Tecnología de PCB - Solo se necesitan 9 pasos para obtener la integridad de la señal de PCB

La integridad de la señal (si) se refiere a la calidad de la señal en línea de la señal, es decir, la capacidad de la señal para responder en el circuito con el tiempo y el voltaje correctos. Si la señal en el circuito puede llegar al receptor con la cronología, duración y amplitud de voltaje requeridas, se puede determinar que el circuito tiene una buena integridad de la señal. Por el contrario, cuando la señal no puede responder normalmente, se produce un problema de integridad de la señal.

Los problemas de integridad de la señal pueden causar o directamente distorsiones de la señal, errores de tiempo, datos incorrectos, direcciones, líneas de control y errores del sistema, e incluso colapsar el sistema. Este se ha convertido en un problema muy notable en el diseño de productos de alta velocidad. Este artículo primero introduce el problema de la integridad de la señal de pcb, luego explica los pasos de integridad de la señal de pcb, y finalmente introduce cómo garantizar la integridad de la señal del diseño de pcb.

Los problemas de integridad de la señal de PCB incluyen

Los problemas de integridad de la señal de PCB incluyen principalmente reflexión de la señal, conversación cruzada, retraso de la señal y error de tiempo.

1. reflexión: cuando la señal se transmite en la línea de transmisión, cuando la resistencia característica de la línea de transmisión de carga del PCB de alta velocidad no coincide con la resistencia de la fuente o la resistencia de carga de la señal, la señal se reflejará, lo que dará lugar a una forma de onda de la señal sobre y hacia abajo. Fenómeno de timbre. Overshoot se refiere al primer pico (o valle) de la transformación de la señal, que es el efecto de un voltaje adicional por encima o por debajo del nivel de potencia de referencia;

Undershoot se refiere al siguiente Valle (o pico) de la conversión de la señal. El sobreimpulso excesivo suele afectar durante mucho tiempo, causando daños al equipo, el sobreimpulso reduce el margen de ruido, mientras que el timbre aumenta el tiempo necesario para estabilizar la señal, afectando así la cronología del sistema.

2. conversación cruzada: en los pcb, la conversación cruzada se refiere a la interferencia acústica no deseada causada por el electromagnetismo a las líneas de transmisión adyacentes a través del acoplamiento de condensadores mutuos y transformadores de inducción cuando la señal se propaga en la línea de transmisión. Es un campo electromagnético causado por diferentes estructuras. Generado por la interacción de la misma región. Los condensadores mutuos inducen corriente de acoplamiento, llamada conversación cruzada capacitiva; La inducción mutua del voltaje de acoplamiento se llama conversación cruzada de inducción. En el pcb, la conversación cruzada está relacionada con la longitud del rastro, la distancia entre las líneas de señal y las condiciones del plano de tierra de referencia.

3. retraso de la señal y error de tiempo: la señal se transmite a una velocidad limitada en el cable pcb, y la señal se envía desde el extremo del conductor hasta el extremo receptor, durante el cual hay retraso en la transmisión. El retraso excesivo de la señal o el desajuste del retraso de la señal pueden causar errores de tiempo y confusión en el funcionamiento de los dispositivos lógicos.

El análisis de diseño del sistema digital de alta velocidad del análisis de integridad de la señal no solo puede mejorar efectivamente el rendimiento del producto, sino también acortar el ciclo de desarrollo del producto y reducir los costos de desarrollo. A medida que los sistemas digitales se desarrollan en una dirección de alta velocidad y alta densidad, es muy urgente y necesario dominar esta herramienta de diseño.

En la mejora continua y mejora del modelo de análisis de integridad de señal y el algoritmo de análisis computacional, el método de diseño de sistemas digitales que utiliza la integridad de señal para el diseño y análisis informático se aplicará ampliamente y de manera integral.

Pasos de integridad de la señal de PCB

1. preparación previa al diseño

Antes de que comience el diseño, primero debemos pensar y determinar la estrategia de diseño para guiar la selección de componentes, la selección de procesos y el control de costos de producción de placas de circuito. En el caso del si, es necesario estudiar con antelación para formar una guía de planificación o diseño que garantice que los resultados del diseño no tengan problemas obvios de si, comentarios o cronología.

2. apilamiento de placas de circuito

Algunos equipos del proyecto tienen una gran autonomía para determinar el número de capas de pcb, mientras que otros No. Por lo tanto, es importante saber dónde estás.

¿Otras cuestiones importantes incluyen: ¿ cuál es la tolerancia de fabricación esperada? ¿¿ cuál es la constante de aislamiento esperada de la placa de circuito? ¿¿ cuál es el error permitido en el ancho de línea y el espaciamiento? ¿¿ cuál es el error permitido en el grosor y el espaciamiento de la formación de tierra y la capa de señal? Todas estas letras

La información se puede utilizar en la etapa previa al cableado.

Basado en los datos anteriores, puede optar por la cascada. Tenga en cuenta que casi todos los PCB insertados en otras placas de circuito o placas traseras tienen requisitos de espesor fijos, y la mayoría de los fabricantes de placas de circuito tienen requisitos de espesor fijos para los diferentes tipos de capas que pueden fabricar, lo que limitará en gran medida el número de apilamientos finales. Es posible que necesite trabajar estrechamente con el fabricante para definir el número de cascadas. Se utilizará la herramienta de control de resistencia para generar el rango de resistencia objetivo de las diferentes capas y se tendrá en cuenta la tolerancia de fabricación proporcionada por el fabricante y el impacto del cableado adyacente.

3. comentarios y control de Resistencia

El acoplamiento de líneas de señal adyacentes provocará conversaciones cruzadas y cambiará la resistencia de las líneas de señal. El análisis de acoplamiento de líneas de señal paralelas adyacentes permite determinar el intervalo "seguro" o esperado (o la longitud del cableado paralelo) entre líneas de señal o entre varios tipos de líneas de señal.

Por ejemplo, si se desea limitar la conversación cruzada del reloj al nodo de la señal de datos por debajo de 100 mv, pero mantener el rastro de la señal paralelo, se puede utilizar el cálculo o simulación para encontrar la distancia mínima permitida entre las señales en cualquier capa de cableado dada. Al mismo tiempo, si el diseño contiene un nodo de resistencia importante (o reloj o arquitectura de memoria de alta velocidad dedicada), el cableado debe colocarse en una capa (o capas) para obtener la resistencia necesaria.

4. nodos importantes de alta velocidad

El retraso y la desviación de tiempo son factores clave que deben tenerse en cuenta en el enrutamiento del reloj. Debido a los estrictos requisitos de cronología, tales nodos generalmente deben usar dispositivos terminales para lograr la mejor calidad Si. Estos nodos deben determinarse con antelación y se debe planificar el tiempo necesario para ajustar la colocación y el cableado de los componentes para ajustar los indicadores de diseño de integridad de la señal.