PCB Tecnico - Analisi di progettazione PCB ad alta velocità

Analisi di progettazione PCB ad alta velocità: come controllare l'integrità analogica e del segnale?

Mettere il circuito stampato insieme ai segnali ad alta velocità, tra cui progettazione, componenti e giocoleria di segnali ad alta velocità. Questi segnali ad alta velocità creano opportunità per linee di trasmissione inutili, causando gravi danni al circuito stampato. La maggior parte della confusione si verifica all'interno del layout PCB stesso.

Comprendere i danni causati dal layout può raggiungere la risoluzione quando si posa il circuito stampato. Capire se la tecnologia di layout che si sta applicando è la migliore pratica per l'analisi dell'integrità del segnale nella progettazione PCB. Può essere scoperto eseguendo lunghe analisi a matita o utilizzando strumenti di simulazione dell'integrità del segnale. Dopo aver letto, ti lascerò decidere cosa pensi sia più efficace per il tuo circuito stampato.

1. Strumenti di simulazione dell'integrità del segnale insufficienti

Con gli strumenti di simulazione dell'integrità del segnale, la magia diventa confusa. Il calcolatore dell'impedenza ha restituito un calcolo errato dell'impedenza. Il calcolo contraddice l'impilamento del materiale e la costante dielettrica definita nelle regole di progettazione del PCB. Il simulatore assume il percorso di ritorno modellato, quindi se ci sono discontinuità nel piano di terra, non sono incluse nel calcolo. Il risolutore di campo 3D restituisce l'impedenza calcolata della coppia differenziale che è molto sbagliata.

Lo strumento è molto semplice, non supporta le opzioni generali del layout PCB, pur tenendo a mente le regole di progettazione. Questo include regole e simulazioni di piegatura rigida. Il suo ambiente di simulazione produce forme d'onda incomprensibili. Ulteriori ricerche richiedono comandi manuali complessi per valutare le operazioni comuni. Lo stesso vale per il suo risolutore di campo 3D. Poiché l'interfaccia utente non ha alcuna opzione per analizzare lunghe tracce elettriche, non c'è fiducia nel layout del circuito stampato per raggiungere l'integrità del segnale ad alta velocità.

2. Interpretazione dell'intervallo temporale dei risultati

Dedica ore ad analizzare i risultati dello strumento di simulazione per analizzare gli errori abbaglianti. Navigare nel menu richiede un lavoro meticoloso. Il tempo affonda attraverso il calcolatore di impedenza, rivelando l'uso di parametri errati per calcolare l'impedenza di traccia. Prenditi il tempo di scoprire che i parametri utilizzati dal simulatore non corrispondono alle regole di rete del layout PCB. Chi lo direbbe?

Se la capacità intrinseca e la costante dielettrica del materiale planare non hanno i parametri corretti, l'impedenza calcolata ridurrà effettivamente la riflessione e il suono dei segnali ad alta velocità.

Anomalie nascoste dell'ambiente (come file di esercitazione mancanti) causeranno il fallimento del simulatore. Dato il gran numero di editor PCB e impostazioni necessarie per impostare la simulazione, i file di perforazione mancanti possono causare errori e causare confusione nel processo di installazione. Provvederà una sfida e una ri-inchiesta sui parametri selezionati nell'editor e nel menu delle impostazioni.

La ricerca tra le pagine di aiuto e le descrizioni delle applicazioni può portare a più tempo sprecato durante l'analisi di strumenti che simulano segnali ad alta velocità per garantire l'integrità del segnale. Infine, la forma d'onda ottenuta per illustrare i risultati della simulazione mostra spesso spazzatura. È frustrante se non c'è un'elegante interfaccia utente per utilizzare potenti strumenti a portata di mano per guidarli correttamente al mio circuito stampato. In fin dei conti, l'integrità può ancora essere contestata.

3. Strumenti qualificati per identificare e risolvere l'integrità

Non sarebbe fantastico se il calcolatore di impedenza nello strumento utilizzasse i parametri del materiale impostati nelle regole di progettazione PCB? Memorizzare le informazioni sulla porta utensile nelle sue regole generali di progettazione per calcolare l'impedenza assicura che il circuito stampato verrà restituito dal produttore e completerà la progettazione del circuito con i componenti e il layout corretti.

Utilizzare il simulatore per utilizzare i parametri per acquisire fiducia nei risultati delle regole di progettazione PCB. In quei giorni in cui ingegneri e progettisti di layout hanno risolto problemi e soluzioni di integrità del segnale, ottenere i risultati della simulazione delle forme d'onda visualizzate durante l'acquisizione schematica e il layout PCB aiuterà a migliorare costruttivamente il design. Elimina l'ipotesi di eseguire l'analisi e applica le migliori pratiche dalla meditazione a matita, aspettando la produzione di PCB e quindi verificando l'integrità del segnale.

Usa un'analisi precisa della forma d'onda

C'è un editor di formula di impedenza nel gestore dello stack layer PCB. Il gestore dello stack layer può essere facilmente accessibile nell'ambiente di layout PCB attraverso il menu a discesa. L'editor di formule di impedenza contiene le formule di impedenza di routing corrette per tutte le topologie, tra cui microstrip di rete incorporato, dual-link e differenziale a stripline. La formula predefinita per ogni topologia può essere facilmente accessibile nell'editor. Ciò consente l'accesso diretto alle formule di ogni topologia per una facile modifica nello strumento. In alternativa, se è più conveniente, è anche possibile accedere e modificare la formula di impedenza tramite l'assistente query.

4. Accedere facilmente all'editor della formula di impedenza attraverso il gestore dello stack di livello

Una volta che l'impedenza di riflessi e squillo è stata incorporata nel layout PCB, il simulatore di integrità del segnale può essere impostato per analizzare il comportamento del segnale ad alta velocità. Il simulatore accetta lo stimolo del segnale definito dal progettista. Il progettista PCB include anche le caratteristiche dei parametri delle reti di segnale ad alta velocità, come valori di overshoot e sottoshoot, tempo di volo e limitazioni della rete elettrica.

Il simulatore utilizza questi valori per visualizzare i risultati nella finestra di analisi della forma d'onda. Le forme d'onda risultanti mostrano problemi di integrità del segnale, come squillo, riflessi, crosstalk o cadute di tensione sulle linee ad alta velocità dovute al layout PCB o alle caratteristiche discrete del filtro. I progettisti di PCB possono regolare l'impedenza per raggiungere la massima integrità del segnale e continuare a eseguire l'analisi della forma d'onda fino a quando il design non è privo di rumore.