PCB Tecnico - Fattori da considerare nella progettazione di circuiti PCB ad alta velocità

Il layout PCB è cruciale

La produzione efficiente dei circuiti stampati (PCB) utilizzati nei circuiti ad alta velocità è fondamentale per il risultato finale. Tuttavia, il design del layout PCB di solito non è un pensiero attivo in questo processo. La pianificazione avanzata e la conformità con fattori importanti contribuiranno notevolmente a fornire un design in grado di raggiungere le funzioni richieste e produrre con successo il PCB. Questi progetti di produzione (DFM) e l'ulteriore considerazione dei requisiti dei circuiti ad alta velocità devono essere affrontati nelle prime fasi della progettazione del layout dei circuiti, piuttosto che un ripensamento.

Un layout inadeguato può causare problemi di prestazioni quando i PCB fabbricati entrano in prova o nell'uso di produzione. In questo momento, riprogettare o rielaborare diventa più costoso e richiede tempo a causa della valutazione di guasti del circuito o problemi di prestazioni e della riconfigurazione del layout del prototipo.

Precauzioni per la progettazione PCB Ci sono molti fattori che contribuiscono al successo della progettazione PCB nei circuiti ad alta velocità:

Schemi dettagliati di documentazione schematica costituiscono la base di un buon layout. I problemi si verificano spesso nei punti di produzione legati al layout fisico del circuito stampato. Fornendo il flusso previsto del circuito, un chiaro diagramma schematico può risparmiare tempo per risolvere il problema. Includere quante più informazioni possibili nello schema di progettazione, inclusi tutti i dettagli disponibili, come lunghezza di traccia, posizionamento dei componenti richiesto, informazioni sull'involucro del circuito stampato, ecc.

Occhi extra-solitamente il progettista e l'ingegnere del circuito non saranno la stessa persona per il layout. In questo caso, aggiungerà valore ai tecnici del layout PCB per consultare i progettisti iniziali per garantire che il layout soddisfi gli standard specifici del progetto. Collaborare in questa fase della progettazione può risparmiare tempo e denaro nella produzione di PCB che funzionano come progettati e soddisfano i risultati attesi e i livelli di prestazioni.

Posizione dei componenti - Ci sono alcuni componenti principali che devono definire chiaramente le funzioni della scheda, come la posizione chiave dell'alimentazione e i punti di ingresso/uscita. Il posizionamento di altri componenti può anche influenzare negativamente le prestazioni complessive del PCB, compresa la posizione di un singolo circuito in modo che la sua vicinanza fisica non influisca sulla funzione di un altro circuito.

L'bypass dell'alimentazione elettrica per ridurre al minimo il "rumore" è particolarmente importante per i circuiti ad alta velocità. Metodi comuni come ferrovia-terra o ferrovia-ferrovia possono fornire risultati efficaci.

Parassitica-I circuiti ad alta velocità sono solitamente influenzati negativamente da capacità randagi involontarie chiamate parassiti. Comprendere la fonte potenziale di questa induttanza ed evitare questa potenziale instabilità o oscillazione nel circuito è una considerazione importante nella progettazione di PCB ad alta velocità.

Altre considerazioni riguardanti gli effetti parassitari riguardano la progettazione di PCB, compreso l'utilizzo del piano terra di configurazione e l'imballaggio.

Cablaggio / schermatura - I segnali sul circuito stampato possono interferire tra loro e per i circuiti ad alta velocità, gli effetti negativi diventano più importanti. I progettisti di PCB devono pianificare di conseguenza come il circuito elettrico evita tali conflitti tra percorsi di segnale attraverso diverse tecniche:

Mantenere il funzionamento parallelo lungo sullo stesso circuito stampato per ridurre l'aspetto di tracce lunghe sugli strati adiacenti del circuito stampato. Mantenere la distanza tra le tracce del segnale il più possibile. Se una singola traccia di segnale richiede un isolamento più elevato, indirizzarla in Su diversi livelli dove possibile

Materiali-I materiali di fabbricazione utilizzati nella struttura della scheda svolgono un ruolo importante nella riduzione del rumore e del segnale crosstalk. Materiali diversi hanno diverse costanti dielettriche, e una costante inferiore fa sì che il segnale si propaga ad una velocità maggiore.

Struttura di traccia: l'uso di linee microstrip o layout di traccia stripline influenzerà anche le prestazioni del segnale. I valori che contribuiscono includono larghezza di traccia, spessore e costante dielettrica del materiale in uso. Ciascuno di questi valori influenza la resistenza finale, l'induttanza e la capacità della traccia, influenzando le prestazioni del percorso del segnale correlato e le proprietà potenziali di separazione del rumore.

Progettare con successo PCB ad alta velocità

Seguire le best practice e le linee guida per la progettazione di PCB ad alta velocità può ridurre al minimo i problemi e le rilavorazioni.Registrare tutti i vincoli di progettazione riutilizzati dagli ingegneri di progettazione PCB e aggiornarli regolarmente. Sviluppare una gerarchia di considerazioni di progettazione che spieghi chiaramente le considerazioni più critiche al progettista, rendendola seconda natura all'inizio del processo di sviluppo.