Dati PCB - Analisi dei problemi comuni nelle abilità di progettazione di schede PCB

1. Come scegliere un Scheda PCB
La scelta di Scheda PCB devono trovare un equilibrio tra il rispetto dei requisiti di progettazione e la produzione di massa e i costi. I requisiti di progettazione comprendono componenti elettrici e meccanici. Di solito quando si progetta ad alta velocità Scheda PCBs (frequency greater than GHz) this material problem will be more important. Per esempio, il materiale FR-4 comunemente usato, la perdita dielettrica a diverse frequenze GHz avrà una grande influenza sull'attenuazione del segnale, e potrebbe non essere adatto. Per quanto riguarda l'elettricità, Occorre prestare attenzione all'adeguatezza della costante dielettrica (costante dielettrica) e della perdita dielettrica alla frequenza progettata.

2. Come evitare interferenze ad alta frequenza

L'idea di base per evitare interferenze ad alta frequenza è quella di ridurre al minimo l'interferenza del campo elettromagnetico dei segnali ad alta frequenza, che è il cosiddetto crosstalk (Crosstalk). È possibile aumentare la distanza tra il segnale ad alta velocità e il segnale analogico, o aggiungere protezione a terra/Tracce shunt accanto al segnale analogico. Inoltre, essere consapevoli dell'interferenza del rumore dal suolo digitale al suolo analogico.

3. Nella progettazione ad alta velocità, come risolvere il problema dell'integrità del segnale

Signal integrity is basically a matter of impedance matching. I 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 dell'estremità di carico, e la topologia della traccia. La soluzione è quella di affidarsi alla terminazione (terminazione) e regolare la topologia della traccia.

4. How is differential wiring implemented
There are two points to pay attention to in the wiring of the differential pair, Uno è che la lunghezza delle due linee dovrebbe essere il più lungo possibile, and the other is that the distance between the two lines (this distance is determined by the differential impedance) should always remain unchanged, che è, dovrebbe essere mantenuto parallelo. Ci sono due modi paralleli, one is for two lines to run on the same wiring layer (side-by-side), and the other is for two lines to run on two adjacent layers (over-under). Generalmente, ci sono molti modi per realizzare il vecchio fianco a fianco. 

5. Per una linea di segnale di clock con una sola uscita, how to implement differential wiring
To use differential wiring, ha solo senso che sia la sorgente del segnale che l'estremità ricevente sono segnali differenziali. Pertanto, Il routing differenziale non può essere utilizzato per segnali di clock con una sola uscita.

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

La resistenza corrispondente tra le coppie di linee differenziali all'estremità ricevente è solitamente aggiunta, e il suo valore dovrebbe essere uguale al valore dell'impedenza differenziale. Questo renderà la qualità del segnale migliore.

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

Le coppie differenziali dovrebbero essere instradate in modo appropriato vicino e parallelo. La cosiddetta prossimità appropriata è perché questa spaziatura influenzerà il valore dell'impedenza differenziale (differential impedance), che è un parametro importante per la progettazione di coppie differenziali. Il parallelismo è anche necessario per mantenere la coerenza dell'impedenza differenziale. Se le due linee sono improvvisamente lontane e vicine, l'impedenza differenziale sarà incoerente, che influiscono sull'integrità del segnale (integrità del segnale) e sul ritardo temporale (ritardo temporale).

8. Come affrontare alcuni conflitti teorici nel cablaggio reale

1) Basically, è giusto isolare l'analogico/terreno digitale. It should be noted that the signal traces should not cross the divided places (moat) as much as possible, and do not let the return current path of the power supply and the signal (returning current path) become too large. 
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, e la specifica di oscillazione di questo segnale analogico è facilmente disturbata. Anche se vengono aggiunte tracce di protezione del suolo, l'interferenza potrebbe non essere completamente isolata. . E troppo lontano, Il rumore sul piano di terra influenzerà anche il circuito oscillatore a feedback positivo. Pertanto, la distanza tra l'oscillatore di cristallo e il chip deve essere il più vicino possibile.
3) Indeed, Ci sono molti conflitti tra cablaggio ad alta velocità e requisiti EMI. Tuttavia, Il principio di base è che alcune caratteristiche elettriche del segnale non possono soddisfare le specifiche a causa della resistenza, capacità o perlina di ferrite aggiunta da EMI. Pertanto, Utilizzare prima le abilità di organizzare tracce e stack-up PCB per risolvere o ridurre i problemi EMI, come segnali ad alta velocità che attraversano strati interni. Utilizzare solo il metodo resistore-condensatore o ferrite bead 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 router automatici di software di routing forte ora hanno impostato vincoli per controllare il metodo di routing e il numero di vias. La capacità del motore di avvolgimento e gli elementi di impostazione del vincolo di varie società EDA sono a volte molto diversi. Per esempio, se ci sono abbastanza vincoli per controllare il modo in cui la serpentina è meandrica, se controllare la distanza di traccia della coppia differenziale, ecc. Ciò influenzerà se il metodo di routing automatico può soddisfare l'idea del progettista. Inoltre, la difficoltà di regolare manualmente il cablaggio è anche legata alla capacità del motore di avvolgimento. Per esempio, la capacità di spinta della traccia, la capacità di spinta della via, e anche la capacità di spinta della traccia al rivestimento in rame, ecc. Pertanto, La scelta di un router con forte capacità di avvolgimento del motore è la soluzione.

10. A proposito del coupon di prova

Il coupon di prova viene utilizzato per misurare se l'impedenza caratteristica del PCB Scheda prodotto soddisfa i requisiti di progettazione tramite TDR (Time Domain Reflectometer). Generalmente, L'impedenza da controllare ha due casi: singola linea e coppia differenziale. Pertanto, the line width and line spacing (when there is a differential pair) on the test coupler should be the same as the line to be controlled. Ciò che è importante è la posizione del punto di terra durante la misurazione. Al fine di ridurre il valore di induttanza del piombo di terra, il punto di messa a terra della sonda TDR è solitamente molto vicino alla punta della sonda. per corrispondere alla sonda utilizzata su Scheda PCB.