Notizie PCB - Quindici domande sulle competenze di progettazione PCB

1. Come scegliere la scheda PCB?

La scelta della scheda PCB deve trovare un equilibrio tra soddisfare i requisiti di progettazione e la produzione di massa e i costiI requisiti di progettazione includono parti elettriche e mechanicheSolitamente questo problema materiale è più importante quando si progettano schede PCB ad alta velocità (frequenza maggiore di GHz) Ad esempio, il materiale FR-4 comunemente usato, la perdita dielettrica (perdita dielettrica) ad una frequenza di diversi GHz avrà una grande influenza sull'attenuazione del segnale e potrebbe non essere adatta.

Per quanto riguarda l'elettricità, prestare attenzione a se la costante dielettrica e la perdita dielettrica sono adatti alla frequenza progettata

2. Come evitare interferenze ad alta frequenza?

L'idea di base di evitare interferenze ad alta frequenza è quella di ridurre al minimo l'interferenza dei campi elettromagnetici del segnale ad alta frequenza, che è il cosiddetto crosstalk (Crosstalk) Può aumentare la distanza tra il segnale ad alta velocità e il segnale analogico, o aggiungere tracce di protezione di terra/shunt accanto al segnale analogico Prestare attenzione anche all'interferenza di rumore dalla terra digitale alla terra analogica

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

L'integrità del segnale è fondamentalmente un problema di corrispondenza dell'impedenzaI fattori che influenzano la corrispondenza dell'impedenza includono la struttura e l'impedenza di uscita della sorgente del segnale, l'impedenza caratteristica della traccia, le caratteristiche del carico, la topologia della traccia, ecc. La soluzione è quella di affidarsi alla topologia della terminazione e della regolazione del cablaggio

4. Come viene realizzato il metodo di cablaggio differenziale?

Ci sono due punti a cui prestare attenzione nel layout della coppia differenziale. Uno è che la lunghezza dei due fili dovrebbe essere il più lunga possibile, e l'altro è che la distanza tra i due fili (questa distanza è determinata dall'impedenza differenziale) deve essere mantenuta costante, cioè per rimanere parallela. Ci sono due modi paralleli, uno è che i due fili corrono sullo stesso strato di cablaggio (fianco a fianco), e l'altro è che i due fili corrono su due strati adiacenti sopra e sotto (sopra-sotto). Generalmente, il primo ha più implementazioni affiancate

5. Come implementare il cablaggio differenziale per una linea di segnale di clock con un solo terminale di uscita? Per utilizzare il cablaggio differenziale, ha senso che la sorgente del segnale e il ricevitore sono anche segnali differenziali. Pertanto, è impossibile utilizzare il cablaggio differenziale per un segnale di clock con un solo terminale di 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 il suo valore dovrebbe essere uguale al valore dell'impedenza differenziale In questo modo la qualità del segnale sarà migliore

7. Perché il cablaggio della coppia differenziale dovrebbe essere vicino e parallelo?

Il metodo di cablaggio della coppia differenziale dovrebbe essere opportunamente vicino e paralleloLa cosiddetta prossimità appropriata è perché questa spaziatura influenzerà il valore dell'impedenza differenziale, che è un parametro importante per la progettazione di coppie differenzialiLa necessità di parallelismo è anche a causa della consistenza dell'impedenzadifferenzialeSe le due linee sono improvvisamente lontane e vicine, l'impedenza differenziale sarà incoerente, che influenzerà l'integrità del segnale e il ritardo di temporizzazione

8. Come affrontare alcuni conflitti teorici nel cablaggio reale 1. Fondamentalmente, è giusto dividere e isolare la terra analogica / digitaleVa notato che la traccia del segnale non dovrebbe attraversare il luogo diviso (fossato) il più possibile, e il percorso della corrente di ritorno dell'alimentazione e del segnale non dovrebbe essere troppo grande.2. L'oscillatore di cristallo è un circuito analogico di oscillazione di feedback positivo. Per avere un segnale di oscillazione stabile, deve soddisfare le specifiche di guadagno e fase del ciclo. Le specifiche di oscillazione di questo segnale analogico sono facilmente disturbate. Anche se vengono aggiunte tracce di protezione del suolo, potrebbe non essere in grado di isolare completamente l'interferenza. E troppo lontano, il rumore sul piano di terra influenzerà anche il circuito di oscillazione di feedback positivo. Pertanto, la distanza tra l'oscillatore di cristallo e il chip deve essere il più vicina possible3. È vero che ci sono molti conflitti tra il cablaggio ad alta velocità e i requisiti EMI Pertanto, è meglio utilizzare le abilità di organizzare tracce e impilare PCB per risolvere o ridurre i problemi EMI, come i segnali ad alta velocità attraverso lo strato internoInfine, il condensatore di resistenza o il metodo della perla in ferrite viene utilizzato per ridurre il danno al segnale

9. Come risolvere la contraddizione tra cablaggio manuale e cablaggio automatico dei segnali ad alta velocità?

Attualmente, la maggior parte dei router automatici di software di cablaggio forte hanno impostato vincoli per controllare il metodo di avvolgimento e il numero di vias. Le capacità del motore di avvolgimento e gli elementi di impostazione dei vincoli di varie società EDA sono talvolta lontani l'uno dall'altro. Ad esempio, se ci sono abbastanza vincoli per controllare il modo di avvolgimento serpentino, se è possibile controllare la distanza di traccia della coppia differenziale, ecc. Ciò influenzerà se il metodo di routing del routing automatico può soddisfare l'idea del progettoInoltre, la difficoltà di regolare manualmente il cablaggio è anche assolutamente correlata alla capacità del motore di avvolgimento. Ad esempio, la capacità di spinta della traccia, la capacità di spinta della via e anche la capacità di spinta della traccia al rivestimento di rame, ecc. Pertanto, la scelta di un router con forte capacità del motore di avvolgimento è la soluzione.10. Informazioni sul coupon di prova

Il coupon di prova viene utilizzato per misurare se l'impedenza caratteristica della scheda PCB prodotta soddisfa i requisiti di progettazione con TDR (Time Domain Reflectometro) Generalmente, l'impedenza da controllare ha due casi: una linea singola e una coppia differenzialePertanto, La larghezza della linea e la spaziatura della linea sul coupon di prova (quando c'è una coppia differenziale) dovrebbero essere uguali alla linea da controllare La cosa più importante è la posizione del punto di messa a terra durante la misuraPer ridurre l'induttanza del cavo di terra, il posto di messa a terra della sonda TDR è solitamente molto vicino alla punta della sonda. Pertanto, la distanza e il metodo tra il punto di misura del segnale e il punto di terra sul coupon di prova per abbinare la sonda utilizzata

11. nella progettazione 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 strati di segnale multipli sul terreno e sull'alimentazione elettrica?

Generalmente, la maggior parte della placcatura in rame nell'area vuota è messa a terra Basta prestare attenzione alla distanza tra il rame e la linea di segnale quando si applica il rame accanto alla linea di segnale ad alta velocità, perché il rame applicato ridurrà leggermente l'impedenza caratteristica della traccia per esempio nella struttura della doppia stripline

12. È possibile utilizzare il modello della linea microstrip per calcolare l'impedenza caratteristica della linea di segnale sul piano di potenza? Il segnale tra l'alimentatore e il piano di terra può essere calcolato utilizzando il modello stripline?

Sì, quando si calcola l'impedenza caratteristica, sia il piano di potenza che il piano di terra devono essere considerati come il piano di riferimentoAd esempio, una scheda a quattro strati: strato superiore-strato di potenza-strato di terra-strato inferiore. In questo momento, il modello caratteristico di impedenza dello strato superiore è un modello di linea microtrip con il piano di potenza come piano di riferimento

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

Generalmente, se i punti di prova generati automaticamente dal software soddisfano i requisiti di prova dipende dal fatto che le specifiche per l'aggiunta di punti di prova soddisfano i requisiti dell'apparecchiatura di collaudoInoltre, se il cablaggio è troppo denso e le specifiche per l'aggiunta di punti di prova sono rigorose, non ci può essere modo di aggiungere automaticamente punti di prova a ogni segmento della linea. Naturalmente, è necessario compilare manualmente i luoghi da testare.

14. L'aggiunta di punti di prova influenzerà la qualità dei segnali ad alta velocità?

Se influenzerà la qualità del segnale dipende dal metodo di aggiunta dei punti di prova e dalla velocità del segnale. Fondamentalmente, ulteriori punti di prova (non utilizzare la perforazione esistente (via o DIP pin) come punti di prova) possono essere aggiunti alla linea o tirati fuori una linea corta dalla lineIl primo è equivalente all'aggiunta di un piccolo condensatore sulla linea, Quest'ultimo è un branco extra Entrambe queste condizioni influenzeranno il segnale ad alta velocità più o meno, e il grado dell'effetto è correlato alla velocità di frequenza del segnale e alla velocità di bordo del segnale. La grandezza dell'impatto può essere conosciuta attraverso la simulazioneIn linea di principio, più piccolo è il punto di prova, meglio (naturalmente, deve soddisfare i requisiti dello strumento di prova) più corto è il ramo, meglio è

15. Diversi PCB formano un sistema, come dovrebbero essere collegati i fili di terra tra le schede?

Quando il segnale o l'alimentazione elettrica tra ciascuna scheda PCB è collegata tra loro, ad esempio, se la scheda A ha un alimentatore o un segnale è inviato alla scheda B, ci deve essere una quantità uguale di corrente che scorre dal suolo indietro alla scheda A (questa è la legge corrente di Kirchoff) che si tratti di interconnessione di potenza o segnale, il numero di pin assegnati allo strato di terra non dovrebbe essere troppo piccolo per ridurre l'impedenza, che può ridurre il rumore sullo strato di terra. Inoltre, è anche possibile analizzare l'intero ciclo di corrente, in particolare la parte con una grande corrente, e regolare la connessione dello strato di terra o del cavo di terra per controllare il flusso di corrente (ad esempio, fare una bassa impedenza da qualche parte in modo che la maggior parte della corrente fluisca da questo luogo a piedi) per ridurre l'impatto su altri segnali più sensibili