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Tecnología de PCB

Tecnología de PCB - Técnicas de diseño de PCB para circuitos de alta velocidad

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Tecnología de PCB - Técnicas de diseño de PCB para circuitos de alta velocidad

Técnicas de diseño de PCB para circuitos de alta velocidad

2021-08-11
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Author:IPCB
Introducción


El desarrollo y el cambio de la tecnología electrónica inevitablemente traerán muchos nuevos problemas y desafíos al diseño a nivel de tablero. En primer lugar, la tasa de despliegue es baja debido al aumento de las limitaciones físicas de los tamaños de pin y pin de alta densidad. En segundo lugar, los problemas de tiempo e integridad de la señal causados por el aumento de la frecuencia del reloj del sistema; En tercer lugar, los ingenieros esperan que la plataforma PC utilice mejores herramientas para lograr un diseño complejo y de alto rendimiento. Por lo tanto, no es difícil ver tres tendencias en el diseño de Placa de circuito impreso:


1.. Diseño Placa de circuito impreso de alta velocidad (that is, high clock frequency and fast edge rate) has become the mainstream.


2... Product miniaturization and high performance must face the problem of distribution effect caused by mixed signal design technology (ie digital, analog and RF mixed design) on the same Placa de circuito impreso Board.


3. El aumento de la dificultad de diseño conduce al proceso de diseño tradicional y al método de diseño. Las herramientas CAD en pc no pueden satisfacer los desafíos técnicos actuales. Por lo tanto, la transferencia de la Plataforma de herramientas de software EDA de la plataforma UNIX a la plataforma NT se ha convertido en una tendencia reconocida en la industria.


Técnicas de cableado de circuitos de alta frecuencia


1. Los circuitos de alta frecuencia tienden a tener una alta integración y una alta densidad lineal. El uso de multicapas no es sólo una condición necesaria para el cableado, sino también un medio eficaz para reducir la interferencia.


2. Cuanto menor sea la flexión del plomo entre los pines de los dispositivos de circuito de alta frecuencia, mejor. El cableado del Circuito de alta frecuencia es mejor en línea recta, necesita girar. Este requisito sólo se utiliza para aumentar la fuerza fija de la lámina de cobre en el circuito de baja frecuencia, que se ha cumplido en el circuito de alta frecuencia. Un requisito puede reducir la transmisión externa y el acoplamiento mutuo de señales de alta frecuencia.


3. Cuanto más corto sea el alcance de Placa de circuito impreso de alta frecuencia Pin del dispositivo, Mejor.


4.. Cuanto menor sea la capa de plomo entre los pines de los dispositivos de circuito de alta frecuencia, mejor. Es decir, cuanto menos a través de agujeros (via) se utiliza en la conexión de componentes, mejor. De acuerdo con la medición, un agujero a través puede traer una Capacitancia distribuida de 0,5. PF, reduciendo el número de agujeros a través puede aumentar significativamente la velocidad.


5. Para Placa de circuito impreso de alta frecuencia Cableado, Preste atención a las conversaciones cruzadas causadas por el cableado compacto y paralelo de las líneas de señal. Si no se puede evitar la distribución paralela, El área grande se puede colocar en el lado opuesto de la línea de señal paralela para reducir en gran medida la interferencia.. El cableado paralelo en la misma capa es casi inevitable, Pero las direcciones de enrutamiento en dos capas adyacentes deben ser perpendiculares entre sí.


6.. Implementar medidas de envolvente de tierra para líneas de señal o unidades locales especialmente importantes.


7.. Todo tipo de líneas de señal no pueden formar circuitos, y el cable de tierra no puede formar circuitos de corriente.


8.. Al menos un condensador de desacoplamiento de alta frecuencia se instalará cerca de cada bloque de circuito integrado (IC) y lo más cerca posible del VCC del equipo.


9. Cuando el cable de tierra analógico (agnd), el cable de tierra digital (dgnd), etc. estén conectados al cable de tierra común, se utilizarán choques de alta frecuencia. En el montaje real de los choques de alta frecuencia, se utilizan a menudo cuentas magnéticas de ferrita de alta frecuencia con cables a través del Centro, que pueden ser utilizados como inductores en el diagrama esquemático, y para las cuales el paquete de componentes y el cableado se definen por separado en la Biblioteca de componentes de Placa de circuito impreso. Muévelo manualmente a una posición adecuada cerca del cable de tierra común.

Diseño de PCB para circuitos de alta velocidad


Método de diseño de la compatibilidad electromagnética (EMC) en Placa de circuito impreso


Selección Placa de circuito impreso Configuración del sustrato y la cantidad Placa de circuito impreso Capa, Selección de componentes electrónicos y características electromagnéticas de los componentes electrónicos, Diseño de componentes, Y la longitud y anchura de las interconexiones entre los componentes, Todo esto está limitado Placa de circuito impreso. The integrated circuit chip (IC) on the Placa de circuito impreso is the main energy source of electromagnetic interference (EMI). Conventional electromagnetic interference (EMI) control technology generally includes: reasonable layout of components, Cableado de control razonable, Configuración razonable de la línea eléctrica, Puesta a tierra, Condensador de filtro, shielding and other measures to suppress electromagnetic interference (EMI) are very effective, Ampliamente utilizado en la práctica de Ingeniería.


1. La línea de señal digital de alta frecuencia debe ser corta, generalmente inferior a 2 pulgadas (5 cm), cuanto más corta mejor.


2. La línea de señal principal se concentra mejor en Placa de circuito impreso Board.


3. El circuito de generación del reloj debe estar cerca del Centro de la placa de Placa de circuito impreso, y el ventilador del reloj debe estar conectado en cadena de crisantemo o en paralelo.


4. El cable de alimentación debe estar lo más alejado posible del cable de señal digital de alta frecuencia o separado del cable de tierra.. The distribution of the power supply must be low inductance (multi-channel design). The power layer in the Placa de circuito impreso multicapa Adyacente al suelo, Esto es equivalente a un condensador, Actúa como filtro. El cable de alimentación y el cable de tierra de la misma capa deben estar lo más cerca posible.. La lámina de cobre alrededor de la capa de alimentación debe reducirse a 20 veces la distancia entre las dos capas planas para garantizar un mejor rendimiento EMC del sistema.. Plano terrestre indiviso. Si la línea de señal de alta velocidad debe separarse a través del plano de potencia, Varios condensadores de puente de baja impedancia deben colocarse cerca de la línea de señal.


5. Los cables utilizados en los terminales de entrada y salida deben ser lo más cercanos y paralelos posible. Es mejor a ñadir un cable de tierra entre los cables para evitar el acoplamiento de retroalimentación.


6. Cuando el espesor de la lámina de cobre es de 50 um y la anchura es de 1 - 1,5 mm, la temperatura del conductor será inferior a 3 grados Celsius a través de la corriente 2a. El conductor de la placa de Placa de circuito impreso debe ser lo más amplio posible. Para los circuitos integrados, especialmente para las líneas de señal de circuitos digitales, se utiliza generalmente un ancho de línea de 4 mils a 12 mils. El ancho de línea de la línea de alimentación y la línea de tierra es superior a 40 mils. El espaciamiento mínimo de los cables depende principalmente de la resistencia al aislamiento y del voltaje de ruptura entre los cables. En el peor de los casos, el espaciamiento de los cables es generalmente superior a 4 mils. Para reducir la conversación cruzada entre los cables, la distancia entre los cables puede aumentarse si es necesario, y el cable de tierra puede insertarse como aislamiento entre los cables.


7. En todas las capas de Placa de circuito impreso, las señales digitales sólo pueden ser cableadas en la parte digital de la placa de Circuito, y las señales analógicas sólo pueden ser cableadas en la parte analógica. En la medida de lo posible, los circuitos de baja frecuencia estarán conectados a tierra en un solo punto y conectados a tierra. Cuando el cableado real es difícil, puede ser parcialmente conectado en serie y luego conectado a tierra en paralelo. Para lograr la División de la fuente de alimentación analógica y digital, el cableado no puede abarcar la brecha entre las fuentes de alimentación divididas. Las líneas de señal que deben atravesar las brechas entre las fuentes de alimentación separadas deben estar situadas en una capa de cableado cerca de una gran superficie de tierra.


8. La fuente de alimentación y la puesta a tierra en el sistema causan dos problemas principales de compatibilidad electromagnética Placa de circuito impreso, Ruido de potencia, El otro es el ruido del suelo.. Según Placa de circuito impreso Board Presente, Maximizar la anchura del cable de alimentación y reducir la resistencia del bucle. Al mismo tiempo, Alinear la dirección del cable de alimentación y el cable de tierra con la dirección de transmisión de datos, Esto ayuda a mejorar la resistencia al ruido. En la actualidad, El ruido de la fuente de alimentación y del plano de puesta a tierra sólo puede fijarse por defecto mediante la medición de la capacidad del producto prototipo o del condensador de desacoplamiento por un ingeniero experimentado de acuerdo con su experiencia..