Tecnología de microondas - Problemas comunes en el diseño de circuitos de PCB de alta frecuencia

Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica y la amplia aplicación de la tecnología de las comunicaciones inalámbricas en todos los ámbitos, Alta frecuencia, Alta velocidad, La alta densidad se ha convertido gradualmente en una de las principales tendencias de desarrollo de los productos electrónicos modernos. La digitalización de alta frecuencia y alta velocidad de la transmisión de señales obliga a los PCB a entrar en microporos e incrustarse/Agujero ciego, Conductor fino, La capa dieléctrica es uniforme y delgada, Alta frecuencia, La tecnología de diseño de PCB multicapa de alta densidad se ha convertido en un campo de investigación importante. Experiencia en diseño de hardware basada en años, El autor resume algunas habilidades de diseño y puntos de atención PCB de alta frecuencia Para información.

¿1. Cómo seleccionar PCB?

La selección de PCB debe lograr un equilibrio entre el cumplimiento de los requisitos de diseño, Producción por lotes, Costo. Los requisitos de diseño incluyen componentes eléctricos y mecánicos. Los problemas Telaes suelen ser importantes en el diseño PCB de alta velocidad ((frecuencia superior a GHz)). Por ejemplo:, Actualmente se utiliza comúnmente FR - 4 material, in the frequency of several GHz dielectric loss (dielectric loss) can have a great impact on signal attenuation, Puede no ser apropiado. Para fines eléctricos, Atención constante dieléctrica, La pérdida dieléctrica a la frecuencia de diseño es adecuada.

¿2. Cómo evitar interferencias de alta frecuencia?

La idea básica de evitar la interferencia de alta frecuencia es reducir al mínimo la interferencia del campo electromagnético de alta frecuencia, es decir, la conversación cruzada. Pueden utilizarse para ampliar la distancia entre las señales de alta velocidad y las señales analógicas, o para a ñadir un rastro de protección / derivación de la tierra más allá de las señales analógicas. Además, se debe prestar atención a la interferencia digital del ruido en el suelo analógico.

¿3. Cómo resolver el problema de la integridad de la señal en el diseño de alta velocidad?

La integridad de la señal es un problem a de emparejamiento de impedancia. Los factores que influyen en la correspondencia de impedancia incluyen la estructura de la fuente de señal y la Impedancia de salida, la impedancia característica del cable, la característica del lado de carga y la topología del cable. La solución es terminar y ajustar la topología de enrutamiento.

¿4. Cómo realizar el cableado diferencial?

Hay dos puntos a tener en cuenta en la línea de distribución de diferencias, uno es que la longitud de las dos líneas debe ser lo más larga posible, y el otro es que la distancia entre las dos líneas (determinada por la impedancia diferencial) debe ser siempre la misma, es decir, paralela. Hay dos maneras paralelas: una es que dos líneas se mueven juntas en la misma capa, la otra es que dos líneas se mueven arriba y abajo en dos capas adyacentes. El primero es más común (lado a lado, lado a lado).

¿5. Para la salida de una sola línea de señal de reloj, cómo realizar la línea de distribución diferencial?

El uso de la línea de distribución diferencial sólo es significativo si tanto la fuente como el receptor son señales diferenciales. Por lo tanto, no es posible utilizar una línea de distribución diferencial para una señal de reloj que sólo tiene una salida.

¿6. Se pueden añadir resistencias coincidentes entre los pares de líneas diferenciales en el receptor?

Las resistencias coincidentes entre los pares de líneas diferenciales en el extremo receptor se añaden normalmente y deben ser iguales al valor de la impedancia diferencial. Obtendrá una mejor calidad de señal.

¿7. Por qué el cableado del par diferencial debe ser apretado y paralelo?

El cableado de los pares diferenciales debe estar debidamente cerrado y paralelo. La aproximación adecuada se debe a que la distancia afectará el valor de la impedancia diferencial, que es un parámetro importante en el diseño de diferentes pares. También se requiere paralelismo para mantener la consistencia de la impedancia diferencial. Si las dos líneas están más cerca o más lejos, la impedancia diferencial es inconsistente, lo que afecta la integridad de la señal y el retraso de tiempo.

¿8. Cómo manejar algunos conflictos teóricos en el cableado real?

La separación modular / digital es correcta. Tenga cuidado con el enrutamiento de la señal, no cruce el foso en la medida de lo posible, no deje que la fuente de alimentación y la ruta de retorno de la señal sean demasiado grandes.

El Oscilador de cristal es un circuito analógico de oscilación de retroalimentación positiva. Para obtener una señal de oscilación estable, debe cumplir las especificaciones de ganancia y fase del bucle. Sin embargo, la especificación de oscilación de la señal analógica es susceptible a la interferencia, incluso si se a ñade un rastro de protección de la tierra, la interferencia puede no ser completamente aislada. Si la distancia es demasiado larga, el ruido en el plano de puesta a tierra también afectará al circuito de oscilación de retroalimentación positiva. Por lo tanto, la distancia entre el Oscilador de cristal y el chip debe ser lo más cercana posible.

Hay muchos conflictos entre el cableado de alta velocidad y los requisitos del IME. Sin embargo, el principio básico es que algunas características eléctricas de la señal no pueden cumplir los requisitos de especificación debido a la adición de Resistencia - Capacitancia o cuentas de ferrita en el IME. Por lo tanto, es mejor resolver o reducir los problemas del IME mediante la colocación de cables y técnicas de estratificación de PCB, como la estratificación de señales de alta velocidad. Por último, se utilizan condensadores de resistencia o cuentas magnéticas de ferrita para reducir el daño a la señal.

¿9. Cómo resolver la contradicción entre el cableado manual de señales de alta velocidad y el cableado automático?

La mayoría de los potentes dispositivos automáticos de enrutamiento de software de enrutamiento de hoy tienen límites para controlar el patrón de devanado y el número de agujeros. EDA a veces tiene diferentes capacidades de motor de bobinado y elementos de configuración de restricciones. Por ejemplo, si hay suficientes restricciones para controlar la forma en que las serpientes se mueven, si se puede controlar el espaciamiento de los pares diferenciales, etc. esto afectará si el cableado automático fuera del cableado se ajusta a las ideas del diseñador. Además, la dificultad de ajustar manualmente el cableado está relacionada con la capacidad de enrollar el motor. Por ejemplo, la capacidad de empuje del alambre, la capacidad de empuje del agujero, e incluso la capacidad de empuje del alambre al cobre, etc. por lo tanto, la elección de una poderosa capacidad de motor de cableado es la solución.

10. Probeta.

El reflectómetro de dominio de tiempo (TDR) se utiliza para medir si la impedancia característica del PCB fabricado cumple los requisitos de diseño. En general, la Impedancia de control varía en una sola línea y en dos casos. Por lo tanto, la anchura de la línea y el espaciamiento de la línea (par de diferencias de banda) en la muestra deben ser los mismos que los de la línea a controlar. Lo más importante es medir la ubicación del punto de tierra. Para reducir la En el interiorductancia del cable de tierra, la posición de puesta a tierra de la sonda TDR suele estar muy cerca de la punta de la sonda de la señal de medición. Por lo tanto, la distancia entre el punto de señal medido y el punto de puesta a tierra en la muestra debe ser la misma que la sonda utilizada.

¿11. Podemos utilizar el modelo MICROSTRIP para calcular la impedancia característica de la línea de señal por encima del plano de potencia? ¿Se puede utilizar el modelo de línea de banda para calcular la señal entre la fuente de alimentación y el plano de tierra?

Sí, el plano de potencia y el plano de puesta a tierra deben considerarse planos de referencia al calcular la impedancia característica. Por ejemplo, cuatro capas: capa superior - capa de energía - capa inferior. En este caso, el modelo de impedancia característica de enrutamiento de nivel superior es el modelo de línea MICROSTRIP con el plano de potencia como plano de referencia.

12.. In Diseño de PCB de alta velocidad, El área en blanco de la capa de señal puede, Pero cómo distribuir más de un cobre?

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