전자 설계 - PROTEL 기반 고속 PCB 보드 설계

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PROTEL 설계 소프트웨어를 사용하여 고속 회로 PCB 설계를 구현하는 과정에서 주의해야 할 일부 다이어그램 및 배선 관련 원칙에 대해 토론하고 고속 회로 다이어그램 설계의 신뢰성과 유효성을 높이기 위해 실용적이고 효과적인 고속 회로 다이어그램 및 배선 기술을 제공합니다.그 결과 이 디자인은 제품 개발 주기를 단축하고 시장 경쟁력을 높인 것으로 나타났다.

1 질문하기

전자 시스템 설계의 복잡성과 집적도가 대규모로 증가함에 따라 시계 속도와 부품의 상승 시간이 점점 빨라지고 고속 회로 설계는 이미 설계 과정의 중요한 구성 부분이 되었다.고속 회로 설계에서 회로 기판의 감지와 용량은 도선을 전송선과 동등하게 할 것이다.터미널 구성 요소의 레이아웃이 올바르지 않거나 고속 신호의 배선이 올바르지 않으면 전송선 효과 문제가 발생하여 시스템이 올바르지 않은 데이터를 출력하고 회로가 제대로 작동하지 않으며 심지어 전혀 작동하지 않을 수 있습니다.전송선 모델에 기초하여, 상술한 바를 종합하면, 전송선은 회로 설계에 신호 반사, 직렬 교란, 전자기 교란, 전원 및 접지 소음 등 불리한 영향을 줄 수 있다.

안정적으로 작동할 수 있는 고속 PCB 회로기판을 설계하기 위해서는 설계 시 충분히 꼼꼼하게 고려하여 배치 과정에서 발생할 수 있는 일부 신뢰할 수 없는 문제를 해결하고 제품 개발 주기를 단축하여 시장 경쟁력을 높일 필요가 있다.

2 고주파 시스템 레이아웃 설계

회로의 PCB 설계에서 배치는 중요한 부분이다. 배치의 결과는 배선의 효과와 시스템의 신뢰성에 직접적인 영향을 줄 것이다. 이것은 전체 인쇄회로기판 설계에서 가장 시간이 많이 걸리고 가장 어려운 것이다.고주파 PCB의 복잡한 환경으로 인해 고주파 시스템의 레이아웃 설계는 배운 이론 지식을 사용하기 어렵다.설계 과정에서 시행착오를 겪지 않도록 레이아웃 인력이 고속 PCB 제조 경험이 풍부해야 합니다.회로 작업의 신뢰성과 유효성을 높이다.배치 과정에서 기계 구조, 발열, 전자기 간섭, 미래 배선의 편리성과 미관을 종합적으로 고려해야 한다.

먼저 레이아웃하기 전에 전체 회로를 여러 기능으로 구분합니다.고주파 회로와 저주파 회로가 분리되고, 아날로그 회로와 디지털 회로가 분리된다.모든 기능 회로는 가능한 한 칩의 중심에 가깝다.회선이 너무 길어서 발생하는 전송 지연을 피하고 콘덴서의 결합 제거 효과를 높인다.또한 핀과 회로 컴포넌트 및 다른 파이프 사이의 상대적인 위치 및 방향에 주의하여 상호 영향을 줄입니다.모든 고주파 컴포넌트는 섀시와 다른 금속 패널에서 멀리 떨어져 기생 결합을 줄여야 합니다.

둘째, PCB 레이아웃 과정에서 컴포넌트 간의 열 효과와 전자기 효과에 주의해야 합니다.이러한 영향은 고주파 시스템에 특히 심각하므로 거리 또는 격리, 발열 및 차단 등의 조치를 취해야합니다.고출력 정류관과 조절관은 라디에이터를 갖추고 변압기를 멀리해야 한다.전해콘덴서 등 내열부품은 발열부품을 멀리해야 한다. 그렇지 않으면 전해액이 건조해져 저항이 증가하고 성능이 나빠져 회로의 안정성에 영향을 줄 수 있다.

마지막으로 고유의 품질과 신뢰성을 확보하는 동시에 전체적인 미관을 고려하여 합리적인 회로판 계획을 진행한다.위젯은 판면에 평행 또는 수직이어야 하며 마더보드 가장자리와 평행 또는 수직이어야 합니다.부품의 판면 분포는 가능한 한 균일하고 밀도는 일치해야 한다.이렇게 하면 아름다울 뿐만 아니라 조립과 용접이 쉬울 뿐만 아니라 대규모 생산도 쉽다.

3 고주파 시스템 연결

고주파 회로에서 도선을 연결하는 저항, 용량, 감지 및 상호 감지의 분포 매개변수는 무시할 수 없습니다.간섭에 저항하는 관점에서 볼 때, 합리적으로 배선하는 것은 회로의 회로 저항, 분포 용량, 잡산 전감을 최소화하기 위한 것이다.,이로 인해 발생하는 잡산자장은 최소화되어 소음으로 인한 분포용량, 누자통, 전자기 상호감지 및 기타 간섭을 억제한다.

다음은 PROTEL99 SE 도구가 제공할 수 있는 몇 가지 특수 기능에 대해 설명합니다.

(1) 고주파 회로 부품 핀 사이의 지시선은 가능한 한 적게 구부려야 합니다.완전한 선을 사용하는 것이 좋습니다.구부려야 할 경우 45 ° 폴리라인 또는 호를 사용하여 고주파 신호의 외부 송신 및 상호 간섭을 줄일 수 있습니다.간의 결합.PROTEL을 사용하여 경로설정할 때 설계 메뉴 규칙의 코너 경로설정에서 45도 또는 필렛을 선택할 수 있습니다.shift+스페이스바를 사용하여 행 사이를 빠르게 전환할 수도 있습니다.

(2) 고주파 회로 부품의 핀 사이의 지시선은 짧을수록 좋다.

PROTEL 99 최단 경로설정을 충족하는 가장 효과적인 방법은 자동 경로설정 전에 단일 핵심 고속 네트워크에 경로설정을 예약하는 것입니다.[디자인] 메뉴 [규칙] 의 [경로설정 토폴로지] 에서 최소를 선택합니다.

(3) 고주파 회로 부품의 핀 사이의 지시선 레이어의 변경은 가능한 한 작습니다.즉, 컴포넌트 연결 중에 사용된 오버홀이 적을수록 좋습니다.

(4) 고주파 회로 경로설정의 경우 신호선 병렬 경로설정에 의해 도입된'교차 간섭', 즉 직렬 간섭에 주의해야 한다.평행 분포를 피할 수 없다면 평행 신호선의 맞은편에 대면적의 접지를 배치할 수 있다

4 전원 코드 및 바닥 코드 설계

고주파 회로에 도입된 전원 소음과 회로 임피던스로 인한 전압 강하를 해결하기 위해서는 고주파 회로에서 전원 시스템의 신뢰성을 충분히 고려해야 한다.일반적으로 두 가지 솔루션이 있습니다. 하나는 전원 버스 기술을 사용하여 케이블을 연결하는 것입니다.다른 하나는 별도의 전원 레이어를 사용하는 것입니다.이에 비해 후자의 제조 과정은 더욱 복잡하고 원가도 더욱 비싸다.따라서 네트워크형 전원 버스 기술을 사용하여 각 구성 요소가 서로 다른 회로에 속하도록 배선할 수 있으며, 네트워크상의 각 버스의 전류가 균형을 이루어 회선 임피던스로 인한 전압 강하를 줄일 수 있다.

5 기타 고속 회로 설계 기술

직렬 교란은 신호가 전송선에서 전파될 때 전자기가 인접한 전송선으로 결합되어 발생하는 원치 않는 전압 소음 교란을 말한다.결합은 커패시터 결합과 인덕션 결합으로 나뉜다.너무 많은 직렬 장애로 인해 회로 오류가 발생하여 시스템이 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.직렬 교란의 일부 특성에 따라 직렬 교란을 줄이는 몇 가지 주요 방법을 요약할 수 있습니다.

(1) 선 간격을 늘리고 평행 길이를 줄이며 필요한 경우 점 동작 방법을 사용하여 경로설정합니다.

(2) 고속 신호선이 조건을 만족시킬 때 단접 정합을 증가하면 반사를 감소하거나 제거하여 직렬 교란을 줄일 수 있다.

(3) 마이크로밴드 전송선과 밴드형 전송선에 대해 흔적선의 높이를 접지평면의 범위 내로 제한하면 직렬 교란을 현저하게 줄일 수 있다.

고속 디지털 회로에서 차선로를 사용하여 디지털 신호를 전송하는 것은 신호의 완전성을 파괴하는 요소를 제어하는 효과적인 조치이다.인쇄회로기판의 차등선은 준TEM 모드에서 작동하는 차등마이크로파 집적 전송선 쌍에 해당한다.이 중 PCB 상단이나 하단의 차등선은 결합 마이크로밴드 선에 해당하며 다층 PCB의 안쪽에 위치한다. 차등선은 광변 결합 밴드 선과 같다.