Dati PCB - Progettazione di schede PCB ad alta velocità basate su PROTEL

Nel processo di progettazione di circuiti stampati ad alta velocità, alcuni principi relativi al layout e al cablaggio a cui è necessario prestare attenzione quando si utilizza il software di progettazione PROTEL, forniscono alcune pratiche e comprovate tecniche di layout e cablaggio del circuito ad alta velocità, migliorano la progettazione del circuito ad alta velocità. affidabilità e validità. I risultati dimostrano che la progettazione abbrevia il ciclo di sviluppo del prodotto e migliora la competitività del mercato.1. La domanda è sollevataCon il massiccio aumento della complessità e dell'integrazione dei progetti di sistemi elettronici, le velocità di clock e i tempi di aumento del dispositivo stanno diventando sempre più veloci e la progettazione di circuiti ad alta velocità è diventata una parte importante del processo di progettazione. Nella progettazione del circuito ad alta velocità, l'induttanza e la capacità sul circuito stampato possono rendere il filo equivalente a una linea di trasmissione. Posizionamento improprio dei componenti di terminazione o instradamento errato dei segnali ad alta velocità possono causare problemi con gli effetti della linea di trasmissione, con conseguente uscita di dati errata dal sistema, funzionamento improprio del circuito o addirittura nessuna operazione affatto. Sulla base del modello della linea di trasmissione, si può concludere che la linea di trasmissione porterà effetti avversi come riflessione del segnale, crosstalk, interferenze elettromagnetiche, alimentazione elettrica e rumore di terra alla progettazione del circuito. Al fine di progettare una scheda PCB ad alta velocità che possa funzionare in modo affidabile, il design deve essere completamente e attentamente considerato per risolvere alcuni problemi inaffidabili che possono verificarsi durante il layout e il cablaggio, accorciare il ciclo di sviluppo del prodotto e migliorare la competitività del mercato.

2. progettazione del layout del sistema ad alta frequenza Nella progettazione della scheda PCB del circuito, il layout è un collegamento importante e la qualità del risultato del layout influenzerà direttamente l'effetto del cablaggio e l'affidabilità del sistema, che richiede tempo e difficile nell'intera progettazione del circuito stampato. L'ambiente complesso della scheda PCB ad alta frequenza rende difficile utilizzare le conoscenze teoriche apprese per la progettazione del layout del sistema ad alta frequenza. Richiede che la persona del layout deve avere una ricca esperienza nella produzione di schede PCB ad alta velocità, in modo da evitare il processo di progettazione. Nel processo di layout, dovrebbe essere data una considerazione completa alla struttura meccanica, alla dissipazione del calore, alle interferenze elettromagnetiche, alla convenienza del cablaggio futuro e all'estetica. In primo luogo, dividere la funzione dell'intero circuito prima del layout, separare il circuito ad alta frequenza dal circuito a bassa frequenza e separare il circuito analogico dal circuito digitale. Evitare il ritardo di trasmissione causato dal cavo lungo e migliorare l'effetto di disaccoppiamento del condensatore. Inoltre, prestare attenzione alla posizione e all'orientamento relativi dei perni e dei componenti del circuito e di altri tubi per ridurre l'influenza reciproca. Tutti i componenti ad alta frequenza devono essere tenuti lontani dal telaio e da altre piastre metalliche per ridurre l'accoppiamento parassitario. In secondo luogo, occorre prestare attenzione agli effetti termici ed elettromagnetici tra i componenti durante il layout. Questi effetti sono particolarmente gravi per i sistemi ad alta frequenza e dovrebbero essere adottate misure per tenerli lontani o isolare, dissipare calore e scudo. I tubi raddrizzatori ad alta potenza e i tubi di regolazione dovrebbero essere dotati di radiatori e dovrebbero essere tenuti lontani dal trasformatore. I componenti resistenti al calore come i condensatori elettrolitici dovrebbero essere tenuti lontani dai componenti di riscaldamento, altrimenti l'elettrolita verrà asciugato, con conseguente aumento della resistenza e scarse prestazioni, che influenzeranno la stabilità del circuito. Ci dovrebbe essere abbastanza spazio nel layout per organizzare la struttura della guardia e prevenire l'introduzione di vari accoppiamenti parassitari. Per evitare l'accoppiamento elettromagnetico tra le bobine sul circuito stampato, le due bobine devono essere posizionate ad angolo retto per ridurre il coefficiente di accoppiamento. Può anche essere utilizzato il metodo di isolamento verticale della piastra. Utilizzare direttamente i cavi dei suoi componenti per saldare sul circuito. Piu' corto e' il vantaggio, meglio e'. Non utilizzare connettori e pastiglie di saldatura, perché ci sono capacità distribuite e induttanza distribuita tra pastiglie di saldatura adiacenti. Evitare di posizionare componenti ad alto rumore intorno all'oscillatore di cristallo, RIN, tensione analogica e tracce del segnale di tensione di riferimento. Pur garantendo la qualità e l'affidabilità intrinseca, tenendo conto dell'estetica generale e di una pianificazione ragionevole del circuito stampato, i componenti dovrebbero essere paralleli o perpendicolari alla superficie della scheda e paralleli o perpendicolari al bordo della scheda principale. La distribuzione dei componenti sulla superficie della scheda dovrebbe essere il più uniforme possibile e la densità dovrebbe essere la stessa. In questo modo, non è solo bello, ma anche facile da installare e saldare, ed è facile da produrre in serie.3. Cablaggio del sistema ad alta frequenzaNei circuiti ad alta frequenza, i parametri di distribuzione della resistenza, capacità, induttanza e induttanza reciproca dei fili di collegamento non possono essere ignorati. Dal punto di vista dell'anti-interferenza, cablaggio ragionevole è cercare di ridurre la resistenza della linea, la capacità distribuita e l'induttanza vaga nel circuito., il campo magnetico randagio risultante è ridotto in un certo grado, in modo che la capacità distribuita, il flusso magnetico di perdita, l'induttanza elettromagnetica reciproca e altre interferenze causate dal rumore del circuito sono soppresse. L'applicazione degli strumenti di progettazione PROTEL è stata abbastanza comune in Cina. Tuttavia, molti progettisti si concentrano solo sulla "velocità di layout", e i miglioramenti apportati agli strumenti di progettazione PROTEL per adattarsi ai cambiamenti nelle caratteristiche del dispositivo non sono utilizzati nella progettazione, il che non solo rende lo spreco di risorse di strumenti di progettazione è serio, il che rende difficile esercitare le eccellenti prestazioni di molti nuovi dispositivi. Di seguito vengono presentate alcune funzioni speciali che lo strumento PROTEL99 SE può fornire. (1) Meno i cavi tra i pin del dispositivo del circuito ad alta frequenza sono piegati, meglio è. Usa una linea retta completa. Quando ha bisogno di essere piegato, può essere piegato con una linea piegata 45Â ° o un arco circolare, che può ridurre l'emissione esterna di segnali ad alta frequenza e l'interferenza reciproca. accoppiamento. Quando si esegue l'instradamento con PROTEL, selezionare 45 gradi o Arrotondati in "Routing Corners" nel menu "Design". È inoltre possibile utilizzare il tasto shift+spazio per passare rapidamente da una linea all'altra. (2) Più corto è il cavo tra i pin del dispositivo del circuito ad alta frequenza, meglio è. Il mezzo efficace di PROTEL 99 per soddisfare l'accorciamento del cablaggio è quello di effettuare prenotazioni di cablaggio per singole reti ad alta velocità chiave prima del cablaggio automatico. (3) minore è l'alternanza tra gli strati di piombo tra i pin del dispositivo del circuito ad alta frequenza, migliore è. Cioè, meno vias utilizzati nel processo di connessione dei componenti, meglio è. Un via può portare circa 0.5pF di capacità distribuita e ridurre il numero di vias può aumentare significativamente la velocità. (4) Per il cablaggio del circuito ad alta frequenza, prestare attenzione alla "interferenza incrociata" che viene introdotta dal cablaggio parallelo delle linee di segnale. Se la distribuzione parallela non può essere evitata, una grande area di "terra" può essere disposta sul lato opposto delle linee di segnale parallele per ridurre notevolmente le interferenze. Le linee parallele nello stesso strato sono quasi inevitabili, ma in due strati adiacenti, la direzione delle linee deve essere presa per essere perpendicolare l'una all'altra, cosa che non è difficile da raggiungere in PROTEL ma e