und anderen Rohren, um gegenseitigen Einfluss zu reduzieren. Alle Hochfrequenzkomponenten sollten von Gehäuse und anderen Metallplatten ferngehalten werden, um parasitäre Kopplungen zu minimieren.

Zweitens sollte auf die thermischen und elektromagnetischen Effekte zwischen Komponenten im Layout geachtet werden. Diese Auswirkungen sind besonders schwerwiegend für Hochfrequenzsysteme, und Maßnahmen sollten ergriffen werden, um Wärmeableitung und Abschirmung fernzuhalten oder zu isolieren. Gleichrichter- und Einstellrohre mit hoher Leistung müssen mit Heizkörpern ausgestattet und von Transformatoren ferngehalten werden. Elektrolytkondensatoren und andere hitzebeständige Elemente sollten von Heizelementen ferngehalten werden, andernfalls wird der Elektrolyt trocken gebacken, was zu erhöhtem Widerstand, schlechter Leistung führt und die Stabilität des Stromkreises beeinträchtigt. Das Layout sollte genügend Platz für Schutzstrukturen lassen und die Einführung verschiedener parasitärer Kupplungen verhindern. Um eine elektromagnetische Kopplung zwischen den Spulen auf der Leiterplatte zu verhindern, sollten die beiden Spulen rechtwinklig platziert werden, um den Kopplungskoeffizienten zu reduzieren. Vertikale Plattenisolierung kann auch verwendet werden. Schweißen Sie direkt an der Schaltung mit der Leitung seiner Komponente, so kurz wie möglich, verwenden Sie keine Steckverbinder und Schweißnähte, da es verteilte Kapazität und verteilte Induktivität zwischen benachbarten Schweißnähten gibt. Vermeiden Sie es, hochrauschende Komponenten um Kristalloszillator-, RIN-, analoge Spannungs- und Referenzspannungssignalverdrahtung zu platzieren.

Um die inhärente Qualität und Zuverlässigkeit gleichzeitig zu gewährleisten, sollten die Komponenten parallel oder vertikal und parallel oder vertikal mit der Hauptplatinenkante sein. Komponenten sollten gleichmäßig auf der Platine mit der gleichen Dichte verteilt werden. Auf diese Weise nicht nur schön und einfach zu installieren Schweißen, einfach zur Massenproduktion.

Verkabelung von Hochfrequenzsystemen

In der Hochfrequenzschaltung können die Verteilungsparameter Widerstand, Kapazität, Induktivität und gegenseitige Induktivität des angeschlossenen Drahtes nicht ignoriert werden. Unter Berücksichtigung des Winkels der Interferenz besteht eine vernünftige Verdrahtung darin, den Leitungswiderstand, die verteilte Kapazität und die Streudinduktivität in der Schaltung zu verringern und das dadurch erzeugte Streumagnetfeld auf den Grad zu reduzieren. So können die verteilte Kapazität, Flussleckage, elektromagnetische gegenseitige Induktivität und andere Störungen, die durch Rauschen verursacht werden, unterdrückt werden.

Im Folgenden werden einige spezielle Funktionen des protel99 SE Tools beschrieben.

(1) je weniger Biegen von Leitungen zwischen Stiften von Hochfrequenzschaltungsgeräten, desto besser wird die volle Leitung verwendet. Beim Biegen kann 45° gebrochene Linie oder Bogenbiegen verwendet werden, um die externe Emission von Hochfrequenzsignalen und die Kopplung untereinander zu reduzieren. Wählen Sie beim Runden mit PROTEL 45-Grad oder Abgerundet in "Rundecken" unter "Regeln" von "Design". Sie können auch die Umschalttaste verwenden, um schnell Linien zu wechseln.

(2) Je kürzer die Leitung zwischen Stiften von Hochfrequenzschaltungsgeräten, desto besser.

Das effektive Mittel von PROTEL 99, um die Kurzverdrahtung zu befriedigen, besteht darin, die Verdrahtung für einige wichtige Hochgeschwindigkeitsnetze vor der automatischen Verdrahtung zu reservieren. RouTIng Topologie unter "Regeln" im Menü "Design"

Wählen Sie Kürzeste.

(3) Je weniger die Bleischicht zwischen Stiften von Hochfrequenzschaltungsgeräten wechselt, desto besser. Das heißt, je weniger Löcher im Verbindungsprozess verwendet werden, desto besser.

Ein einzelnes Durchgangsloch kann etwa 0,5pF verteilte Kapazität liefern, und die Verringerung der Anzahl der Durchgangslöcher kann die Geschwindigkeit erheblich verbessern.

(4) Bei der Hochfrequenzschaltung sollte auf die "Querstörung" geachtet werden, das heißt Übersprechen, das durch parallele Route der Signalleitung in der Eingangsdistanz eingeführt wird. Wenn eine Parallelverteilung nicht vermieden werden kann, kann eine große Fläche "Masse" auf der gegenüberliegenden Seite paralleler Signalleitungen angeordnet werden.

Um Störungen drastisch zu reduzieren. Eine parallele Verkabelung in derselben Schicht ist fast unumgänglich, aber in den beiden benachbarten Schichten muss die Verkabelungsrichtung senkrecht zueinander sein, was in PROTEL leicht zu tun ist, aber leicht zu ignorieren ist. Im "Design" Menü "Regeln" in "RouTIngLayers" Toplayer wählen Sie Horizontal und BottomLayer wählen Sie VerTIcal. Darüber hinaus ist "Polygonplane" in "Place" vorgesehen.

(5) Durchführung von Massedraht-Umkreisungsmaßnahmen für besonders wichtige Signalleitungen oder lokale Einheiten. Ausgewählte Objekte umreißen wird in Tools bereitgestellt, um ausgewählte kritische Signalleitungen automatisch zu "umschließen".

(6) Im Allgemeinen sollten Stromkabel und Erdungskabel breiter als Signalkabel eingestellt werden. Über "Klassen" im Menü "Design" können Sie Netzwerke in Stromnetze und Signalnetze einteilen. In Kombination mit Verdrahtungsregeln können Sie die Breite von Netzkabeln und Signalkabeln einfach umschalten.

(7) Alle Arten von Verdrahtung können keine Schleife bilden, die Erde kann keine Stromschleife bilden. Wenn eine Schleifenschaltung erzeugt wird, verursacht dies eine Menge Interferenzen im System. In dieser Hinsicht kann Daisy-Kette für die Verdrahtung verwendet werden, die die Bildung von Schleifen, Ästen oder Stümpfen während der Verdrahtung effektiv vermeiden kann, aber es wird auch Probleme bringen, die nicht einfach zu verdrahten sind.

(8) Schätzen Sie entsprechend den Daten und dem Entwurf verschiedener Chips den Strom, der durch die Stromleitung geleitet wird, und bestimmen Sie die erforderliche Drahtbreite. Nach der empirischen Formel W (Linienbreite) â¥L (mm/A) *I (A).

Entsprechend der aktuellen Größe, so weit wie möglich, um die Breite der Stromleitung zu erhöhen, verringern Sie den Schleifenwiderstand. Gleichzeitig sollte die Richtung der Stromkabel und Erdungskabel mit der Richtung der Datenübertragung übereinstimmen, was zur Verbesserung der Lärmschutzfähigkeit beiträgt. Bei Bedarf können die Stromleitung und die Erdungsleitung mit Kupferdraht gewickelter Ferrit-Hochfrequenz-Drosselvorrichtung hinzugefügt werden, die verwendet wird, um die Übertragung von Hochfrequenz-Rauschen zu blockieren.

(9) Die Verdrahtungsbreite des gleichen Netzwerks sollte konsistent gehalten werden. Die Änderung der Linienbreite führt zu ungleichmäßiger Liniencharakteristikimpedanz. Wenn die Übertragungsgeschwindigkeit hoch ist, gibt es Reflexionen, die bei der Konstruktion so weit wie möglich vermieden werden sollten. Gleichzeitig erhöhen Sie die Linienbreite paralleler Linien. Wenn der Abstand zwischen dem Zentrum der Linien nicht mehr als das 3-fache der Linienbreite ist, kann 70% der elektrischen Felder davon abgehalten werden, sich gegenseitig zu stören, was das 3W-Prinzip genannt wird. Auf diese Weise kann der Einfluss von verteilter Kapazität und Induktivität durch parallele Leitungen überwunden werden.