Tecnologia RF - Progettazione molto pratica del circuito PCB ad alta frequenza

1. Come selezionare scheda PCB?

La selezione dei fogli PCB deve essere bilanciata tra soddisfare i requisiti di progettazione e scalabilità e costo. I requisiti di progettazione comprendono componenti elettrici e meccanici. Questo problema di materiale è spesso importante quando si progettano schede PCB ad alta velocità (frequenze superiori a GHz).

Ad esempio, la perdita dielettrica di materiali FR-4, comunemente utilizzati oggi, a diverse frequenze GHz può avere un effetto significativo sull'attenuazione del segnale e potrebbe non essere applicabile. Per scopi elettrici, è importante notare se la costante dielettrica e la perdita dielettrica sono appropriate alla frequenza progettata.

2. Come evitare interferenze ad alta frequenza?

L'idea di base per evitare interferenze ad alta frequenza è quella di minimizzare l'interferenza del campo elettromagnetico del segnale ad alta frequenza, noto anche come crosstalk. È possibile aumentare la distanza tra il segnale ad alta velocità e il segnale analogico o aggiungere tracce di protezione a terra/shunt accanto al segnale analogico. Notare anche l'interferenza digitale al rumore analogico di terra.

3. Come risolvere il problema di integrità del segnale nella progettazione ad alta velocità?

L'integrità del segnale è essenzialmente un problema di corrispondenza dell'impedenza. I fattori che influenzano la corrispondenza dell'impedenza includono la struttura della sorgente del segnale e l'impedenza di uscita, l'impedenza caratteristica della linea, le caratteristiche del lato del carico, l'architettura topologica della linea e così via. La soluzione è la terminazione e la topologia della regolazione del percorso.

4. Come viene attuata la distribuzione differenziale?

Ci sono due punti da notare nel cablaggio differenziale coppia: uno è che le due linee dovrebbero essere il più lungo possibile, e l'altro è che la distanza tra le due linee, che è determinata dall'impedenza differenziale, dovrebbe rimanere costante, cioè parallela. Ci sono due modi di parallelo, uno è camminare due linee sullo stesso fianco a fianco, e l'altro è camminare due linee sui due livelli successivi (sopra-sotto). Generalmente, il primo fianco a fianco (fianco a fianco, fianco a fianco) implementa più modi.

5. Come raggiungere la distribuzione differenziale per le linee di segnale di clock con una sola uscita?

È significativo utilizzare una distribuzione differenziale che sia la sorgente che il ricevitore siano anche segnali differenziali. Pertanto, la distribuzione differenziale non può essere utilizzata per segnali di clock con una sola uscita.

6. Può essere aggiunta una resistenza corrispondente tra le coppie differenziali all'estremità ricevente?

La resistenza di corrispondenza tra le coppie di linee differenziali all'estremità ricevente è solitamente aggiunta e dovrebbe essere uguale al valore dell'impedenza differenziale. Ciò migliorerà la qualità del segnale.

7. Perché il cablaggio delle coppie di differenza è vicino e parallelo?

Il cablaggio delle coppie di differenze dovrebbe essere opportunamente vicino e parallelo. La corretta prossimità è dovuta all'influenza di questa distanza sul valore dell'impedenza differenziale, che è un parametro importante nella progettazione di coppie differenziali. Parallelo è anche necessario per mantenere la coerenza delle impedenze differenziali. Se le due linee sono vicine o lontane, l'impedenza differenziale sarà incoerente, che influenzerà l'integrità del segnale e il ritardo nel tempo.

8. Come affrontare alcuni conflitti teorici nel cablaggio reale

Fondamentalmente, è corretto isolare una partizione modulo/numero. È importante notare che il percorso del segnale non dovrebbe attraversare il fossato il più possibile e che il percorso della corrente di ritorno dell'alimentatore e del segnale non dovrebbero diventare troppo grandi.

L'oscillazione del cristallo è un circuito analogico di oscillazione di feedback positivo. Per avere un segnale di oscillazione stabile, le specifiche di guadagno e fase del ciclo devono essere soddisfatte. Le specifiche di oscillazione dei segnali analogici sono suscettibili a interferenze, anche con tracce di protezione a terra, l'interferenza potrebbe non essere completamente isolata. Inoltre, il rumore sul terreno influisce sul circuito oscillatore a feedback positivo troppo lontano. Pertanto, è importante mantenere l'oscillazione del cristallo vicino al chip.

Esistono infatti molti conflitti tra il cablaggio ad alta velocità e i requisiti dell'IME. Tuttavia, il principio di base è che a causa della capacità di resistenza o della perla di ferrite aggiunta da EMI, alcune caratteristiche elettriche del segnale non possono essere fuori conformità con la specifica. Pertanto, è meglio utilizzare le tecniche di routing e sovrapposizioni PCB prima per risolvere o ridurre i problemi EMI, come i segnali ad alta velocità che entrano all'interno. Infine, la capacità di resistenza o il fascio di ferrite viene utilizzato per ridurre il danno al segnale.

9. Come risolvere il conflitto tra cablaggio manuale e automatico per segnali ad alta velocità?

La maggior parte dei dispositivi di cablaggio automatici con software di cablaggio più forte ora hanno vincoli per controllare il metodo di avvolgimento e il numero di fori passati. Le aziende EDA a volte hanno capacità del motore di avvolgimento e impostazioni di vincolo molto diverse. Ad esempio, se ci sono vincoli sufficienti per controllare il modo in cui serpenti serpenti serpenti serpenti serpenti serpenti serpenti serpenti serpenti linee, la distanza tra coppie differenziali di linee, e così via.

Ciò influenzerà se il modo in cui esce il cablaggio automatico corrisponderà alla mente del progettista. Inoltre, la difficoltà di regolare manualmente il cablaggio è anche assolutamente correlata alla capacità del motore di avvolgimento. Ad esempio, la capacità di spinta della linea, la capacità di spinta del foro e anche la capacità di spinta della linea per il rivestimento in rame, ecc Pertanto, la scelta di un router di cablaggio con un forte motore di avvolgimento è la soluzione.

10. A proposito del coupon di prova.

Il coupon di prova è un TDR (Time Domain Reflectometer) utilizzato per misurare se l'impedenza caratteristica della scheda PCB prodotta soddisfa i requisiti di progettazione. Generalmente, l'impedenza da controllare è una singola linea e una coppia differenziale. Pertanto, la larghezza e la spaziatura della linea (con accoppiamento differenziale) sul tagliando di prova devono essere uguali alla linea da controllare.

La cosa più importante è la posizione del punto di terra durante la misurazione. Per ridurre l'induttanza del cavo di terra, le sonde TDR sono messe a terra molto vicino alla punta della sonda, quindi la distanza e il modo del punto sul coupon di prova al quale il segnale è misurato dovrebbero corrispondere alla sonda utilizzata.

11. nella progettazione di PCB ad alta velocità, l'area vuota dello strato di segnale può essere rivestita di rame e come dovrebbe essere distribuito il rivestimento di rame di più strati di segnale sulla messa a terra e sull'alimentazione elettrica?

In generale, la stragrande maggioranza dei depositi di rame nelle aree bianche è messa a terra. Prestare attenzione solo alla distanza tra il rivestimento di rame e la linea di segnale quando il rame viene applicato accanto alla linea di segnale ad alta velocità, perché il rivestimento di rame ridurrà leggermente l'impedenza caratteristica della linea. Fare attenzione anche a non influenzare l'impedenza caratteristica del suo strato, come quando strutturate una linea a doppia striscia.

12. La linea del segnale sopra il piano di potenza può essere utilizzata per calcolare l'impedenza caratteristica utilizzando il modello della linea microstrip? Il segnale tra l'alimentatore e la superficie del terreno può essere calcolato utilizzando il modello stripline?

Sì, sia il piano di potenza che il piano di terra devono essere considerati come il piano di riferimento nel calcolo dell'impedenza caratteristica. Ad esempio, piastre a quattro strati: top-power-stratum-bottom, nel qual caso il modello dell'impedenza caratteristica della linea superiore è un modello di linea microtrip con il piano di potenza come piano di riferimento.

13. I punti di prova generati automaticamente dal software su schede stampate ad alta densità possono generalmente soddisfare i requisiti di prova della produzione in serie?

Se i punti di prova generati automaticamente dal software generale soddisfano i requisiti di prova deve dipendere dal fatto che le specifiche per l'aggiunta dei punti di prova soddisfino i requisiti dello strumento di prova. Inoltre, se il percorso è troppo denso e le specifiche per l'aggiunta di punti di prova sono rigorose, potrebbe non essere possibile aggiungere automaticamente punti di prova a ogni segmento della linea, naturalmente, è necessario completare manualmente dove si desidera testare.

14. L'aggiunta di punti di prova influisce sulla qualità dei segnali ad alta velocità?

Se la qualità del segnale sarà influenzata o meno dipende dalla velocità del punto di prova aggiunto e dalla velocità del segnale. Fondamentalmente ulteriori punti di prova (invece di utilizzare perni via o DIP come punti di prova) possono essere aggiunti online o tirati un piccolo segmento di linea fuori dalla linea. Il primo equivale ad aggiungere un piccolo condensatore on-line, il secondo è un ramo.

Entrambe queste condizioni avranno una certa influenza su quanto o quanto poco il segnale ad alta velocità è influenzato, a seconda della velocità di frequenza e della velocità di bordo del segnale. La dimensione dell'impatto può essere determinata mediante simulazione. In linea di principio, più piccolo è il punto di prova, meglio (e, naturalmente, per soddisfare i requisiti dello strumento di prova) più corto è il ramo, meglio è.

15. Diversi PCB formano il sistema. Come dovrebbero essere collegati i fili di terra tra le schede?

Quando i segnali o l'alimentazione tra schede PCB sono collegati tra loro, ad esempio schede A con alimentazione elettrica o segnale inviato a schede B, deve esserci una quantità uguale di corrente che scorre da terra a schede A (questa è la legge corrente Kirchoff). Le correnti in questa formazione tornano dove hanno l'impedenza più bassa.

Pertanto, il numero di pin assegnati alla formazione in ogni interfaccia, sia che si tratti di alimentazione o segnale collegato, non dovrebbe essere troppo piccolo per ridurre l'impedenza, che può ridurre il rumore nella formazione. Inoltre, è possibile analizzare l'intero ciclo di corrente, in particolare la parte più grande della corrente, regolare la connessione di strati o linee di terra per controllare il movimento della corrente (ad esempio, per creare una bassa impedenza da qualche parte in modo che la maggior parte della corrente si sposti da questa posizione), e ridurre l'impatto su altri segnali più sensibili.

16. si può introdurre alcuni libri tecnici stranieri e dati sulla progettazione PCB ad alta velocità?

I circuiti digitali ad alta velocità sono ora utilizzati in settori quali reti di comunicazione e computer. In termini di reti di comunicazione, le schede PCB funzionano a frequenze sopra e sotto GHz, con ben 40 strati che conosco. Le applicazioni relative ai calcolatori sono dovute anche ai progressi nei chip, come PC o server, dove la frequenza massima di funzionamento su una scheda ha raggiunto più di 400 MHz (come Rambus).

In risposta a questa richiesta di cablaggio ad alta velocità e ad alta densità, i requisiti di vias ciechi/sepolti, mircrovias e processi di accumulo stanno gradualmente aumentando. Questi requisiti di progettazione sono fabbricati in grandi quantità dal produttore.

17. Due formule di impedenza caratteristica comunemente indicate:

Microstrip Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)], dove W è la larghezza della linea, T è lo spessore della pelle di rame della linea, H è la distanza dalla linea al piano di riferimento ed Er è la costante dielettrica del materiale della piastra PCB.

Questa formula deve essere 0,1<(W/H)<2,0 e 1<(Er)<15 per essere applicata.

Striscia Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0,67 pi(T+0,8W)]} dove H è la distanza tra i due piani di riferimento e la linea si trova al centro dei due piani di riferimento. Questa formula deve essere utilizzata quando W/H < 0,35 e T/H < 0,25.

18. È possibile aggiungere una linea di terra tra le linee di segnale differenziale?

Generalmente, non c'è filo di terra nel mezzo del segnale differenziale. Perché il principio di applicazione più importante dei segnali differenziali è quello di utilizzare i vantaggi dell'accoppiamento tra i segnali differenziali, come la cancellazione del flusso e l'immunità al rumore. Se viene aggiunta una linea di terra intermedia, l'effetto di accoppiamento verrà distrutto.

19. La progettazione rigida dell'impiallacciatura richiede software e specifiche speciali di progettazione? Dove posso intraprendere l'elaborazione di questo tipo di circuito stampato in Cina?

I circuiti stampati flessibili possono essere progettati con il software generale di progettazione PCB. Prodotto anche per fornitori FPC in formato Gerber. Poiché il processo di produzione è diverso dai PCB in generale, ogni produttore avrà il proprio ** per larghezza minima della linea, spaziatura minima e via minima in base alla propria capacità produttiva. Inoltre, il circuito flessibile può essere rinforzato posando alcuni fogli di rame alle curve. Per quanto riguarda il produttore, il "FPC" online dovrebbe essere trovato quando la query parola chiave.

20. Qual è il principio per selezionare correttamente il punto in cui il PCB è messo a terra all'alloggiamento?

Il principio di selezione dei punti di messa a terra PCB e shell è quello di utilizzare la terra del telaio per fornire un percorso con bassa impedenza per restituire la corrente e per controllare questa corrente di ritorno. Ad esempio, gli strati di PCB sono solitamente collegati ai terreni del telaio da viti fisse vicino a dispositivi ad alta frequenza o generatori di clock per ridurre al minimo l'area dell'intero ciclo di corrente, riducendo anche la radiazione elettromagnetica.

21. Da quali aspetti dovrebbe iniziare DEBUG?

Per quanto riguarda i circuiti digitali, ci sono tre cose da decidere prima:

1. Verificare che tutti i valori di potenza siano all'altezza dei requisiti di progettazione. Alcuni sistemi con più fonti di energia possono richiedere una specifica dell'ordine e della velocità dell'aumento di determinate fonti di energia.

2. Verificare che tutte le frequenze del segnale di clock funzionino correttamente e che non ci siano problemi non monotonici al bordo del segnale.

3. Verificare che il segnale di ripristino soddisfi le specifiche. Se questo è normale, il chip dovrebbe segnalare il primo ciclo. Prossimo debug secondo il principio operativo del sistema e del protocollo bus.

22. Nel caso di dimensioni fisse del circuito stampato, se più funzioni devono essere integrate nella progettazione, è spesso necessario aumentare la densità della linea del PCB. Tuttavia, ciò può portare ad un aumento delle interferenze tra le linee e linee troppo sottili impediranno di ridurre l'impedenza. Si prega di fare riferimento agli esperti sulle tecniche di progettazione PCB ad alta densità ad alta velocità (>100MHz)?

Quando si progettano PCB ad alta velocità e ad alta densità, le interferenze crosstalk richiedono particolare attenzione perché hanno un impatto significativo sulla temporizzazione e sull'integrità del segnale. Ecco alcune cose da notare:

Controlla la continuità e la corrispondenza delle impedenze caratteristiche della linea.

La dimensione della spaziatura. Di solito si vede il doppio della larghezza della linea. Le simulazioni possono essere utilizzate per scoprire l'effetto della spaziatura di linea sulle serie temporali e sull'integrità del segnale e per trovare la spaziatura tollerabile più piccola. I risultati di diversi segnali chip possono essere diversi.

Selezionare la modalità terminale appropriata.

Evitare di andare nella stessa direzione degli strati superiori e inferiori adiacenti, o anche di avere linee che si sovrappongono esattamente su e giù, perché questo tipo di crosstalk è maggiore di quello degli strati superiori e inferiori adiacenti.

Blind / sepolto via è usato per aumentare l'area della linea. Tuttavia, il costo della produzione di schede PCB aumenterà. È davvero difficile raggiungere il pieno parallelo ed uguale lunghezza nell'esecuzione effettiva, ma cercare di farlo il più possibile.

Inoltre, i terminali differenziali e common mode possono essere riservati per attenuare gli effetti sulla temporizzazione e sull'integrità del segnale.

23. Il filtraggio all'alimentazione analogica è spesso fatto dal circuito LC. Ma perché LC a volte è meno efficace di RC?

Il confronto tra filtri LC e RC deve valutare se la selezione dei valori di banda e induttanza da filtrare sia appropriata. Perché la grandezza della reattività di un'induttanza è correlata al valore e alla frequenza dell'induttanza. Se la frequenza di rumore dell'alimentazione elettrica è bassa e il valore di induttanza non è abbastanza grande, l'effetto filtro potrebbe non essere buono come RC. Tuttavia, il costo dell'utilizzo del filtro RC è che la resistenza stessa consuma energia, è inefficiente e presta attenzione alla potenza che la resistenza selezionata può sopportare.

24. L'induttanza è selezionata per il filtraggio. Qual è il metodo del valore di capacità?

La selezione del valore di induttanza tiene conto non solo della frequenza di rumore desiderata, ma anche della reattività della corrente istantanea. Se c'è l'opportunità per l'uscita LC di emettere una grande corrente istantaneamente, il valore di induttanza è troppo grande per impedire la velocità alla quale la grande corrente scorre attraverso l'induttanza e aumentare il rumore di ripple.

Il valore di capacità è correlato alla grandezza del valore accettabile di specificazione del rumore di ondulazione. Più piccolo è il valore del rumore di ondulazione richiesto, più grande è il valore di capacità. Anche la capacità ESR/ESL ha un effetto. Inoltre, se il LC è posizionato all'uscita della potenza di regolazione di commutazione, prestare attenzione all'effetto del polo/zero generato dal LC sulla stabilità del ciclo di controllo del feedback negativo.

25. Come soddisfare i requisiti EMC per quanto possibile senza causare troppa pressione sui costi?

Il costo di EMC sulle schede PCB è solitamente causato dall'aumento del numero di strati per migliorare l'effetto di schermatura e la soppressione di dispositivi armonici ad alta frequenza come perlina di ferrite e choke. Inoltre, le strutture di schermatura di altre istituzioni sono solitamente necessarie per consentire all'intero sistema di passare attraverso i requisiti EMC. Ecco solo alcuni suggerimenti per la progettazione di schede PCB per ridurre l'effetto di radiazione elettromagnetica generato dal circuito.

Selezionare dispositivi con una pendenza del segnale più lenta (slew rate) quando possibile per ridurre la componente ad alta frequenza del segnale.

Prestare attenzione al posizionamento dei dispositivi ad alta frequenza e non avvicinarsi troppo ai connettori esterni.

Notare la corrispondenza di impedenza dei segnali ad alta velocità, lo strato di linea e il suo percorso di corrente di ritorno per ridurre la riflessione ad alta frequenza e la radiazione.

Posizionare abbastanza capacità di disaccoppiamento ai pin di alimentazione di ogni dispositivo per attenuare il rumore nello strato di potenza e nel terreno. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata al fatto che la risposta in frequenza e le caratteristiche di temperatura del condensatore soddisfino i requisiti di progettazione.

Il terreno vicino al connettore esterno può essere diviso correttamente con il terreno e il terreno vicino al connettore può essere collegato al terreno del telaio.

Le tracce di protezione di terra/shunt possono essere utilizzate in modo appropriato insieme ad alcuni segnali ad alta velocità. Tuttavia, è importante notare l'effetto delle tracce di guardia/shunt sull'impedenza caratteristica della linea.

Lo strato di potere è ritirato 20H dalla formazione e H è la distanza tra lo strato di potere e la formazione.

26. Quando ci sono più di un blocco funzione digitale / analogico in una scheda PCB, la pratica generale è quella di separare i moduli digitali / analogici. Qual è il motivo?

La ragione della separazione digitale/analogica è che il circuito digitale produce rumore nell'alimentazione elettrica e nel terreno quando si passa tra alto e basso potenziale. Il livello di rumore è correlato alla velocità e alla corrente del segnale. Se il livello del suolo non è diviso e il rumore generato dal circuito di area digitale è grande e il circuito nell'area analogica è molto vicino, il segnale analogico sarà comunque disturbato dal rumore di terra anche se i segnali digitali e analogici non attraversano. Vale a dire, il metodo indiviso digitale-analogico può essere utilizzato solo quando l'area del circuito analogico è lontana dall'area del circuito digitale che produce molto rumore.

27. Un altro modo è quello di garantire che i segnali digitali / analogici siano disposti separatamente e che le linee dei segnali digitali / analogici non si intersecano tra loro, in modo che l'intero pavimento PCB non sia diviso e i moduli digitali / analogici siano collegati a questo piano. Perché?

Il requisito che i segnali digitali-analogici non possono attraversare è che il percorso della corrente di ritorno di un segnale digitale leggermente più veloce cercherà di tornare alla sorgente del segnale digitale vicino al fondo della linea. Se i segnali digitali-analogici si incrociano, il rumore generato dalla corrente di ritorno apparirà nell'area del circuito analogico.

28. Come considerare la corrispondenza di impedenza nella progettazione schematica del PCB ad alta velocità?

La corrispondenza di impedenza è uno degli elementi chiave nella progettazione di circuiti PCB ad alta velocità. Tuttavia, il valore di impedenza ha una relazione assoluta con il modo di viaggiare, come la distanza dallo strato superficiale (microstrip) o dallo strato interno (stripline/doppia stripline), la distanza dallo strato di riferimento (strato di potenza o strato), la larghezza della linea di viaggio, il materiale PCB, ecc. tutti influenzano il valore caratteristico di impedenza della linea di viaggio. Vale a dire, il valore di impedenza può essere determinato solo dopo il cablaggio.

Il software di simulazione generale non può tenere conto di una distribuzione discontinua dell'impedenza dovuta al modello di linea o all'algoritmo matematico utilizzato**. In questo momento, solo alcuni terminatori, come le resistenze di serie, possono essere riservati sullo schema schematico per alleviare l'effetto della discontinuità dell'impedenza di linea. La vera soluzione è quella di evitare discontinuità di impedenza durante il cablaggio.

29. Dove posso fornire una libreria di modelli IBIS più accurata?

L'accuratezza del modello IBIS influisce direttamente sui risultati della simulazione. Fondamentalmente, IBIS può essere considerato come i dati delle caratteristiche elettriche del circuito equivalente buffer I/O chip, che generalmente può essere convertito dal modello SPICE (può anche essere misurato, ma ** è di più). I dati di SPICE sono assolutamente legati alla produzione di chip, quindi i dati di SPICE sono diversi da un produttore di chip all'altro. I dati all'interno del modello IBIS convertito variano quindi.

Cioè, se vengono utilizzati dispositivi del produttore A, solo essi hanno la capacità di fornire dati di modello accurati per i loro dispositivi, perché nessun altro sa di più su quale processo sono fatti i loro dispositivi di cui fanno. Se l'IBIS fornito da un fornitore è impreciso, l'unica soluzione è chiedere costantemente al fornitore di miglioramenti.

30. Nella progettazione PCB ad alta velocità, da quali aspetti i progettisti dovrebbero considerare le regole di EMC ed EMI?

Generalmente, sia gli aspetti irradiati che condotti devono essere presi in considerazione nella progettazione EMI/EMC. Il primo appartiene alla parte di frequenza superiore (>30MHz) e il secondo alla parte di frequenza inferiore (<30MHz). Quindi non puoi concentrarti sulle alte frequenze e ignorare le basse frequenze.

Un buon design EMI / EMC deve iniziare con un layout che tenga conto della posizione dei dispositivi, la disposizione degli stack PCB, il modo di andare sulla linea importante, la selezione dei dispositivi, ecc Se questi non sono meglio disposti in anticipo, la soluzione in seguito farà il doppio del lavoro e aumenterà il costo.

Ad esempio, la posizione del generatore di clock dovrebbe essere il più vicino possibile al connettore esterno, il segnale ad alta velocità dovrebbe andare il più lontano possibile all'interno e prestare attenzione alla continuità della corrispondenza dell'impedenza caratteristica e dello strato di riferimento per ridurre la riflessione, la pendenza del segnale spinto dal dispositivo dovrebbe essere il più piccola possibile per ridurre la componente ad alta frequenza, e la capacità di disaccoppiamento/bypass dovrebbe essere scelta per ridurre il rumore dello strato di potenza.

Inoltre, si noti che il percorso di ritorno della corrente del segnale ad alta frequenza minimizza l'area del ciclo (cioè l'impedenza del ciclo del ciclo) per ridurre la radiazione. È anche possibile controllare la gamma di rumore ad alta frequenza dividendo strati. Infine, scegliere il luogo appropriato in cui il PCB si collegherà alla shell (telaio terra).

31. Come selezionare gli strumenti EDA?

Software di progettazione PCB attuale, l'analisi termica non è un punto di forza, quindi non è consigliabile selezionare, altre funzioni 1.3. 4 È possibile scegliere PADS o Cadence per un buon rapporto prestazioni-prezzo. I principianti della progettazione PLD possono utilizzare l'ambiente integrato fornito dal produttore di chip PLD e gli strumenti a punto singolo possono essere utilizzati per progettare oltre un milione di porte.

32. Si prega di raccomandare un software EDA adatto per l'elaborazione e la trasmissione del segnale ad alta velocità.

Nella progettazione di circuiti convenzionali, l'ADS di INNOVEDA è molto buono e ha un software di simulazione utile, che spesso occupa il 70% delle applicazioni. Per la progettazione di circuiti ad alta velocità, circuiti ibridi analogici e digitali, la soluzione che utilizza Cadence dovrebbe essere un software migliore per prestazioni e prezzi. Naturalmente, le prestazioni di Mentor sono ancora molto buone, soprattutto la gestione del flusso di progettazione dovrebbe essere la migliore. (Wang Sheng, esperto tecnico di Datang Telecom)

33. Interpretazione del significato di ogni strato di scheda PCB

Topoverlay - Il nome del dispositivo superiore, noto anche come serigrafia superiore o legenda del componente superiore, come R1 C5,

IC10. Bottomoverlay--Lo stesso come multistrato--- Se si progetta una scheda a quattro strati, si posiziona un pad libero o via e lo definisce come un multistrato, il suo pad apparirà automaticamente sui quattro strati, e se lo si definisce solo come un livello superiore, il suo pad apparirà solo sul livello superiore.

A cosa dovremmo prestare attenzione nella progettazione, cablaggio e tipografia di PCB ad alta frequenza superiore a 34 e 2G?

Il PCB ad alta frequenza sopra 2G appartiene alla progettazione del circuito RF e non è nell'ambito della discussione sulla progettazione del circuito digitale ad alta velocità. Il layout e l'instradamento dei circuiti RF dovrebbero essere considerati insieme allo schema schematico, poiché il layout e l'instradamento possono causare effetti di distribuzione.

Inoltre, alcuni dispositivi passivi nella progettazione del circuito RF sono realizzati mediante definizione parametrizzata, foglio di rame di forma speciale, quindi gli strumenti EDA sono necessari per fornire dispositivi parametrizzati e modificare fogli di rame di forma speciale.

La boardstation di Mentor ha un modulo di progettazione RF dedicato per soddisfare questi requisiti. Inoltre, la progettazione RF generale richiede uno strumento dedicato di analisi del circuito RF, il più famoso nel settore è eesoft di agilent, che ha una buona interfaccia con gli strumenti di Mentor.

Quali regole dovrebbero essere seguite nella progettazione di PCB ad alta frequenza oltre 35 e 2G?

La progettazione della linea microstrip RF richiede strumenti tridimensionali di analisi del campo per estrarre i parametri della linea di trasmissione. Tutte le regole devono essere specificate in questo strumento di estrazione campo.

36. Per PCB full-digital, c'è una sorgente di clock 80MHz sulla scheda. Oltre alla rete metallica (messa a terra), che tipo di circuito dovrebbe essere utilizzato per proteggerlo al fine di garantire una capacità di guida sufficiente?

Assicurarsi che la capacità di azionamento dell'orologio non dovrebbe essere raggiunta mediante protezione, ma utilizzando chip driver clock. C'è una preoccupazione generale circa la capacità di azionamento dell'orologio a causa dei carichi multipli dell'orologio. Utilizzando chip driver di clock, un segnale di clock viene convertito in più e viene utilizzata una connessione punto-punto.

Selezionare il chip driver, oltre a garantire una corrispondenza di base con il carico, lungo il segnale per soddisfare i requisiti (generalmente l'orologio è lungo il segnale valido), nel calcolo della sequenza temporale del sistema, il ritardo dell'orologio nel chip driver deve essere calcolato.

37. Se viene utilizzata una scheda di segnale dell'orologio separata, che tipo di interfaccia viene generalmente utilizzata per garantire che la trasmissione del segnale dell'orologio sia meno influenzata?

Più corto è il segnale dell'orologio, più piccolo è l'effetto della linea di trasmissione. Utilizzando una scheda di segnale separata dell'orologio aumenterà la lunghezza del cablaggio del segnale. Inoltre, l'alimentazione elettrica di messa a terra della singola scheda è un problema. Se si desidera trasmettere su una lunga distanza, si consiglia un segnale differenziale. Il segnale LVDS può soddisfare i requisiti di capacità dell'azionamento, ma il vostro orologio non è troppo veloce e inutile.

38, 27M, linee di clock SDRAM (80M-90M), che hanno la seconda e la terza armonica proprio nella banda VHF e interferiscono pesantemente dopo la canalizzazione dal lato ricevente alle alte frequenze. Oltre ad accorciare la lunghezza della linea, quali sono i modi migliori?

Se la terza armonica è grande, la seconda armonica è piccola, probabilmente perché il ciclo di lavoro del segnale è del 50%, perché in questo caso il segnale non ha nemmeno armoniche. È necessario modificare il ciclo di lavoro del segnale in questo momento. Inoltre, se il segnale dell'orologio è unidirezionale, viene generalmente utilizzata la corrispondenza delle serie sorgente-fine. Questo può sopprimere la seconda riflessione, ma non influisce sulla velocità dell'orologio. Il valore di corrispondenza sorgente-fine può essere adottato. Utilizzare la formula riportata di seguito.

39. Qual è la topologia del percorso?

Topologia, o ordine di routing, è l'ordine di routing per le reti connesse multiporta.

40. Come regolare la topologia del percorso per migliorare l'integrità del segnale?

Questo tipo di direzione del segnale di rete è più complessa, perché l'influenza della topologia è diversa per segnali di livello unidirezionali, bidirezionali e diversi, è difficile dire quale topologia è buona per la qualità del segnale e quale topologia utilizzare nella pre-simulazione è molto esigente per gli ingegneri, che richiede la comprensione del principio del circuito, del tipo di segnale e persino della difficoltà di cablaggio.

41. Come ridurre i problemi EMI disponendo stack?

Prima di tutto, EMI deve essere considerato sistematicamente, PCB da solo non può risolvere il problema. Per EMI, l'impilamento è principalmente per fornire il percorso di ritorno più breve del segnale, ridurre l'area di accoppiamento e sopprimere l'interferenza di modo differenziale. Inoltre, lo strato è strettamente accoppiato con lo strato di potenza, che è più vantaggioso per sopprimere le interferenze in modalità comune rispetto all'estensione dello strato di potenza.

42. Perché posare il rame?

Ci sono diversi motivi per il bronzing in generale.

1. EMC. Posiziona il rame su una vasta area di terra o di alimentazione elettrica e, in alcuni casi speciali, PGND svolge un ruolo protettivo.

2, requisiti di processo PCB. Al fine di garantire l'effetto placcatura, o per mantenere invariata la pressione di laminazione, il rame è rivestito su piastre PCB con meno cablaggio.

3. i requisiti di integrità del segnale, danno ai segnali digitali ad alta frequenza un percorso di ritorno completo e riducono il cablaggio della rete CC. Naturalmente, ci sono anche dissipazione del calore, requisiti speciali di installazione del dispositivo come pavimentazione in rame.

43. In un sistema, DSP e PLD sono inclusi. A cosa devo prestare attenzione durante il cablaggio?

Guarda il rapporto tra la frequenza del segnale e la lunghezza del cablaggio. Se il ritardo del segnale sulla linea di trasmissione è paragonabile al cambiamento del segnale nel tempo, considerare il problema dell'integrità del segnale. Inoltre, per più DSP, clock, routing del segnale dati Top può anche influenzare la qualità del segnale e la tempistica, che richiede attenzione.

44. Ci sono altri buoni strumenti oltre al cablaggio Protel?

Per quanto riguarda gli utensili, oltre a PROTEL, ci sono molti strumenti di cablaggio, come il WG2000 di MENTOR, la serie EN2000 e powerpcb, l'allegro di Cadence, il cadstar di zuken, cr5000 e così via.

45. Qual è il "percorso di ritorno del segnale"?

Percorso di ritorno del segnale, o corrente di ritorno. Quando viene trasmesso un segnale digitale ad alta velocità, la direzione del segnale proviene dal driver lungo la linea di trasmissione PCB al carico e quindi dal carico di nuovo al driver lungo il terreno o l'alimentazione elettrica attraverso il percorso più breve. Questo segnale di ritorno a terra o alimentazione è chiamato percorso di ritorno del segnale. Il dottor Johson spiega nel suo libro che la trasmissione del segnale ad alta frequenza è in realtà per le linee di trasmissione e il processo di ricarica della capacità dielettrica bloccata tra gli strati DC. L'analisi SI è costituita dalle caratteristiche elettromagnetiche di questo involucro e dall'accoppiamento tra di loro.

46. Come faccio a eseguire l'analisi SI per collegare i plug-in?

Descrizione dei modelli plug-in nella specifica IBIS3.2. I modelli EBD sono generalmente utilizzati. I modelli SPICE sono richiesti per tavole speciali, come i backboard. È inoltre possibile utilizzare un software di simulazione multischeda (HYPERLYNX o IS_multiboard). Quando si costruisce un sistema multi-scheda, i parametri di distribuzione dei plug-in vengono tipicamente inseriti dal manuale plug-in. Naturalmente, questo metodo non è abbastanza accurato, ma solo entro limiti accettabili.

47. Quali sono i metodi di connessione del terminale?

Terminale, noto anche come corrispondenza. Ci sono corrispondenze attive e corrispondenze terminali in base alla posizione corrispondente. Tra questi, la corrispondenza dell'estremità sorgente è solitamente la corrispondenza delle serie di resistenza e la corrispondenza dei terminali è solitamente la corrispondenza parallela. Ci sono molti modi per abbinare, tra cui resistenza pull-up, resistenza pull-down, Thevenin matching, AC matching, Schottky diode matching.

48. Quali fattori determinano la modalità di connessione finale (matching)?

Il metodo di corrispondenza è generalmente determinato dalle caratteristiche del BUFFER, dalla situazione superiore, dal tipo di livello e dal metodo di giudizio, ed anche dal ciclo di lavoro del segnale, dal consumo energetico del sistema, ecc.

49. Quali sono le regole per l'utilizzo degli end join (matching)?

Il problema più critico del circuito digitale è il problema della sequenza temporale. Lo scopo della corrispondenza è quello di migliorare la qualità del segnale e ottenere il segnale che può essere determinato al momento del giudizio. Per il segnale valido di livello, la qualità del segnale è stabile sotto la premessa di garantire il tempo di stabilimento e manutenzione; per il segnale di ritardo valido, il ritardo di cambio del segnale soddisfa i requisiti sotto la premessa di garantire la monotonia del ritardo del segnale. Qualche informazione sulla corrispondenza.

Inoltre, c'è un capitolo in High Speed Digital Design un manuale di blackmagic dedicato al terminale, che descrive l'effetto della corrispondenza sull'integrità del segnale dal principio delle onde elettromagnetiche per riferimento.

50. Il modello IBIS del dispositivo può essere utilizzato per simulare la funzione logica del dispositivo? In caso contrario, come può essere effettuata la simulazione a livello di scheda e di sistema del circuito?

I modelli IBIS sono modelli comportamentali e non possono essere utilizzati per la simulazione funzionale. La simulazione funzionale richiede modelli SPICE o altri modelli a livello di struttura.

51. Nei sistemi digitali e analogici, ci sono due metodi di elaborazione, uno è quello di separare digitalmente e analogicamente. Ad esempio, nello strato, digitalmente è un blocco separato, e analogamente è un blocco separato, collegato da fogli di rame o perle magnetiche FB, e l'alimentazione non è separata. L'altro è che l'alimentazione analogica e l'alimentazione digitale sono collegati separatamente da FB e il terreno è unificato. Chiedete al signor Li se questi due metodi funzionano allo stesso modo?

Va detto che in linea di principio sono gli stessi. Perché l'alimentazione elettrica e i segnali ad alta frequenza terra-terra sono equivalenti.

Lo scopo di distinguere la parte analogica dalla parte digitale è quello di prevenire le interferenze, principalmente l'interferenza del circuito digitale al circuito analogico. Tuttavia, il partizionamento può causare il percorso incompleto di ritorno del segnale, influenzare la qualità del segnale digitale e influenzare la qualità EMC del sistema.

Pertanto, non importa quale piano è diviso, dipende se il percorso di ritorno del segnale è ingrandito e quanta interferenza ha il segnale di ritorno sul normale segnale di lavoro. Ora ci sono anche alcuni progetti ibridi, indipendentemente dall'alimentazione e dal terreno, nel layout, il layout è separato dalla parte digitale e dalla parte analogica per evitare il segnale cross-zone.

52. Problemi di sicurezza: Quali sono i significati specifici di FCC e EMC?

FCC: Commissione federale per le comunicazioni degli Stati Uniti

EMC: Compatibilità elettromegnetica compatibilità elettromagnetica

FCC è un'organizzazione standard e EMC è uno standard. Vi sono ragioni per la promulgazione di norme, norme e metodi di prova.

53. Che cos'è la distribuzione differenziale?

I segnali differenziali, alcuni dei quali sono chiamati anche segnali differenziali, utilizzano due segnali polari opposti identici per trasmettere un dato e si basano su due differenze di livello del segnale per il giudizio. Per garantire che i due segnali siano identici, il cablaggio deve essere mantenuto in parallelo con la larghezza della linea e la distanza tra le linee invariata.

54. Che cosa sono i software di simulazione PCB?

Ci sono molti tipi di simulazione. Software comune per l'analisi dell'integrità del segnale e l'analisi di simulazione (SI) dei circuiti digitali ad alta velocità sono icx, signalvision, hyperlynx, XTK, speectraquest, ecc Alcuni utilizzano anche Hspice.

55. Come simula il software di simulazione PCB LAYOUT?

Nei circuiti digitali ad alta velocità, al fine di migliorare la qualità del segnale e ridurre la difficoltà di cablaggio, vengono generalmente utilizzate schede multistrato, con strati e strati di potenza speciali assegnati.

56. Come gestire in layout e cablaggio per garantire la stabilità dei segnali sopra 50M

La chiave per il cablaggio del segnale digitale ad alta velocità è ridurre l'influenza delle linee di trasmissione sulla qualità del segnale. Pertanto, il layout dei segnali ad alta velocità oltre 100M richiede che il percorso del segnale sia il più breve possibile. Nei circuiti digitali, il segnale ad alta velocità è definito dal tempo di ritardo dell'aumento del segnale. Inoltre, diversi tipi di segnali (come TTL, GTL, LVTTL) possono garantire diversi metodi di qualità del segnale.

57. La parte di radiofrequenza, la parte di media frequenza e anche la parte del circuito a bassa frequenza che monitora l'unità esterna sono solitamente dispiegati sullo stesso PCB. Qual è il requisito materiale per tale PCB? Come prevenire interferenze tra RF, IF e anche circuiti a bassa frequenza?

La progettazione di circuiti ibridi è un grosso problema. È difficile avere una soluzione perfetta.

In generale, il circuito RF è disposto e cablato come una singola scheda nel sistema, anche con una speciale camera di schermatura. Inoltre, il circuito RF è generalmente a singolo o doppio pannello e il circuito è relativamente semplice. Tutti questi sono per ridurre l'impatto sui parametri di distribuzione del circuito RF e migliorare la coerenza del sistema RF.

Rispetto ai materiali generali FR4, i circuiti stampati RF tendono ad utilizzare substrati ad alto valore Q, che hanno più piccole costanti dielettriche, più piccola capacità di distribuzione della linea di trasmissione, più alta impedenza e più piccolo ritardo di trasmissione del segnale. Nella progettazione di circuiti ibridi, sebbene RF e circuiti digitali siano realizzati sullo stesso PCB, sono generalmente divisi in area del circuito RF e area del circuito digitale e il cablaggio è disposto separatamente. Una striscia passante messa a terra e una scatola di schermatura sono utilizzati tra di loro.

58. Per la parte di radiofrequenza, la parte di media frequenza e la parte del circuito a bassa frequenza sono distribuiti sullo stesso PCB. Qual è la soluzione per mentore?

Oltre alle funzioni di base di progettazione del circuito, il software di progettazione del sistema a livello di scheda Mentor dispone anche di un modulo di progettazione RF dedicato. Nel modulo di progettazione schematica RF, viene fornito il modello del dispositivo parametrizzato e viene fornita l'interfaccia bidirezionale con gli strumenti di simulazione di analisi del circuito RF come EESOFT. Nel modulo RF LAYOUT, fornisce la funzione di editing del modello appositamente utilizzata per il layout e il cablaggio del circuito RF, così come l'interfaccia bidirezionale con gli strumenti di analisi e simulazione del circuito RF come EESOFT. Per i risultati dell'analisi e della simulazione, il diagramma schematico e il PCB possono essere recuperati.

Allo stesso tempo, utilizzando la funzione di gestione del design del software Mentor, il riutilizzo del design, la derivazione del design e la progettazione collaborativa possono essere facilmente raggiunti. Accelera notevolmente il processo di progettazione del circuito ibrido. Le schede per telefoni cellulari sono tipiche progettazioni di circuiti ibridi e molti grandi progettisti e produttori di telefoni cellulari utilizzano eesoftware Mentor e Angelen come piattaforma di progettazione.

59. Qual è la struttura del prodotto di Mentor?

Gli strumenti PCB per Mentor Graphics sono serie WG (original veribest) e Enterprise (boardstation).

60. In che modo il software di progettazione PCB Mentor supporta l'incapsulamento di BGA, PGA, COB, ecc?

Mentor's autoactive RE, sviluppato dall'acquisizione di veribest, è il primo dispositivo di cablaggio angolare senza griglia del settore.

È ben noto che per gli array raster sferici, i dispositivi COB, meshless, qualsiasi cablaggio angolare è la chiave per risolvere il tasso di passaggio. Nell'ultimo RE autoattivo sono state aggiunte funzioni come foro push-through, lamina di rame, REROUTE per rendere la sua applicazione più conveniente. Inoltre, supporta il cablaggio ad alta velocità, compreso il cablaggio del segnale con requisiti di ritardo temporale e cablaggio differenziale coppia.

61. In che modo il software di progettazione PCB Mentor gestisce la coda di linea differenziale?

Dopo aver definito l'attributo della coppia differenziale, le due coppie differenziali possono funzionare insieme, garantendo rigorosamente la larghezza della coppia di differenza, la distanza e la differenza di lunghezza, separandosi automaticamente quando incontrano ostacoli e scegliendo il modo di passare i fori quando cambiano strati.

62. su una scheda PCB a 12 strati, ci sono tre strati di potenza 2.2v, 3.3v, 5v, ciascuno con tre strati di potenza in uno strato. Cosa devo fare con il filo di terra?

In generale, tre fonti di alimentazione sono fatte in tre strati, che è buono per la qualità del segnale. Perché è improbabile che il segnale sia diviso su tutto l'aereo. Il cross-sectioning è un fattore chiave che influisce sulla qualità del segnale, che viene generalmente ignorato dal software di simulazione. Per gli strati e gli strati di potenza, sono equivalenti per i segnali ad alta frequenza.

In pratica, oltre a considerare la qualità del segnale, l'accoppiamento del piano di potenza (utilizzando la superficie adiacente del suolo per ridurre l'impedenza CA del piano di potenza) e la cascata simmetrica sono fattori da considerare.

63. Come verificare se il PCB soddisfa i requisiti del processo di progettazione in fabbrica?

Molti produttori di PCB devono passare attraverso il test di rete di accensione prima che l'elaborazione PCB sia terminata per assicurarsi che tutte le connessioni siano corrette. Allo stesso tempo, sempre più produttori utilizzano anche test a raggi X per verificare alcuni difetti durante l'incisione o la laminazione. Per i fogli finiti dopo l'elaborazione della patch, il controllo della prova ICT è generalmente utilizzato, che richiede l'aggiunta di punti di prova ICT durante la progettazione del PCB. In caso di problemi, è possibile utilizzare uno speciale dispositivo di ispezione a raggi X per risolvere le cause dell'elaborazione.

64. "Protezione istituzionale" è la protezione del telaio?

Sì. Il telaio deve essere il più stretto possibile, con o senza materiali conduttivi, e messo a terra il più possibile.

65. È necessario considerare anche l'ESD del chip stesso quando si sceglie il chip?

Doppio o multistrato, dovresti massimizzare l'area del terreno. Quando si sceglie un chip, le caratteristiche ESD del chip stesso dovrebbero essere prese in considerazione. Questi sono generalmente menzionati nella descrizione del chip e le prestazioni dello stesso chip variano da produttore a produttore. Prestare maggiore attenzione al design e considerare tutti gli aspetti per garantire le prestazioni del circuito stampato. Tuttavia, possono ancora sorgere problemi con ESD, quindi la protezione istituzionale è importante anche per la protezione ESD.

66. Il filo di terra dovrebbe formare una forma chiusa al fine di ridurre le interferenze durante la produzione di schede PCB?

Quando si realizzano schede PCB, in generale, l'area del circuito dovrebbe essere ridotta al fine di ridurre le interferenze. Quando si posano i fili di terra, non dovrebbero essere in forma chiusa, ma dovrebbero essere migliori in forma dendritica. Inoltre, l'area del terreno dovrebbe essere aumentata il più possibile.

67. Se l'emulatore utilizza un alimentatore e la scheda PCB utilizza un alimentatore, le due fonti di alimentazione dovrebbero essere collegate insieme?

Sarebbe meglio utilizzare un alimentatore separato, perché l'interferenza tra le fonti di alimentazione non sarebbe facile, ma la maggior parte dei dispositivi ha requisiti specifici. Poiché l'emulatore e la scheda PCB utilizzano due fonti di alimentazione, a mio parere non dovrebbero essere in comune.

68. Un circuito è costituito da diverse schede PCB. Dovrebbero essere in comune?

Un circuito è costituito da diversi PCB, la maggior parte dei quali richiedono terreno comune, perché non è pratico utilizzare diverse fonti di alimentazione in un circuito. Tuttavia, se si dispone di condizioni specifiche, l'utilizzo di diverse fonti di alimentazione causerà naturalmente meno interferenze.

69. Progettare un prodotto portatile con alloggiamento LCD e metallo.

Quando prova ESD, ICE-1000-4-2 non può essere passato, CONTATTO può solo passare 1100V, AIR può passare 6000V. Per le prove di accoppiamento ESD, solo 3000V può essere superato orizzontalmente e 4000V può essere superato verticalmente. La frequenza principale della CPU è 33MHZ. Cosa posso fare per superare il test ESD?

I prodotti portatili sono anche custodie metalliche, i problemi ESD devono essere più evidenti, LCD ha anche paura di fenomeni più avversi. Se non c'è modo di cambiare il materiale metallico esistente, si consiglia di aggiungere materiale anti-elettricità all'interno dell'organizzazione, rafforzare il terreno del PCB e trovare modi per mettere a terra l'LCD. Naturalmente, come si fa dipende dalla situazione specifica.

70. Progettare un sistema con DSP e PLD, da che punto dovrebbe essere considerato ESD?

Per i sistemi generali, la considerazione principale è il contatto diretto del corpo umano e la corretta protezione delle componenti elettriche e istituzionali. L'impatto dell'ESD sul sistema dipende dalla situazione. Nell'ambiente asciutto, il fenomeno ESD è più serio, più sensibile e delicato e l'effetto di ESD è relativamente evidente. Sebbene l'impatto dell'ESD sui grandi sistemi a volte non sia evidente, occorre prestare maggiore attenzione alla loro progettazione per evitarlo il più possibile.