Teknik PCB - Pembuat Papan Sirkuit Kadar Tinggi Jelaskan Langkah PCB

Apa yang kita katakan adalah untuk mengubah diagram skematik direka menjadi PCB sebenar. Tolong jangan meremehkan proses ini. Terdapat banyak perkara yang boleh berfungsi pada prinsip tetapi tidak boleh disedari dalam teknik, atau yang lain tidak boleh, jadi ia tidak sukar untuk membuat PCB yang baik, tetapi ia tidak mudah untuk membuat PCB yang baik.

Dua kesulitan besar dalam medan mikroelektronik adalah pemprosesan isyarat frekuensi tinggi dan isyarat lemah. Dalam aspek ini, aras produksi PCB sangat penting. Rancangan prinsip yang sama, komponen yang sama, orang berbeza membuat papan sirkuit PCB dengan keputusan yang berbeza, jadi bagaimana untuk membuat papan sirkuit PCB yang baik? Berdasarkan pengalaman kita yang lalu, saya ingin berkongsi pandangan saya mengenai aspek berikut:

1, Kosongkan sasaran desain

Untuk menerima tugas desain, pertama-tama, perlu menjelaskan tujuan desain, iaitu PCB biasa, PCB frekuensi tinggi, PCB pemprosesan isyarat kecil atau kedua-dua frekuensi tinggi dan pemprosesan isyarat kecil PCB. Jika ia adalah PCB biasa, selama bentangan dan kawat adalah masuk akal dan bersih, dan saiz mekanik adalah tepat, seperti garis muatan tengah dan garis panjang, diperlukan untuk mengadopsi cara tertentu untuk mengurangi muatan, kuatkan pemacu untuk garis panjang, dan fokus pada mencegah refleksi garis panjang.

Apabila terdapat lebih dari garis isyarat 40MHz di papan, pertimbangan istimewa patut diberikan kepada garis isyarat ini, seperti perbualan salib antara garis. Menurut teori rangkaian parameter yang disebarkan, interaksi antara kelajuan tinggi dan sambungannya adalah faktor yang menentukan, yang tidak boleh diabaikan dalam desain sistem. Dengan meningkat kelajuan penghantaran pintu, lawan pada garis isyarat akan meningkat secara sepadan, dan perbualan salib antara garis isyarat bersebelahan akan meningkat secara proporsional. Secara umum, penggunaan kuasa dan penyebaran panas sirkuit kelajuan tinggi juga sangat besar, yang seharusnya diberikan perhatian yang cukup apabila membuat PCB kelajuan tinggi.

Apabila terdapat isyarat lemah aras milivolt atau bahkan aras mikrovolt di papan, perhatian istimewa perlu diberikan kepada garis isyarat ini. Kerana isyarat kecil terlalu lemah, ia sangat mudah untuk diganggu oleh isyarat kuat lain. Tindakan perlindungan sering diperlukan, jika tidak nisbah isyarat-hingga bunyi akan dikurangi. Sebagai hasilnya, isyarat berguna ditenggelamkan oleh bunyi dan tidak dapat dikekstrak secara efektif.

2, Memahami keperluan fungsi komponen yang digunakan untuk bentangan dan kawat

Kami tahu bahawa beberapa komponen istimewa mempunyai keperluan istimewa dalam bentangan dan kawat, seperti isyarat analog yang digunakan dalam lo dan APH, dan penyembah isyarat analog memerlukan bekalan kuasa yang stabil dan garisan rendah. Bahagian isyarat kecil analog sepatutnya jauh dari peranti kuasa sebanyak mungkin. Pada papan OTI, bahagian penyampaian isyarat kecil terpasang khusus dengan penutup perisai untuk melindungi gangguan elektromagnetik tersesat. Cip glink yang digunakan dalam papan OTI mengadopsi proses ECL, yang menghasilkan banyak kuasa dan menghasilkan banyak panas. Pertimbangan istimewa mesti diberikan kepada masalah penyebaran panas dalam bentangan. Jika penyebaran panas alami diterima, cip glink patut ditempatkan di tempat dengan sirkulasi udara licin, dan panas yang dilepaskan tidak boleh mempunyai kesan besar pada cip lain. Jika papan dipenuhi dengan tanduk atau peranti kuasa tinggi lain, ia mungkin menyebabkan pencemaran serius kepada bekalan kuasa, yang juga perlu diberikan perhatian yang cukup

3, Pertimbangan bentangan komponen

Faktor pertama untuk dianggap dalam bentangan komponen adalah prestasi elektrik. Komponen dengan sambungan dekat sepatutnya diletakkan bersama sebanyak mungkin. Terutama untuk beberapa garis kelajuan tinggi, bentangan sepatutnya pendek yang mungkin, dan isyarat kuasa dan peranti isyarat kecil sepatutnya dipisahkan. Pada premis untuk memenuhi prestasi sirkuit, komponen perlu ditempatkan dengan baik, indah dan mudah untuk diuji. Saiz mekanik papan dan lokasi soket juga perlu dipertimbangkan dengan hati-hati.

Dalam sistem kelajuan tinggi, masa perlahan pendaratan dan penghantaran garis sambungan juga faktor pertama yang perlu dianggap dalam desain sistem. Masa pemindahan pada garis isyarat mempunyai pengaruh besar pada kelajuan sistem keseluruhan, terutama untuk sirkuit ECL kelajuan tinggi. Walaupun blok sendiri mempunyai kelajuan tinggi, kelajuan sistem boleh dikurangkan dengan berat disebabkan peningkatan masa lambat disebabkan oleh sambungan umum pada lapisan belakang (terdapat lambat sekitar 2ns per panjang baris 30cm), lebih baik untuk meletakkan pengukur sinkroni pada papan yang sama, kerana masa lambat penghantaran isyarat ke papan yang berbeza tidak sama, - yang boleh menyebabkan ralat generator register shift. Jika ia tidak boleh diletakkan pada satu papan, panjang baris jam dari sumber jam biasa ke setiap papan mesti sama di mana penyegerakan adalah kunci.

4, Pertimbangan kabel

Dengan selesai rancangan rangkaian otni dan bintang, akan ada lebih banyak papan dengan garis isyarat kelajuan tinggi di atas 100MHz untuk direka. Ini beberapa konsep asas garis kelajuan tinggi.

Garis penghantaran:

Setiap laluan isyarat "panjang" pada papan sirkuit cetak boleh dianggap sebagai semacam garis penghantaran. Jika masa lambat transmisi garis jauh lebih pendek daripada masa naik isyarat, refleksi isyarat utama yang dijana semasa masa naik isyarat akan tenggelam. Untuk kebanyakan sirkuit MOS, nisbah masa naik ke masa lambat baris jauh lebih besar, jadi panjang baris boleh diukur dalam meter tanpa gangguan isyarat. Untuk sirkuit logik cepat, terutama ECL kelajuan ultra tinggi.

Ada dua cara untuk membuat sirkuit kelajuan tinggi berfungsi pada garis relatif panjang tanpa gangguan bentuk gelombang serius. TTL mengadopsi kaedah tekanan Schottky untuk pinggir jatuh cepat, sehingga overshoot dikunci pada tahap satu tekanan diod jatuh lebih rendah dari potensi tanah, yang mengurangkan amplitud denyut denyut belakang, dan membolehkan overshoot pada pinggir naik perlahan, Tetapi ia dipermalukan oleh impedance output relatif tinggi (50-80 Ω) sirkuit dalam keadaan tahap "H". Selain itu, disebabkan kekebalan tinggi keadaan tahap "H", masalah pengumpulan tidak terlalu terkenal. Untuk peranti seri HCT, jika kaedah penyelesaian dioda Schottky dan penghentian seri digunakan, kesan peningkatan akan lebih jelas.

Apabila ada penggemar keluar sepanjang garis isyarat, kaedah bentuk TTL yang diterangkan di atas kelihatan tidak mencukupi pada kadar bit yang lebih tinggi dan kadar pinggir yang lebih cepat. Kerana terdapat gelombang refleksi di garis, mereka cenderung untuk sintesis pada kadar bit tinggi, yang mengakibatkan gangguan isyarat serius dan kemampuan anti-gangguan rendah. Oleh itu, untuk menyelesaikan masalah refleksi, kaedah lain biasanya digunakan dalam sistem ECL: kaedah sepadan impedance baris. Dengan cara ini, refleksi boleh dikawal dan integriti isyarat boleh dijamin.

Secara ketat, bagi peranti TTL konvensional dan CMOS dengan kelajuan pinggir perlahan, garis penghantaran tidak sangat diperlukan. Untuk peranti ECL kelajuan tinggi dengan kelajuan pinggir yang lebih cepat, garis penghantaran tidak sentiasa diperlukan. Namun, apabila menggunakan garis penghantaran, mereka mempunyai keuntungan meramalkan lambat garis dan mengawal refleksi dan oscilasi dengan persamaan impedance.

1. Faktor asas untuk memutuskan sama ada menggunakan garis penghantaran atau tidak:

(1) Bersepanjang kadar isyarat sistem, (2) jarak sambungan, (3) muatan kapasitif (ventilator keluar), (4) muatan resisten (mod penghentian baris)(5) Peratus yang dibenarkan pengunduran dan ketinggalan (pengurangan kekebalan AC).

2. Beberapa jenis garis penghantaran

(1) Pasangan koaksial dan berputar: mereka sering digunakan untuk sistem ke sambungan sistem. Keterangan karakteristik kabel koaksial biasanya 50 Ω dan 75 Ω, dan yang pasangan berputar biasanya 110 Ω.

(2) Garis microstrip pada papan sirkuit cetak: garis microstrip adalah konduktor strip (garis isyarat). Ia dipisahkan dari pesawat tanah dengan dielektrik. Jika tebal, lebar dan jarak garis dari pesawat tanah boleh dikawal, maka kemudahan karakteristiknya juga boleh dikawal. Impedansi karakteristik Z0 garis microstrip adalah:

Beberapa jenis garis penghantaran PCB

(3) Striplin dalam papan sirkuit cetak: garis striplin adalah garis striplin tembaga yang ditempatkan di tengah-tengah dielektrik antara dua pesawat konduktif. Jika tebal dan lebar garis, konstan dielektrik medium dan jarak antara dua pesawat konduktif boleh dikawal, maka kemudahan karakteristik garis juga boleh dikawal:

Stripline dalam papan sirkuit dicetak

3. Matikan garis penghantaran

Jika penghujung penerimaan baris dihentikan dengan penangkap yang sama dengan halangan karakteristik baris, garis penghantaran dipanggil sambungan terminal selari. Ia terutama digunakan untuk mendapatkan prestasi elektrik terbaik, termasuk pemandu muatan yang disebarkan.

Kadang-kadang, untuk menyimpan penggunaan kuasa, 104 tersambung dalam siri ke penangkap penghentian untuk membentuk sirkuit penghentian AC, yang boleh mengurangi kehilangan DC secara efektif.

Penegang disambung dalam siri diantara pemacu dan garis penghantaran, dan terminal garis tidak lagi disambung dengan penegang penghentian. Kaedah penghentian ini dipanggil penghentian siri. Terlalu tinggi dan bunyi garis panjang boleh dikawal oleh teknologi pembersihan siri atau penghentian siri. Pemegangan seri diselesaikan dengan menggunakan resistor kecil (biasanya 10-75 Ω) tersambung dalam seri dengan hujung output pintu pemandu. Kaedah penindasan ini sesuai untuk menyambung dengan garis yang kekuatan karakteristik dikawal (seperti kawalan layar belakang, papan sirkuit tertekan tanpa pesawat tanah, kebanyakan kawalan angin, dll.).

Sebagai kesimpulan: jika anda menguasai langkah-langkah di atas, anda boleh dengan mudah membuat PCB yang baik, tetapi ia mengambil tahun untuk menguasai kemampuan-kemampuan ini, tetapi anda tidak perlu bimbang, IPCB mempunyai pengalaman yang kaya, jika anda mempunyai sebarang soalan teknikal atau produk, sila merasa bebas untuk menghubungi kami, kami gembira untuk berkomunikasi dengan anda.