Diseño electrónico - La influencia del diseño de devanados largos como los PCB de alta velocidad

¿Al comienzo de la introducción del impacto de los cables de devanado en el diseño de pcb, hay una pregunta sobre los devanados y las líneas rectas: dos líneas de transmisión con la misma longitud física, una línea recta a, una devanado b, ¿ cuál de las secciones A y B tendrá un mayor retraso?

Con el desarrollo de circuitos de alta velocidad, el diseño de PCB se está desarrollando hacia alta velocidad y alta densidad. Si la velocidad y la densidad son altas, habrá varios problemas de integridad de la señal y emi. Esto también ha llevado a varios requisitos de diseño de pcb, como estabilidad de resistencia, el mismo grupo, la misma capa, el diseño equidistante, etc. hoy discutiremos un problema de diseño de PCB causado por la longitud igual, es decir, el diseño de PCB de devanado.

En el diseño de pcb, especialmente en el diseño de PCB DDR3 / 4 / 5, siempre habrá muchas líneas de señal. Cada grupo de líneas de señal de comando de control de datos o direcciones tiene ciertos requisitos de longitud igual, como se muestra a continuación: las instrucciones del chip requieren:

En el diseño de pcb, cuando no se cumplen los requisitos, lo primero que piensan los ingenieros es en el devanado, y luego hay muchos métodos de devanado.

¿¿ cuál es el problema con el método de enredo? Para completar el estudio de este tema, se hizo una placa de prueba especial y se diseñó el objeto de investigación como una línea de transmisión de 10 pulgadas.

En general, todo el mundo suele pensar que esta es la misma longitud y es exactamente la misma longitud. Sin embargo, al medir sus características de transmisión, los resultados de la medición se muestran en la siguiente imagen, podemos ver que la diferencia sigue siendo grande, la diferencia es de 12,73 ps (círculo rojo) y el devanado se transmite más rápido que la línea recta.

Esta 12,7 millas por segundo se convierte en una longitud física, aproximadamente 80 millas por hora. La longitud de 80 millas debería ser una sorpresa para los ingenieros experimentados. Después de todo, los ingenieros de hardware suelen decir: dame la longitud y el error será tan alto como 2 mil. Por supuesto, el diseño de PCB que experimentamos aquí es de 10 pulgadas, por lo general muchos cables no son tan largos, pero algunos son realmente largos. Sin embargo, en cualquier caso, este experimento de diseño de PCB nos dice que la longitud física no es igual al diseño real de pcb. Por eso, en los últimos años, algunos fabricantes de PCB en la industria han abogado por la igualdad de oportunidades.

¿¿ por qué es así? La razón es que después del devanado del diseño del pcb, debido al efecto cutáneo y el efecto electromagnético, la señal se transmite en la superficie. Para explicar este fenómeno, se diseñó un devanado en el PCB en ADS y se realizó una simulación electromagnética (em).

En el devanado del diseño del pcb, en el acoplamiento relativamente estrecho, la densidad de corriente del campo es relativamente grande, es roja, y en la parte superior (paralela a la línea de transmisión) y en el Centro de la línea de transmisión, la densidad de corriente es relativamente pequeña, en color claro. La transmisión de la señal se acerca al borde, lo que hace que la transmisión de la señal sea "más rápida" y lleve menos tiempo (podría haber puesto una imagen dinámica a todos, pero no pude hacerlo bien. cuando tengo la oportunidad, se la mostraré a todos. una vez).

A través del análisis anterior, se puede ver que para la misma longitud física, el retraso en un tramo del devanado es menor. De esta manera, podemos responder a las preguntas anteriores. Obviamente, el retraso de a es mayor.

¿Entonces, la pregunta es otra vez, ¿ cómo hacen un buen trabajo en el diseño de PCB cuando los ingenieros encuentran diferentes "equilargas" en el diseño?

En primer lugar, cambiar el concepto de equiparación física a equiparación, ya sea devanado o línea recta, requiere el mismo retraso de transmisión. Algunas herramientas de diseño de PCB pueden usar el tiempo para expresar la longitud física;

En segundo lugar, durante el diseño del pcb, los cables de señal con relaciones cronológicas deben diseñarse para tener las mismas entradas y salidas para minimizar el devanado;

En tercer lugar, si una Sección de la línea de transmisión realmente necesita enredarse, la forma del devanado es más grande, la distancia entre las olas y las olas es mayor, o el devanado es más largo que la línea recta, en cuanto a la longitud del devanado, no sé, todavía le pregunto al diseño de PCB que nos haga simular ingenieros