Data PCB - Bagaimana menggunakan perisian protel untuk merancang papan PCB kelajuan tinggi

Untuk terus memperbaiki pemahaman semua orang Papan PCB perisian desain, artikel ini akan menjelaskan bagaimana untuk merancang kelajuan tinggi Papan PCBs berdasarkan perisian desain sirkuit protel. Kepentingan perisian merancang sirkuit adalah merancang sirkuit. Tanpa perisian desain sirkuit, desain sirkuit akan menjadi sangat bermasalah. Artikel ini akan menjelaskan bagaimana untuk merancang kelajuan tinggi Papan PCBs berdasarkan perisian desain sirkuit protel.

1. Soalan

Dalam rancangan sirkuit kelajuan tinggi, induktansi dan kapasitasi pada papan sirkuit boleh membuat wayar bersamaan dengan garis penghantaran. Tempatan tidak betul bagi komponen penghentian atau laluan tidak betul bagi isyarat kelajuan tinggi boleh menyebabkan masalah dengan kesan garis penghantaran, yang menyebabkan output data yang salah dari sistem, operasi sirkuit yang salah, atau bahkan tiada operasi sama sekali. Berdasarkan model garis penghantaran, ia boleh terkesimpulkan bahawa garis transmisi akan membawa kesan negatif seperti refleksi isyarat, crosstalk, gangguan elektromagnetik, bekalan kuasa, dan bunyi tanah untuk desain sirkuit. Untuk merancang papan PCB kelajuan tinggi yang boleh berfungsi dengan selamat, rancangan mesti dipertimbangkan secara penuh dan hati-hati untuk menyelesaikan beberapa masalah yang tidak boleh dipercayai yang mungkin berlaku semasa bentangan dan kabel, pendek siklus pembangunan produk, dan meningkatkan kepekatan pasar. Discuss some relevant principles of layout and wireing that need to be paid attention to in the process of using PROTEL design software to realize high-speed circuit printed board design, and provide some practical and proven high-speed circuit layout and wireing techniques to improve high-speed circuit boards. Cipta kepercayaan dan validiti. Hasilnya menunjukkan bahawa rancangan memperpendek siklus pembangunan produk dan meningkatkan kepekatan pasar.

2. Design bentangan sistem frekuensi tinggi

Dalam rekaan papan PCB sirkuit, bentangan adalah pautan yang penting. Kualiti hasil bentangan akan mempengaruhi secara langsung kesan kawat dan kepercayaan sistem, yang memakan masa dan sukar dalam semua rekaan papan sirkuit cetak. Persekitaran kompleks papan PCB frekuensi tinggi membuat rancangan bentangan sistem frekuensi tinggi sukar untuk menggunakan pengetahuan teori yang mereka belajar. Ia memerlukan pegawai bentangan mesti mempunyai pengalaman yang kaya dalam membuat papan PCB kelajuan tinggi, untuk menghindari berjalan dalam proses desain. Perjalanan, dan meningkatkan kepercayaan dan efektivitas kerja sirkuit. Dalam proses bentangan, pertimbangan meliputi patut diberikan kepada struktur mekanik, penyebaran panas, gangguan elektromagnetik, kesehatan kabel masa depan, dan estetik. Pertama, bahagikan fungsi seluruh sirkuit sebelum bentangan, pisahkan sirkuit frekuensi tinggi dari sirkuit frekuensi rendah, dan pisahkan sirkuit analog dari sirkuit digital. Menghindari lambat penghantaran disebabkan oleh wayar panjang, dan memperbaiki kesan pemisahan kondensator. Selain itu, perhatikan kedudukan relatif dan orientasi pins dan komponen sirkuit, dan tabung lain untuk mengurangi pengaruh bersama. Semua komponen frekuensi tinggi sepatutnya dijauhkan dari chassis dan plat logam lain untuk mengurangi sambungan parasitik. Kedua, perhatian perlu diberikan kepada kesan panas dan elektromagnetik antara komponen semasa bentangan. Kesan ini amat serius bagi sistem frekuensi tinggi, dan tindakan perlu diambil untuk menjauhkannya atau mengisolasinya, menghapuskan panas, dan melindunginya. Tuba penyesuaian kuasa tinggi dan tub penyesuaian seharusnya dilengkapi dengan radiator dan seharusnya dijauhkan dari penyesuaian. Komponen yang tahan panas seperti kondensator elektrolitik patut disimpan jauh dari komponen pemanasan, jika tidak, elektroliti akan kering, menghasilkan meningkat tahan dan prestasi yang tidak baik, yang akan mempengaruhi kestabilan sirkuit. Sepatutnya ada cukup ruang dalam bentangan untuk mengatur struktur pengawal dan mencegah perkenalan beberapa pasangan parasit. Untuk mencegah sambungan elektromagnetik diantara ikol pada papan sirkuit cetak, dua kotak patut ditempatkan pada sudut kanan, untuk mengurangi koeficien sambungan. Kaedah pengasingan plat menegak juga boleh digunakan. Langsung gunakan petunjuk komponen untuk menyelidiki sirkuit. Semakin pendek petunjuk, semakin baik. Jangan guna sambungan dan pads solder, kerana terdapat kapasitasi yang disebarkan dan induktansi yang disebarkan antara pads solder bersebelahan. Lupakan meletakkan komponen bunyi tinggi disekitar oscilator kristal, RIN, tenaga analog, dan jejak isyarat tenaga rujukan. Sementara memastikan kualiti dan kepercayaan yang ada, mengingat estetik keseluruhan, dan rancangan papan sirkuit yang masuk akal, komponen patut selari atau bertentangan dengan permukaan papan, dan selari atau bertentangan dengan pinggir papan utama. Penghapusan komponen di permukaan papan sepatutnya sesuai mungkin, dan ketepatan sepatutnya sama. Ini bukan sahaja indah tetapi juga mudah untuk dipasang dan menyala dan mudah untuk menghasilkan massa.

3. Kawalan sistem frekuensi tinggi

Dalam sirkuit frekuensi tinggi, parameter distribusi resistensi, kapasitasi, induktansi, dan induktansi bersama-sama wayar yang menyambung tidak dapat diabaikan. Dari perspektif anti-gangguan, kawat yang masuk akal adalah untuk mencuba untuk mengurangi perlawanan garis, kapasitas yang disebarkan, dan induktan yang sesat dalam sirkuit. medan magnetik hilang yang menghasilkan dikurangkan kepada darjah tertentu, sehingga kapasitasi yang disebarkan, aliran magnetik bocor, induktansi mutlak elektromagnetik, dan gangguan lain disebabkan oleh bunyi sirkuit akan ditahan. Aplikasi alat desain PROTEL agak biasa di China. Namun, banyak desainer hanya fokus pada "melalui kadar", dan peningkatan yang dibuat pada alat desain PROTEL untuk menyesuaikan kepada perubahan karakteristik peranti tidak digunakan dalam desain, yang tidak hanya membuat buang sumber alat desain serius, yang membuat sukar untuk melaksanakan prestasi yang baik banyak peranti baru. Berikut memperkenalkan beberapa fungsi istimewa yang alat SE PROTEL99 boleh menyediakan.

1) Semakin kurang petunjuk diantara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi dibelakang, semakin baik. Guna garis lurus penuh. Apabila bengkok diperlukan, ia boleh bengkok dengan garis melipat 45° atau lengkung bulatan, yang boleh mengurangi emisi luaran dan sambungan antara satu sama lain isyarat frekuensi tinggi. . Bila menjalankan dengan PROTEL, pilih 45-darjah atau Dibulatkan dalam "Jalurkan Sudut" dalam "Peraturan" dalam menu "Design". Anda juga boleh guna kekunci shift+space untuk menukar dengan cepat antara baris.

2) Semakin pendek petunjuk antara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi, semakin baik. Peralatan berkesan PROTEL 99 untuk memenuhi kawat pendek adalah membuat penyimpanan kawat untuk rangkaian kelajuan tinggi kunci individu sebelum kawat automatik. Pilih yang paling pendek dalam "Menghala Topologi" dalam menu "Design" peraturan.

3) The less the alternation between the lead layers between the pins of the high-frequency circuit device, semakin baik. Maksud saya, semakin sedikit vias digunakan dalam proses sambungan komponen, semakin baik. Satu melalui boleh membawa kira-kira 0.5pF kapasitasi yang disebarkan, dan mengurangkan bilangan vias boleh meningkatkan kelajuan yang signifikan.

4) Untuk kabel sirkuit frekuensi tinggi, perhatikan "gangguan salib" atau perbualan salib yang diperkenalkan oleh kabel selari garis isyarat. Jika distribusi selari tidak dapat dihindari, kawasan besar "tanah" boleh diatur di sisi bertentangan garis isyarat selari untuk mengurangi gangguan yang besar. Garis paralel dalam lapisan yang sama hampir tidak dapat dihindari, tetapi dalam dua lapisan bersebelahan, arah garis mesti dianggap selagi satu sama lain, yang tidak sukar untuk dicapai dalam PROTEL tetapi mudah untuk diabaikan. Dalam menu "Design" peraturan" dalam "RouTIngLayers", pilih Mengufuk untuk lapisan atas, dan pilih Menegak untuk lapisan bawah. Selain itu, fungsi "Polygonplane" disediakan dalam "tempat", iaitu, permukaan foli tembaga grid poligon. Jika ditempatkan, poligon akan diambil sebagai satu permukaan seluruh papan sirkuit cetak, dan tembaga ini akan dilaksanakan. Ia tersambung dengan GND sirkuit, yang boleh meningkatkan kemampuan anti-gangguan frekuensi tinggi, dan juga mempunyai keuntungan besar untuk penyebaran panas dan kekuatan papan cetakan.

5) Langkah yang dikelilingi oleh wayar tanah dilaksanakan untuk garis isyarat yang sangat penting atau unit setempat. "Objek terpilih garis luar" disediakan dalam "Alat", yang boleh digunakan untuk "tanah" secara automatik baris isyarat penting terpilih (seperti sirkuit oscillator LT dan X1).

6) Secara umum, garis kuasa dan garis tanah sirkuit ditetapkan lebih luas daripada garis isyarat. Anda boleh guna "Kelas" dalam menu "Design" untuk mengklasifikasikan rangkaian ke rangkaian kuasa dan rangkaian isyarat. Bergabung dengan tetapan peraturan kabel, ia boleh dilakukan dengan mudah. Lebar baris menukar garis kuasa dan garis isyarat.

7) Semua jenis jejak tidak dapat membentuk gelung, dan wayar tanah tidak dapat membentuk gelung semasa. Jika sirkuit loop dijana, ia akan menyebabkan gangguan besar dalam sistem. Dalam hal ini, kaedah kawat rantai daisy boleh digunakan, yang dapat mengelakkan bentuk loop, cabang, atau tongkat pokok semasa kawat, tetapi ia juga membawa masalah kawat tidak mudah.

8) Menurut data dan reka-reka pelbagai cip, hargai semasa melewati garis kuasa dan menentukan lebar wayar yang diperlukan. Menurut formula empirik, ia boleh diperoleh: W (lebar baris) ⥠L (mm/A) × I (A). Menurut saiz semasa, cuba meningkatkan lebar garis kuasa untuk mengurangkan perlawanan loop. Pada masa yang sama, arah garis kuasa dan garis tanah konsisten dengan arah penghantaran data, yang membantu untuk meningkatkan kemampuan anti-bunyi. Apabila perlu, peranti tersedak frekuensi tinggi yang dibuat dari ferit luka wayar tembaga boleh ditambah ke garis kuasa dan garis tanah untuk menghalang kondukti bunyi frekuensi tinggi.

9) Lebar kawat rangkaian yang sama patut disimpan sama. Perubahan lebar garis akan membawa ke impedance yang tidak sama karakteristik garis. Apabila kelajuan penghantaran tinggi, refleksi akan berlaku, yang seharusnya dihindari sebanyak mungkin dalam rancangan. Pada masa yang sama, meningkatkan lebar garis garis selari. Apabila jarak tengah garis tidak melebihi 3 kali lebar garis, 70% medan elektrik boleh disimpan tanpa gangguan bersama, yang dipanggil prinsip 3W. Dengan cara ini, pengaruh kapasitas yang disebarkan dan induktan yang disebabkan oleh garis selari boleh dikalahkan.

4. Rancangan garis kuasa dan wayar tanah

Untuk menyelesaikan titik tegangan disebabkan oleh bunyi bekalan kuasa dan impedance garis yang diperkenalkan oleh sirkuit frekuensi tinggi, kepercayaan sistem bekalan kuasa dalam sirkuit frekuensi tinggi mesti dianggap sepenuhnya. Pada umumnya ada dua penyelesaian: satu ialah menggunakan teknologi bas kuasa untuk kawat; yang lain ialah menggunakan lapisan bekalan kuasa yang terpisah. Dalam perbandingan, proses produksi yang terakhir lebih rumit dan biaya lebih mahal. Oleh itu, teknologi bas kuasa jenis rangkaian boleh digunakan untuk kabel, sehingga setiap komponen termasuk dalam loop yang berbeza, dan semasa di setiap bas di rangkaian cenderung untuk seimbang, mengurangi titik tekanan disebabkan oleh impedance garis. Kuasa transmisi frekuensi tinggi relatif besar, dan kawasan besar tembaga boleh digunakan untuk mencari pesawat tanah yang bertentangan rendah di dekat sini untuk pendaratan berbilang titik. Kerana reaksi induktif pemimpin tanah adalah proporsional dengan frekuensi dan panjang, impedance tanah umum akan meningkat apabila frekuensi operasi tinggi, which will increase the gangguan elektromagnetik generated by the common ground impedance, so the length of the ground wire is required to be as short as possible. Minimumkan panjang garis isyarat dan meningkatkan kawasan loop tanah. Satu atau beberapa kondensator penyahpautan frekuensi tinggi ditetapkan pada terminal kuasa dan tanah cip untuk menyediakan saluran frekuensi tinggi terdekat untuk arus sementara cip terintegrasi, sehingga arus tidak akan melewati garis bekalan kuasa dengan kawasan loop besar, dengan itu mengurangi bunyi radiasi. Ia diperlukan untuk memilih kondensator keramik kapasitif monolitik dengan isyarat frekuensi tinggi yang baik sebagai kondensator penyahpautan. Guna kondensator tantalum kapasitas besar atau kondensator poliester bukannya kondensator elektrolitik sebagai kondensator penyimpanan tenaga untuk muatan sirkuit. Kerana induktan yang disebarkan kondensator elektrolitik adalah besar, ia tidak berkesan untuk frekuensi tinggi. When using electrolytic capacitors, menggunakannya dalam pasangan dengan kapasitor pemisahan dengan frekuensi tinggi yang baik Papan PCB ciri-ciri.