PCB 블로그 - 프로텔 소프트웨어를 사용하여 고속 PCB 보드를 설계하는 방법

이 문서는 PCB 보드 설계 소프트웨어에 대한 이해를 계속 향상시키기 위해 protel 회로 설계 소프트웨어를 기반으로 고속 PCB 보드를 설계하는 방법을 소개합니다.회로 설계 소프트웨어의 의의는 회로를 설계하는 데 있다.회로 설계 소프트웨어가 없다면 회로 설계는 매우 번거로워질 것이다.이 문서에서는 프로텔 회로 설계 소프트웨어를 기반으로 고속 PCB 보드를 설계하는 방법을 설명합니다.

1. 질문

고속 회로 설계에서 회로 기판의 감지와 용량은 배선을 전송선과 동등하게 할 수 있다.종단 구성 요소의 잘못된 배치나 고속 신호의 잘못된 라우팅은 전송선 효과 문제를 초래하여 시스템이 출력하는 데이터가 정확하지 않고 회로 조작이 정확하지 않으며 심지어 전혀 조작하지 않을 수 있다.전송선 모델을 바탕으로 전송선이 회로 설계에 신호 반사, 직렬 교란, 전자기 교란, 전원과 접지 소음 등 불리한 영향을 줄 수 있다는 결론을 내릴 수 있다.안정적으로 작동할 수 있는 고속 PCB 보드를 설계하기 위해서는 배치와 배선 과정에서 발생할 수 있는 일부 신뢰할 수 없는 문제를 해결하고 제품 개발 주기를 단축하며 시장 경쟁력을 높이기 위해 설계를 충분히 꼼꼼히 고려해야 한다.PROTEL 설계 소프트웨어를 사용하여 고속 회로 인쇄 회로 기판을 설계하는 과정에서 주의해야 할 다이어그램 및 배선에 관한 몇 가지 관련 원칙에 대해 토론하고, 고속 회로 기판을 개선하기 위해 실용적이고 효과적인 고속 회로 다이어그램 및 배선 기술을 제공했다.설계의 신뢰성과 유효성.그 결과 이 디자인은 제품 개발 주기를 단축하고 시장 경쟁력을 높인 것으로 나타났다.

2. 고주파 시스템 레이아웃 설계

PCB 보드 회로 설계에서 레이아웃은 중요한 부분입니다.배선 결과의 좋고 나쁨은 배선의 효과와 시스템의 신뢰성에 직접적인 영향을 줄 것이며, 이는 전체 인쇄회로기판 설계에서 시간과 어려움을 소모할 것이다.고주파 PCB 보드의 복잡한 환경 때문에 고주파 시스템의 레이아웃 설계는 배운 이론 지식을 활용하기 어렵다.푸투 요원은 설계 과정에서 걷지 않도록 고속 PCB 보드 제작 경험이 풍부해야 한다.우회하여 회로 작업의 신뢰성과 유효성을 높인다.배치 과정에서 기계 구조, 발열, 전자기 간섭, 미래 배선의 편리성과 미관을 종합적으로 고려해야 한다.먼저, 레이아웃 전에 전체 회로의 기능을 구분하여 고주파 회로와 저주파 회로를 분리하고 아날로그 회로와 디지털 회로를 분리한다.긴 도선으로 인한 전송 지연을 피하고 콘덴서의 결합 제거 효과를 높였다.또한 핀과 회로 컴포넌트 및 다른 파이프의 상대적 위치와 방향에 주의하여 상호 영향을 줄입니다.모든 고주파 부품은 섀시와 다른 금속판에서 멀리 떨어져 기생 결합을 줄여야 한다.둘째, 레이아웃할 때 컴포넌트 간의 열 효과와 전자기 효과에 주의해야 합니다.이러한 영향은 고주파 시스템에 특히 심각하므로 분리, 열 방출 및 차단 조치를 취해야 합니다.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.레이아웃에는 보호 구조를 배치하고 다양한 기생 결합을 도입하는 것을 방지하기 위해 충분한 공간이 있어야 한다.인쇄회로기판의 코일 사이의 전자기 결합을 방지하기 위해서, 두 코일은 직각으로 배치하여 결합 계수를 낮춰야 한다.수직판 분리 방법도 사용할 수 있습니다.해당 컴포넌트의 지시선을 직접 사용하여 회로에서 용접합니다.리드는 짧을수록 좋다.인접한 용접판 사이에 분포 용량과 분포 감각이 있기 때문에 커넥터와 용접판을 사용하지 마십시오.트랜지스터 발진기, RIN, 아날로그 전압 및 참조 전압 신호 경로 주위에 높은 노이즈 구성 요소를 배치하지 마십시오.고유의 품질과 신뢰성을 보장하는 동시에 전체적인 미관을 고려하여 회로기판을 합리적으로 계획하고 부품은 판 표면과 평행 또는 수직, 마더보드 가장자리와 평행 또는 수직이어야 한다.판표면의 성분분포는 될수록 균일해야 하며 밀도는 같아야 한다.이것은 아름다울 뿐만 아니라 설치와 용접도 쉽고 대량 생산도 쉽다.

3. 고주파 시스템 연결

고주파 회로에서 도선을 연결하는 저항, 용량, 감지 및 상호 감지의 분포 매개변수는 무시할 수 없습니다.간섭에 저항하는 각도에서 볼 때, 합리적으로 배선하는 것은 회로 중의 선로 저항, 분포 용량과 잡산 전감을 최소화하기 위한 것이다.이로 인해 발생하는 잡산자장은 어느 정도 감소되어 회로 소음으로 인한 분포용량, 누자통, 전자기 상호감지 및 기타 간섭을 억제한다.PROTEL 설계 도구는 중국에서 상당히 보편적으로 응용된다.그러나 많은 디자이너들은"통과율"에만 초점을 맞추고 설계에서 PROTEL 설계 도구에 대한 개선을 사용하여 부품 특성의 변화에 적응하지 못하여 설계 도구 자원의 낭비가 심할 뿐만 아니라 많은 새로운 부품의 우수한 성능을 발휘하기 어렵게 한다.다음은 PROTEL99 SE 도구가 제공할 수 있는 몇 가지 특수 기능에 대해 설명합니다.

1) 고주파 회로 부품의 핀들 사이의 지시선은 적게 구부릴수록 좋다.완전한 선을 사용합니다.구부려야 할 경우 45 ° 폴리라인이나 호를 사용하여 구부릴 수 있으므로 고주파 신호의 외부 방출과 상호 결합을 줄일 수 있습니다.PROTEL을 사용하여 경로설정할 때 [디자인] 메뉴의 [규칙] 에서 [45도] 또는 [필렛] 을 선택합니다.shift+스페이스바를 사용하여 행 사이를 빠르게 전환할 수도 있습니다.

2) 고주파 회로 부품의 핀 사이의 지시선은 짧을수록 좋습니다.PROTEL 99가 짧은 케이블을 충족하는 효과적인 방법은 자동으로 연결하기 전에 하나의 중요한 고속 네트워크에 연결을 예약하는 것입니다.[디자인] 메뉴 [규칙] 의 [RouTIng Topology] 에서 최소를 선택합니다.

3) 고주파 회로 부품의 핀들 사이의 지시선 레이어 간의 교체는 적을수록 좋다.즉, 컴포넌트 연결 중에 사용된 오버홀이 적을수록 좋습니다.한 개의 구멍은 약 0.5pF의 분산 용량을 가져올 수 있으며 구멍의 수를 줄이면 속도가 크게 향상됩니다.

4) 고주파 회로 경로설정의 경우 신호선 병렬 경로설정으로 인한 "교차 간섭" 또는 직렬 간섭에 주의하십시오.평행 분포를 피할 수 없다면 평행 신호선의 맞은편에 넓은 면적의'땅'을 배치하여 간섭을 크게 줄일 수 있다.같은 레이어의 평행선은 거의 피할 수 없지만 두 인접 레이어에서는 선의 방향이 서로 수직이어야 하므로 PROTEL에서는 어렵지 않지만 쉽게 무시할 수 있습니다.RouTIngLayers의 Design 메뉴 rules에서 최상위 계층으로 Horizontal을 선택하고 기본 계층으로 Vertical을 선택합니다.또한 다각형 평면 기능은 지방, 즉 다각형 메쉬 동박 표면에서도 사용할 수 있습니다.배치할 경우 다각형은 전체 인쇄 회로 기판의 표면으로 간주되며 구리가 적용됩니다.회로의 GND에 연결되어 고주파 간섭 방지 능력을 향상시키고 발열과 인쇄판 강도에도 큰 도움이 됩니다.

5) 특히 중요한 신호선이나 로컬 유닛에 대해서는 지선으로 둘러싸인 조치를 취해야 한다.프로파일 선택 객체는 진동 회로 LT 및 X1과 같이 선택된 중요한 신호선을 자동으로 접지하는 데 도구에서 사용할 수 있습니다.

6) 일반적으로 회로의 전원 코드와 지선은 신호선보다 넓게 설정됩니다.[디자인] 메뉴의 [범주] 를 사용하여 네트워크를 전력 및 신호 네트워크로 나눌 수 있습니다.경로설정 규칙의 설정과 함께 쉽게 수행할 수 있습니다.전원 코드와 신호선의 선가중치 전환.

7) 각종 흔적선은 회로를 형성할 수 없고 지선도 전류회로를 형성할 수 없다.루프가 생성되면 시스템에 큰 간섭이 발생합니다.이 방면에서 국화사슬의 배선방법을 사용할수 있는데 이는 배선과정에 회로, 나뭇가지 또는 나무그루터기가 형성되는것을 효과적으로 피면할수 있지만 쉽게 배선할수 없는 문제도 가져다준다.

8) 다양한 칩의 데이터와 설계에 따라 전원 코드를 통한 전류를 추정하고 필요한 컨덕터의 폭을 결정합니다.경험치 공식에 따라 얻을 수 있다: W(선가중치)–$L(mm/A)–I(A).회로 저항을 줄이기 위해 전류 크기에 따라 전원 코드의 폭을 최대한 늘립니다.또한 전원 코드와 지선의 방향이 데이터 전송의 방향과 일치하여 소음 방지 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다.필요한 경우 고주파 소음의 전도를 차단하기 위해 코드와 지선에 구리선이 철산소를 감아 만든 고주파 압류 장치를 추가할 수 있다.

9) 동일한 네트워크의 경로설정 너비는 동일해야 합니다.선가중치의 변화로 인해 선로의 특성 임피던스가 균일하지 않게 됩니다.전송 속도가 높으면 반사가 발생하므로 설계에서 가능한 한 이를 피해야 합니다.동시에 평행선의 선가중치를 늘립니다.선의 중심거리가 선폭의 3배를 넘지 않을 때 상호 간섭 없이 70%의 전장을 유지할 수 있는 것이 3W 원리다.이런 방식을 통해 병렬선로로 인한 분포용량과 분포전감의 영향을 극복할수 있다.

4. 전원 코드와 지선의 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 생산 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.고주파 전송 출력이 비교적 커서 대면적의 구리로 부근에서 저항이 낮은 접지 평면을 찾아 다점 접지를 할 수 있다.접지선의 감응은 주파수와 길이에 정비례하기 때문에 작업 주파수가 높을 때 공공 접지 저항이 증가하는데, 이는 공공 접지 저항으로 인한 전자기 간섭을 증가시키기 때문에 접지선의 길이는 가능한 한 짧아야 한다.신호선의 길이를 최소화하고 접지 회로의 면적을 늘립니다.칩의 전원과 접지단에 하나 이상의 고주파 디커플링 콘덴서를 설치하여 집적 칩의 순간적 전류에 부근의 고주파 채널을 제공하여 전류가 회로 면적이 큰 전원 코드를 통과하지 않도록 함으로써 복사 소음을 크게 낮춘다.좋은 고주파 신호를 가진 단일 콘덴서 세라믹 콘덴서를 디커플링 콘덴서로 선택해야 한다.전기분해 콘덴서 대신 대용량 탄탈륨 콘덴서나 폴리에스테르 콘덴서를 회로 충전용 에너지 저장 콘덴서로 사용한다.전해 콘덴서의 분포 전감이 매우 크기 때문에 고주파에 대해서는 무효이다.전해 콘덴서를 사용할 때는 고주파 PCB 보드 특성이 좋은 디커플링 콘덴서와 쌍으로 사용해야 한다.