Teknik PCB - Integriti isyarat dan pengendalian karakteristik peranti

Apabila anda cuba untuk stabilkan pelbagai isyarat di papan, masalah integriti isyarat boleh menyebabkan beberapa masalah. Model IBIS adalah cara mudah untuk menyelesaikan masalah ini. Anda boleh guna model IBIS untuk mengekstrak beberapa pembolehubah penting untuk pengiraan integriti isyarat dan untuk mencari solusi untuk desain PCB. Nilai berbeza yang anda ekstrak dari model IBIS adalah sebahagian integral daripada pengiraan reka integriti isyarat.

Apabila anda menghadapi masalah yang sepadan garis penghantaran dalam sistem anda, anda perlu memahami impedance elektrik dan ciri-ciri sirkuit terintegrasi dan garis PCB. Figur 1 menunjukkan struktur garis transmisi satu-akhir.

Figur 1 Garis trasmis satu-akhir yang menyambung penghantar, garis trasmis dan komponen penerima

Apabila garis penghantaran berkaitan, kita boleh mengekstrak impedance output penghantar IC (ZT, Ω) dan impedance input penerima (ZR, Ω) dari model IBIS IC. Banyak kali, spesifikasi produk penghasil IC tidak menggambarkan spesifikasi sirkuit integrasi (IC) ini, tetapi anda boleh mendapatkan semua nilai ini melalui model IBIS.

Anda boleh takrifkan garis pemancaran dengan empat parameter berikut: impedance karakteristik (Z0, Ω), lambat pemancaran papan (D, ps/in), lambat pemancaran garis (tD, saat), dan panjang jejak (LENGTH, inci). Secara umum, julat Z0 papan FR-4 adalah 50Ω hingga 75Ω, dan julat D adalah 140 ps/in hingga 180 ps/in. Nilai sebenar Z0 dan D bergantung pada dimensi bahan dan fizik garis penghantaran sebenar ("Rujukan 1"). Lambat baris (tD) pada papan litar tertentu sama dengan lambat pendaraban (D) darab dengan panjang jejak yang anda gunakan (LENGTH). Kaedah pengiraan untuk semua papan adalah:

D = 1012 Ö (CTR * LTR) atau

D = 85 ps/in * Ö (er)

Z0 = Ö (LTR/CTR)

tD = D * LENGTH

Apabila menggunakan papan FR-4, lambat pembebasan garis garis garis garis garis yang masuk akal adalah 178 ps/inci, dan impedance karakteristik adalah 50Ω.

Spesifikasi pemancar yang digunakan untuk penilaian integriti isyarat adalah impedance output (ZT). Apabila menentukan impedance output, kawasan [Pin] dalam model IBIS menyediakan nilai parasitik resistensi, induktansi, dan kapasitasi setiap pin. Selepas itu, and a boleh meletakkan kapasitasi pakej dan nilai kapasitasi (C_comp) setiap penimbal bersama-sama untuk pemahaman yang lebih jelas.

Seperti yang diterangkan dalam [Komponen], [Pembuat] dan [Pakej] di atas kata kunci [Pin], kata kunci [Pin] berkaitan dengan pakej khusus. Anda akan mencari kapasitasi pakej dan induktansi dalam jadual kata kunci [Pin] kerana ia berkaitan dengan pin. Contohnya, dalam model ads129x.ibs ("Rujukan 2"), Figur 2 menunjukkan di mana untuk mencari nilai L_pin dan nilai C_pin pin isyarat pin 5E (PBGA, pakej 64-pin) GPIO4.

Figure 2 Senarai pakej ads1296zxg termasuk nilai C_pin

Isyarat dan pakej L_pin (induktansi pin) dan C_pin (kapasitensi pin) adalah 1.489 Nh dan 0.28001 pF, berdasarkan.

Nilai kapasitasi penting kedua adalah nilai C_comp dibawah kata kunci [Model]. Sama seperti anda mencari model yang betul dalam model IBIS, anda juga akan mencari senarai nilai C_comp. Figure 3 menunjukkan contoh C_comp dalam model DIO_33 ("Referensi 2").

Figure 3 Dalam ads129x.ibs, ia adalah senarai Model DIO_33 dan nilai C_comp berkaitan dengannya.

Dalam pernyataan dalam Figur 3, simbol "" menunjukkan komen. Senarai C_comp ("Rujukan 3") yang sah dalam pernyataan ini adalah:

[UNK] jenis min maksimum

[UNK] (nom PVT) (Fast PVT) (slow PVT)

C_omp 3.0727220e-12 2.3187130e-12 3.8529520e-12

Melalui senarai ini, penjana PCB boleh memilih diantara tiga nilai. Dalam tahap rancangan garis penghantaran PCB, nilai biasa 3.072722 Pf adalah pilihan yang betul.

Model IBIS menyediakan beberapa petunjuk untuk perancang PCB, membolehkan mereka simulasikan papan sebelum bergerak ke desain prototip. Jika anda tahu kaedah gelintar, model IBIS boleh memberikan anda impedance karakteristik dan kapasitas semua pin. Langkah berikutnya dalam penilaian adalah menentukan perlawanan input/output setiap penimbal, yang kita akan perkenalkan lain kali.