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Con il rapido sviluppo della tecnologia elettronica e l'ampia applicazione della tecnologia di comunicazione wireless in vari campi, l'alta frequenza, l'alta velocità e l'alta densità sono gradualmente diventate una delle tendenze significative di sviluppo dei prodotti elettronici moderni. La digitalizzazione ad alta frequenza e ad alta velocità del PCB della forza di trasmissione del segnale al micro-foro e al foro sepolto / cieco, conduttore fine, la tecnologia di progettazione del PCB multistrato uniforme a medio strato sottile, ad alta frequenza e ad alta densità sono diventati un campo di ricerca importante. Sulla base di anni di esperienza nella progettazione hardware, l'autore riassume alcune abilità di progettazione e questioni che richiedono l'attenzione del PCB ad alta frequenza per il vostro riferimento.
1. Come selezionare il foglio PCB?
La selezione delle schede PCB deve trovare un equilibrio tra soddisfare i requisiti di progettazione, la produzione di massa e i costi. I requisiti di progettazione comprendono sia componenti elettrici che meccanici. Questo problema di materiale è solitamente importante quando si progettano schede PCB ad alta velocità (frequenze superiori a GHz). Ad esempio, il materiale FR-4 corrente comunemente usato, nella frequenza di diverse perdite dielettriche di GHz (perdita dielettrica) può avere un grande impatto sull'attenuazione del segnale, potrebbe non essere adatto. Per scopi elettrici, prestare attenzione alla costante dielettrica e la perdita dielettrica alla frequenza progettata è appropriata.
2. Come evitare interferenze ad alta frequenza?
L'idea di base per evitare interferenze ad alta frequenza è quella di minimizzare l'interferenza dal campo elettromagnetico dei segnali ad alta frequenza, noti come Crosstalk. Possono essere utilizzati per allungare la distanza tra il segnale ad alta velocità e il segnale analogico o per aggiungere tracce di protezione di terra/shunt oltre al segnale analogico. Inoltre, prestare attenzione all'interferenza del rumore da terra digitale a terra analogica.
3. Come risolvere il problema dell'integrità del segnale inhigh-speed design?
L'integrità del segnale è una questione di corrispondenza dell'impedenza. I fattori che influenzano la corrispondenza di impedenza includono la struttura della sorgente del segnale e l'impedenza di uscita, l'impedenza caratteristica del cavo, le caratteristiche del lato di carico e la topologia del cavo. La soluzione è la terminazione e la regolazione della topologia del routing.
4. Come viene implementato il cablaggio differenziale?
Il cablaggio differenziale ha due punti a cui prestare attenzione, uno è che la lunghezza delle due linee dovrebbe essere il più lunga possibile, l'altro è che la distanza tra le due linee (che è determinata dall'impedenza differenziale) dovrebbe rimanere sempre la stessa, cioè rimanere parallela. Ci sono due modi paralleli: uno è che due linee corrono fianco a fianco sullo stesso livello, e l'altro è che due linee corrono sopra sotto due strati adiacenti. Il primo fianco a fianco (fianco a fianco, fianco a fianco) è più comune.
5, per una sola uscita della linea del segnale dell'orologio, come raggiungere il cablaggio differenziale?
Ha senso utilizzare il cablaggio differenziale solo se sia la sorgente che il ricevitore sono segnali differenziali. Quindi non è possibile utilizzare il cablaggio differenziale per un segnale di clock con una sola uscita.
6. Può essere aggiunto un resistore corrispondente tra le coppie di linee 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. Otterrai una migliore qualità del segnale.
7. Perché il cablaggio delle coppie differenziali dovrebbe essere vicino e parallelo?
Il cablaggio per coppie differenziali dovrebbe essere correttamente vicino e parallelo. La corretta prossimità è perché la distanza influenzerà il valore dell'impedenza differenziale, che è un parametro importante nella progettazione di coppie diverse. La parallelizzazione è necessaria anche per mantenere la coerenza nell'impedenza differenziale. Se le due linee sono più vicine o più lontane, l'impedenza differenziale è incoerente, che influisce sull'integrità del segnale e sul ritardo temporale.
8. Come affrontare alcuni conflitti teorici nel cablaggio reale?
La separazione modulare/digitale è giusta. Attenzione dovrebbe essere prestata al routing del segnale per quanto possibile per non attraversare il moAT e non lasciare che il percorso corrente di ritorno dell'alimentazione e del segnale diventino troppo grandi.
L'oscillatore di cristallo è un circuito di oscillazione di feedback positivo simulato. Per avere un segnale di oscillazione stabile, deve soddisfare le specifiche di guadagno e fase del ciclo. Tuttavia, le specifiche di oscillazione di questo segnale simulato sono facili da interferire con, anche se vengono aggiunte tracce di protezione del suolo, l'interferenza potrebbe non essere completamente isolata. E troppo lontano, il rumore nel piano di terra influenzerà anche il circuito di oscillazione di feedback positivo. Pertanto, assicurarsi di portare la distanza tra l'oscillatore di cristallo e il chip il più vicino possibile.
Esistono infatti molti conflitti tra il cablaggio ad alta velocità e i requisiti dell'IME. Ma il principio di base è che a causa della resistenza-capacità o della perlina di ferrite aggiunta da EMI, alcune caratteristiche elettriche del segnale non possono essere causate per non soddisfare la specifica. Pertanto, è meglio risolvere o ridurre i problemi EMI organizzando tecniche di cablaggio e stratificazione PCB, come la stratificazione del segnale ad alta velocità. Infine, resistance-capacitance o Ferrite Bead è stato utilizzato per ridurre il danno al segnale.
9. Come risolvere la contraddizione tra cablaggio manuale e cablaggio automatico dei segnali ad alta velocità?
La maggior parte dei cablatori automatici del software di cablaggio di oggi hanno impostato vincoli per controllare la modalità di avvolgimento e il numero di fori. Le aziende EDA a volte hanno capacità del motore di avvolgimento molto diverse e progetti di impostazione dei vincoli. Ad esempio, se ci sono abbastanza vincoli per controllare come serpenti serpentini, se la spaziatura delle coppie differenziali può essere controllata, ecc Questo influenzerà il modo in cui il cablaggio automatico del cablaggio può conformarsi all'idea del progettista. Inoltre, la difficoltà di regolare manualmente il cablaggio è legata alla capacità del motore di avvolgimento. Ad esempio, la capacità di spinta del filo, la capacità di spinta del foro e anche la capacità di spinta del filo al rame, ecc Pertanto, la scelta di una forte capacità del motore di cablaggio è la soluzione.
10. Test coupon.
Il coupon di prova viene utilizzato per misurare se l'impedenza caratteristica del PCB fabbricato soddisfa i requisiti di progettazione utilizzando il Time Domain Reflectometer (TDR). Generalmente per controllare l'impedenza ha una singola linea e differenza su due casi. Pertanto, la larghezza e la spaziatura delle linee (con coppie differenziali) sul tagliando di prova devono essere uguali alla linea da controllare. La cosa più importante è la posizione del punto di terra al momento della misurazione. Per ridurre l'induttanza del cavo di terra, il posto di messa a terra della sonda TDR è solitamente molto vicino alla punta della sonda del segnale di misura. Pertanto, la distanza tra il punto del segnale di misura e il punto di messa a terra sul coupon di prova deve essere coerente con l'asta di sonda utilizzata.
11. Possiamo usare il modello della linea microstrip per calcolare l'impedenza caratteristica della linea del segnale sopra il piano di potenza? Il segnale tra l'alimentatore e il piano di terra può essere calcolato utilizzando il modello stripline?
Sì, sia il piano di potenza che il piano di terra devono essere considerati piani di riferimento nel calcolo dell'impedenza caratteristica. Ad esempio, quattro strati di piastra: strato superiore - strato di potenza - strato - strato inferiore. In questo momento, il modello dell'impedenza caratteristica di instradamento dello strato superiore è il modello di linea microtrip con il piano di potenza come piano di riferimento.
12. Nella progettazione PCB ad alta velocità, l'area vuota dello strato di segnale può
In generale, il
