Tecnologia PCBA - Come utilizzare il software di progettazione del circuito Protel per progettare PCB ad alta velocità

Il significato del software di progettazione del circuito risiede nella progettazione del circuito. Senza software di progettazione del circuito, la progettazione del circuito diventerà molto problematica. Per il software di progettazione di circuiti, piccole serie sono state introdotte in molti articoli precedenti. Al fine di continuare a migliorare la nostra comprensione del software di progettazione del circuito, questo articolo spiegherà come progettare PCB ad alta velocità basato sul software di progettazione del circuito Protel. Se siete interessati a software di progettazione di circuiti, si prega di leggere.

In primo luogo, le questioni sollevate

Nella progettazione del circuito ad alta velocità, l'induttanza e la capacità della linea del circuito stampato rendono il filo equivalente a una linea di trasmissione. La disposizione errata dei componenti del terminale o il cablaggio errato dei segnali ad alta velocità possono causare problemi di effetto della linea di trasmissione, che possono rendere i dati errati dell'uscita del sistema, il lavoro del circuito anormale o addirittura completamente non funzionare. Sulla base del modello della linea di trasmissione, si può concludere che la linea di trasmissione porterà effetti negativi sulla progettazione del circuito, come riflessione del segnale, crosstalk, interferenza elettromagnetica, alimentazione elettrica e rumore di messa a terra.

Per progettare una scheda PCB affidabile ad alta velocità, è necessario dare piena considerazione al design, risolvere alcuni problemi inaffidabili nel layout e nel cablaggio, accorciare il ciclo di sviluppo del prodotto e migliorare la competitività del mercato.

Nel processo di realizzazione della progettazione del circuito stampato ad alta velocità con il software di progettazione PROTEL, questo articolo discute alcuni principi correlati di layout e cablaggio e fornisce alcuni layout e tecnologia di cablaggio ad alta velocità pratici e verificati, che migliorano l'affidabilità e l'efficacia della progettazione del circuito ad alta velocità. I risultati mostrano che il design può accorciare il ciclo di sviluppo del prodotto e migliorare la competitività del mercato.

Secondo, progettazione di layout del sistema ad alta frequenza

Nella progettazione PCB del circuito, il layout è un collegamento importante, la qualità dei risultati del layout influenzerà direttamente l'effetto del cablaggio e dell'affidabilità del sistema, che richiede tempo nell'intera progettazione del circuito stampato. L'ambiente complesso del PCB HF rende difficile eseguire la progettazione del layout del sistema HF con le conoscenze teoriche apprese, il che richiede che la persona del layout della scheda debba avere una ricca esperienza nella produzione di PCB ad alta velocità, in modo da ridurre i distaccamenti nel processo di progettazione e migliorare l'affidabilità e l'efficacia del lavoro del circuito. Nel processo di layout, dovrebbe dalla struttura meccanica, allentarsi, interferenze elettromagnetiche, il sesso conveniente di cablaggio in futuro, il sesso bello aspetta un rispetto da considerare in modo completo.

Prima di tutto, prima del layout, l'intero circuito dovrebbe essere diviso funzionalmente, il circuito ad alta frequenza e il circuito a bassa frequenza dovrebbero essere separati, il circuito analogico e il circuito digitale dovrebbero essere separati e ogni circuito funzionale dovrebbe essere disposto il più vicino possibile al chip come centro e più breve dovrebbe essere la connessione, per evitare ritardi di trasmissione causati da cavi troppo lunghi e migliorare l'effetto di disaccoppiamento dei condensatori. Inoltre, prestare attenzione alla posizione e alla direzione relativa dei perni ai componenti del circuito e ad altri tubi per ridurre l'influenza reciproca. Tutti i componenti ad alta frequenza devono essere tenuti lontani dall'alloggiamento e da altre piastre metalliche per ridurre al minimo l'accoppiamento parassitario.

In secondo luogo, occorre prestare attenzione agli effetti termici ed elettromagnetici tra i componenti nel layout. Questi effetti sono particolarmente gravi per i sistemi ad alta frequenza e dovrebbero essere adottate misure per tenere lontano o isolare, dissipare il calore e schermare. I raddrizzatori e i tubi di regolazione ad alta potenza devono essere dotati di radiatori e devono essere tenuti lontani dai trasformatori. I condensatori elettrolitici e altri elementi resistenti al calore dovrebbero essere tenuti lontani dagli elementi riscaldanti, altrimenti l'elettrolita sarà cotto a secco, con conseguente aumento della resistenza, scarse prestazioni, influenzando la stabilità del circuito. Il layout dovrebbe lasciare spazio sufficiente per le strutture di protezione e impedire l'introduzione di vari accoppiamenti parassitari. Per evitare l'accoppiamento elettromagnetico tra le bobine sul PCB, le due bobine devono essere posizionate ad angolo retto per ridurre il coefficiente di accoppiamento. Può essere utilizzato anche l'isolamento verticale della piastra. Saldare direttamente sul circuito con il cavo del suo componente, il più breve possibile, non utilizzare connettori e saldature, perché c'è capacità distribuita e induttanza distribuita tra saldature adiacenti. Evitare di posizionare componenti ad alto rumore intorno all'oscillatore di cristallo, RIN, tensione analogica e cablaggio del segnale di tensione di riferimento.

Al fine di garantire la qualità intrinseca e l'affidabilità allo stesso tempo, tenere conto dell'estetica generale e ragionevole pianificazione del circuito stampato, i componenti dovrebbero essere paralleli o verticali della superficie del pannello e paralleli o verticali con il bordo della scheda principale. I componenti dovrebbero essere distribuiti uniformemente sulla scheda con la stessa densità. In questo modo, non solo la saldatura bella e facile da installare, facile alla produzione di massa.

Cablaggio di sistemi ad alta frequenza

Nel circuito ad alta frequenza, i parametri di distribuzione di resistenza, capacità, induttanza e induttanza reciproca del cavo collegato non possono essere ignorati. Considerando l'angolo di anti-interferenza, il cablaggio ragionevole è quello di cercare di ridurre la resistenza della linea, la capacità distribuita e l'induttanza vaga nel circuito e ridurre il campo magnetico vagante generato in tal modo al grado di. Così, la capacità distribuita, la perdita di flusso, l'induttanza elettromagnetica reciproca e altre interferenze causate dal rumore possono essere soppresse.

Di seguito vengono descritte alcune funzioni speciali fornite dallo strumento protel99 SE.

(1) meno flessione dei cavi tra i pin dei dispositivi del circuito ad alta frequenza, meglio, la linea completa è utilizzata. Durante la piegatura, è possibile utilizzare la piegatura di linea rotta o arco a 45°, in modo da ridurre l'emissione esterna di segnali ad alta frequenza e l'accoppiamento tra loro. Quando si esegue l'arrotondamento con PROTEL, scegliere 45 gradi o Arrotondato in "Arrotondamento angoli" in "Regole" di "Design". È inoltre possibile utilizzare il tasto Maiusc + Spazio per cambiare rapidamente le linee.

(2) Più breve è il cavo tra i pin dei dispositivi del circuito ad alta frequenza, meglio è.

Il mezzo efficace di PROTEL 99 per soddisfare il cablaggio corto è quello di effettuare la prenotazione del cablaggio per alcune reti ad alta velocità chiave prima del cablaggio automatico. RouTING Topologia sotto "Regole" nel menu "Design"

Scegli il più breve.

(3) Meno lo strato di piombo che alterna tra i pin dei dispositivi del circuito ad alta frequenza, meglio è. Cioè, meno fori utilizzati nel processo di connessione, meglio è.

Un singolo foro passante può fornire circa 0.5pF di capacità distribuita e ridurre il numero di fori passanti può migliorare significativamente la velocità.

(4) Per il cablaggio del circuito ad alta frequenza, l'attenzione dovrebbe essere prestata alla "interferenza trasversale", cioè, traversata introdotta dalla via parallela della linea del segnale nella distanza di ingresso. 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 drasticamente le interferenze. Il cablaggio parallelo nello stesso strato è quasi inevitabile, ma nei due strati adiacenti, la direzione del cablaggio deve essere perpendicolare l'uno all'altro, cosa facile da fare in PROTEL ma facile da ignorare. Nel menu "Design" "Regole" in "RouTIngLayers" Toplayer selezionare Orizzontale e BottomLayer selezionare VerTIcal. Inoltre, "Polygonplane" è fornito in "Luogo".

(5) L'attuazione di misure di accerchiamento dei fili di terra per linee di segnale o unità locali particolarmente importanti. Outline Selectedobjects è fornito in Strumenti per "avvolgere" automaticamente linee di segnale critiche selezionate.

(6) Generalmente, i cavi di alimentazione e i cavi di terra dovrebbero essere impostati più larghi dei cavi di segnale. È possibile utilizzare "Classi" nel menu "Design" per classificare le reti in reti elettriche e reti di segnale. In combinazione con le regole di cablaggio, è possibile cambiare facilmente la larghezza dei cavi di alimentazione e dei cavi di segnale.

(7) Tutti i tipi di cablaggio non possono formare un loop, il terreno non può formare un loop corrente. Se viene generato un circuito loop, causerà molte interferenze nel sistema. A questo proposito, la catena Daisy può essere utilizzata per il cablaggio, che può efficacemente evitare la formazione di loop, rami o ceppi durante il cablaggio, ma porterà anche problemi che non sono facili da collegare.

(8) Secondo i dati e la progettazione di vari chip, stimare la corrente passata dalla linea elettrica e determinare la larghezza del cavo richiesta. Secondo la formula empirica, W (larghezza linea) â¥L (mm/A) *I (A).

Secondo la dimensione corrente, per quanto possibile per aumentare la larghezza della linea elettrica, ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, la direzione dei cavi di alimentazione e dei cavi di terra dovrebbe essere coerente con la direzione della trasmissione dei dati, che contribuisce a migliorare la capacità anti-rumore. Quando necessario, la linea elettrica e la linea di terra possono essere aggiunte con il dispositivo di strozzatura ad alta frequenza della ferrite avvolto in filo di rame, utilizzato per bloccare la trasmissione del rumore ad alta frequenza.

(9) La larghezza di cablaggio della stessa rete dovrebbe essere mantenuta coerente. Il cambiamento della larghezza della linea porterà all'impedenza caratteristica della linea irregolare. Quando la velocità di trasmissione è alta, ci sarà riflessione, che dovrebbe essere evitata per quanto possibile nella progettazione. Allo stesso tempo, aumentare la larghezza della linea delle linee parallele. Quando la distanza tra il centro delle linee non è più di 3 volte la larghezza della linea, il 70% dei campi elettrici può essere impedito di interferire l'uno con l'altro, che è chiamato principio 3W. In questo modo, l'influenza della capacità distribuita e dell'induttanza portata dalle linee parallele può essere superata.