Tecnología PCBA - Cómo diseñar PCB de alta velocidad con el software de diseño de circuitos protel

La importancia del software de diseño de circuitos radica en el diseño de circuitos. Sin el software de diseño de circuitos, el diseño de circuitos se volverá muy problemático. Para el software de diseño de circuitos, la pequeña serie se ha presentado en muchos artículos anteriores. Para seguir mejorando nuestra comprensión del software de diseño de circuitos, este artículo explicará cómo diseñar PCB de alta velocidad sobre la base del software de diseño de circuitos protel. Si te interesa el software de diseño de circuitos, sigue leyendo.

Primero, la formulación de la pregunta

En el diseño de circuitos de alta velocidad, la inducción y la capacidad de la línea de la placa de circuito hacen que la línea sea equivalente a la línea de transmisión. El diseño incorrecto de los componentes terminales o los errores en el cableado de las señales de alta velocidad pueden causar problemas en el efecto de la línea de transmisión, lo que hace que el sistema emita datos incorrectos, el circuito funcione anormalmente o incluso completamente inoperativo. basándose en el modelo de línea de transmisión, se puede concluir que la línea de transmisión puede tener efectos adversos en el diseño del circuito, como reflejo de la señal, conversación cruzada, interferencia electromagnética, ruido de alimentación y tierra.

Para diseñar una placa de PCB confiable de alta velocidad, es necesario considerar plenamente el diseño, resolver algunos problemas poco confiables en el diseño y el cableado, acortar el ciclo de desarrollo del producto y mejorar la competitividad del mercado.

En el proceso de realizar el diseño de placas de circuito impreso de alta velocidad con el software de diseño protel, se discuten algunos principios relacionados con el diseño y el cableado, y se proporcionan algunas técnicas prácticas y verificadas de diseño y cableado de circuitos de alta velocidad, lo que mejora la fiabilidad y eficacia del diseño de placas de circuito de alta velocidad. Los resultados muestran que el diseño puede acortar el ciclo de desarrollo del producto y mejorar la competitividad del mercado.

2. diseño del diseño del sistema de alta frecuencia

En el diseño de PCB del circuito, el diseño es un eslabón importante, y la calidad de los resultados del diseño afectará directamente el efecto del cableado y la fiabilidad del sistema, que es muy largo en el diseño de toda la placa de circuito impreso. El entorno complejo de los PCB HF dificulta que el diseño de diseño del sistema HF se realice con los conocimientos teóricos aprendidos, lo que requiere que el personal de diseño tenga una rica experiencia en la fabricación de PCB de alta velocidad para reducir la separación en el proceso de diseño y mejorar la fiabilidad y eficacia del trabajo del circuito. en el Proceso de diseño, se debe considerar de manera integral la estructura mecánica, la relajación, la interferencia electromagnética, la conveniencia del futuro cableado y la estética.

En primer lugar, antes del diseño, todo el circuito debe dividirse funcionalmente, separando el circuito de alta frecuencia del Circuito de baja frecuencia, separando el circuito analógico del circuito digital y colocando cada circuito funcional lo más cerca posible del chip como centro, y cuanto más corta sea la conexión, para evitar retrasos en la transmisión debido a los cables demasiado largos y mejorar El efecto de desacoplamiento del capacitor. Además, se debe prestar atención a la posición y dirección relativa de los pines con los componentes del circuito y otras tuberías para reducir la interacción. Todos los componentes de alta frecuencia deben mantenerse alejados de la carcasa y otras placas metálicas para minimizar el acoplamiento parasitario.

En segundo lugar, se debe prestar atención a los efectos térmicos y electromagnéticos entre los componentes en el diseño. Estos efectos son particularmente graves para los sistemas de alta frecuencia y se deben tomar medidas para mantenerse alejados o aislados, disipadores de calor y blindaje. Los rectificadores y tubos reguladores de alta potencia deben estar equipados con radiadores y mantenerse alejados de los transformadores. Los elementos resistentes al calor, como los condensadores electroliticos, deben mantenerse alejados de los elementos de calefacción, de lo contrario los electrolitos se secarán, lo que dará lugar a un aumento de la resistencia, un bajo rendimiento y afectará la estabilidad del circuito. El diseño debe dejar suficiente espacio para la estructura de protección y evitar la introducción de diversos acoplamientos parasitarios. Para evitar el acoplamiento electromagnético entre las bobinas en el pcb, las dos bobinas deben colocarse en ángulo recto para reducir el coeficiente de acoplamiento. También se puede aislar con placas verticales. Los cables con sus componentes se soldan directamente al circuito, lo más corto posible, y no se utilizan conectores y costuras de soldadura, ya que hay condensadores de distribución e inductores de distribución entre las costuras de soldadura adyacentes. Evite colocar componentes de alto ruido alrededor de osciladores de cristal, rin, voltaje analógico y cableado de señal de voltaje de referencia.

Para garantizar la calidad y fiabilidad inherentes, teniendo en cuenta la belleza general y la planificación racional de la placa de circuito, la superficie de la placa del componente debe ser paralela o vertical, y paralela o vertical al borde de la placa base. Los componentes deben distribuirse uniformemente en placas con la misma densidad. De esta manera, no solo es hermoso y fácil de instalar y soldar, sino que también es fácil de producir en masa.

Cableado del sistema de alta frecuencia

En los circuitos de alta frecuencia, los parámetros de distribución de resistencia, condensadores, inductores e inducción mutua de los cables conectados no pueden ser ignorados. Desde el punto de vista de la antiinterferencia, el cableado razonable es minimizar la resistencia de la línea, la capacidad de distribución y la inducción dispersa en el circuito, y reducir el campo magnético dispersa resultante A. Por lo tanto, se pueden suprimir los condensadores de distribución, las fugas de flujo magnético, la inducción mutua electromagnética y otras interferencias causadas por el ruido.

A continuación se presentan algunas de las funciones especiales que ofrece la herramienta protel99 se.

(1) cuanto menor sea la curva del cable entre los pines del dispositivo del Circuito de alta frecuencia, mejor, utilice toda la línea. Al doblar, se puede utilizar una curva de 45 ° o una curva para reducir la emisión externa de señales de alta frecuencia y el acoplamiento entre ellos. Al usar la suavización protel, elija 45 grados o redondeados en el "ángulo de suavización" en las "reglas" del "diseño". También puede usar las teclas shift + Space para cambiar rápidamente las líneas.

(2) cuanto más corto sea el cable entre los pines del dispositivo de circuito de alta frecuencia, mejor.

La forma efectiva para que protel 99 cumpla con el cableado corto es reservar el cableado para algunas redes de alta velocidad clave antes del cableado automático. ajuste la topología bajo "reglas" en el menú "diseño"

La elección es la más corta.

(3) cuanto menos capas de alambre se alternan entre los pines de los dispositivos de circuito de alta frecuencia, mejor. Es decir, cuanto menos agujeros se utilicen durante la conexión, mejor.

Un solo agujero puede proporcionar un capacitor distribuido de aproximadamente 0,5pf, y reducir el número de agujeros puede aumentar significativamente la velocidad.

(4) para el cableado de circuitos de alta frecuencia, se debe prestar atención a la "interferencia cruzada", es decir, la conversación cruzada introducida por el camino paralelo de la línea de señal dentro de la distancia de entrada. Si no se puede evitar la distribución paralela, se puede colocar una gran área de "tierra" frente a la línea de señal paralela.

Reducir drásticamente la interferencia. El cableado paralelo en la misma capa es casi inevitable, pero en las dos capas adyacentes las direcciones del cableado deben ser perpendiculares entre sí, lo que es fácil de hacer en protel, pero fácil de ignorar. Elija horizontal en el nivel superior de "routinglayers" en el menú "diseño" reglas, y vertical en el nivel inferior. Además, el "plano poliplo" está disponible en "posición".

(5) implementar medidas de circunvalación de tierra para líneas de señal o unidades locales particularmente importantes. La selección de siluetas se proporciona en la "herramienta" para "envolver" automáticamente las líneas de señal clave seleccionadas.

(6) en general, los cables de alimentación y los cables de tierra deben configurarse más anchos que los cables de señal. Puede usar la "clase" en el menú "diseño" para clasificar la red como una red eléctrica y una red de señalización. Combinando las reglas de cableado, se puede cambiar fácilmente el ancho del cable de alimentación y el cable de señal.

(7) varios cables no pueden formar un circuito, y la puesta a tierra no puede formar un circuito de corriente. Si se produce un circuito, causará una gran interferencia en el sistema. En este sentido, la cadena de crisantemos se puede utilizar para el cableado, lo que puede evitar eficazmente la formación de bucles, ramas o tocones durante el cableado, pero también puede traer problemas que no son fáciles de cableado.

(8) estimar la corriente que pasa por la línea eléctrica y determinar el ancho de alambre necesario a partir de los datos y el diseño de varios chips. Según la fórmula empírica, W (ancho de línea) àl (mm / a) * I (a).

De acuerdo con el tamaño de la corriente, aumente el ancho del cable de alimentación tanto como sea posible y reduzca la resistencia del circuito. Al mismo tiempo, la dirección de los cables eléctricos y de tierra debe ser consistente con la dirección de transmisión de datos, lo que ayuda a mejorar la resistencia al ruido. Si es necesario, se puede instalar un estrangulador de alta frecuencia de ferritas enrolladas en alambre de cobre en el cable de alimentación y el cable de tierra para bloquear la transmisión de ruido de alta frecuencia.

(9) el ancho de cableado de la misma red debe ser consistente. Los cambios en el ancho de la línea pueden causar una resistencia característica desigual de la línea. Cuando la velocidad de transmisión es alta, habrá reflejos, que deben evitarse en el diseño. Al mismo tiempo, aumentar el ancho de línea de las líneas paralelas. Cuando la distancia entre los centros de la línea no supera el triple del ancho de la línea, se puede mantener el 70% de los campos eléctricos sin interferencia entre sí, lo que se conoce como el principio 3w. De esta manera, se puede superar el impacto de los condensadores distribuidos y los inductores provocados por las líneas paralelas.