Новости PCB - Вопросы и ответы о высокоскоростных PCB - дизайнерах

Как реализовать дифференциальное распределение высокоскоростных часовых сигналов? Как решить проблему целостности сигнала в высокоскоростном дизайне? Как реализуется дифференциальный метод? Как реализовать дифференциальное распределение для сигнальных линий часов с одним выходным зажимом?

Эксперт ответил:

Целостность сигнала в основном является проблемой соответствия сопротивлений. Факторы, влияющие на соответствие сопротивлений, включают структуру источника сигнала и выходное сопротивление, характеристическое сопротивление линии следа, характеристики конца нагрузки и топологическую структуру линии следа. Решение заключается в том, чтобы полагаться на конец соединения и настраивать топологию.

Есть два момента, на которые следует обратить внимание в конфигурации дифференциальной пары. Во - первых, длина двух проводов должна быть как можно длиннее, во - вторых, расстояние между двумя проводами (это расстояние определяется дифференциальным сопротивлением) должно быть постоянным, то есть оставаться параллельным. Существует два параллельных способа, один из которых состоит из двух линий, расположенных бок о бок на одном и том же уровне, а другой состоит в том, что две линии работают над двумя соседними слоями (вверх и вниз). Как правило, первые имеют больше параллельных реализаций.

Чтобы использовать дифференциальную линию распределения, имеет смысл, чтобы источник сигнала и приемный конец были дифференциальными сигналами. Поэтому для часовых сигналов с одним выходным зажимом невозможно использовать дифференциальную линию распределения.

2. Что касается высокоскоростной дифференциальной сигнальной проводки, то, когда высокоскоростная дифференциальная сигнальная линия соединяется с параллельной проводкой на PCB - панели, в случае согласования сопротивлений существует много преимуществ, связанных между двумя линиями. Тем не менее, есть мнение, что это увеличит затухание сигнала и повлияет на расстояние передачи. Это так? Почему? Я видел на оценочных досках некоторых крупных компаний, что некоторые высокоскоростные провода расположены как можно ближе к миру, в то время как другие намеренно сближают два провода. Я не знаю, что лучше. Мой сигнал выше 1 ГГц с сопротивлением 50 Ом.

При использовании программного обеспечения дифференциальные пары также рассчитываются с использованием 50 Ом? Или в 100 Ом? Можно ли добавить резистор соответствия между разностными линиями на приемном конце? Спасибо!

Эксперт ответил:

Одной из причин затухания энергии высокочастотного сигнала является потеря проводника (потеря проводника), включая эффект скининга, а другой - диэлектрическая потеря диэлектрического материала. Когда электромагнитная теория анализирует эффект линии передачи, можно увидеть степень влияния этих двух факторов на ослабление сигнала. Связь дифференциальных линий повлияет на их характеристическое сопротивление и станет меньше. В соответствии с принципом делителя напряжения (делителя напряжения), это сделает источник сигнала менее напряженным для линии. Что касается теоретического анализа затухания сигнала, вызванного связью, я еще не читал, поэтому я не могу комментировать.

Линии для дифференциальных пар должны быть достаточно близкими и параллельными. Так называемое правильное приближение связано с тем, что расстояние влияет на величину дифференциального сопротивления, что является важным параметром для расчетной дифференциальной пары. Параллельность также необходима для поддержания последовательности дифференциальных сопротивлений. Если две линии внезапно приближаются, дифференциальное сопротивление будет непоследовательным, что повлияет на целостность сигнала и задержку времени.

Дифференциальное сопротивление рассчитывается как 2 (Z11 - Z12), где Z11 является характеристическим сопротивлением самой линии следа, а Z12 - сопротивлением, создаваемым связью между двумя дифференциальными линиями, связанными с расстоянием линии. Поэтому, когда дифференциальное сопротивление рассчитано на 100 Ом, собственное характеристическое сопротивление линии следа должно быть чуть больше 50 Ом. Насколько он велик, его можно вычислить с помощью программного обеспечения для моделирования. Сопротивление соответствия между разностными парами приемного конца обычно суммируется, и его значение должно быть равно значению дифференциального сопротивления. Качество сигнала будет лучше.

3. Как справиться с некоторыми теоретическими коллизиями в практической проводке, где многие теории противоречат друг другу; Например:

Обработка множественных аналоговых / цифровых заземленных соединений: теоретически они должны быть изолированы друг от друга, но в реальной миниатюризации и проводке высокой плотности, из - за пространственных ограничений или абсолютной изоляции, небольшие сигналы имитируют заземленные линии. Трудно установить теоретические связи. Мой метод состоит в том, чтобы разделить заземление аналогового / цифрового функционального модуля на полный остров, где функциональный модуль подключен к аналоговому / цифровому заземлению. Затем через канавы остров соединяется с "большой" землей. Интересно, правильно ли это?

Теоретически, соединение между кристаллическим генератором и ЦП должно быть как можно короче. Из - за структурной компоновки соединение между кристаллическим генератором и ЦП относительно тонкое, что приводит к помехам и нестабильной работе. Как решить эту проблему с проводами? Есть много других подобных проблем, особенно в высокоскоростной проводке PCB, которая учитывает проблемы EMC и EMI. Существует много конфликтов, которые вызывают головную боль. Как мне разрешить эти конфликты? Спасибо!

Эксперт ответил:

А, по сути, правильно разделить и изолировать аналоговое / цифровое заземление. Следует иметь в виду, что линии сигнального следа не должны пересекать, насколько это возможно, разрез (ров), а пути обратного потока источника питания и сигнала не должны быть слишком большими.

В - кристаллический генератор представляет собой аналоговую схему с положительной обратной связью. Чтобы получить стабильный колебательный сигнал, он должен соответствовать усилению кольца и фазовым нормам. Колебания этого аналогового сигнала могут быть легко нарушены. Даже с добавлением защитной линии заземления помехи могут быть полностью изолированы. Если расстояние слишком велико, шум на плоскости земли также влияет на осцилляционные схемы с положительной обратной связью. Поэтому расстояние между кристаллическим генератором и чипом должно быть как можно ближе.

Существует много конфликтов между высокоскоростной проводкой C и требованиями EMI. Но основной принцип заключается в том, что сопротивление и емкость, добавленные EMI, или ферритовые магнитные шарики не приводят к тому, что некоторые электрические характеристики сигнала не соответствуют спецификациям. Поэтому лучше всего использовать навыки расположения следов и укладки PCB для решения или уменьшения проблем EMI, таких как высокоскоростные сигналы, поступающие во внутренний слой. Наконец, для уменьшения повреждения сигнала используются резистивные конденсаторы или ферритовые магнитные шарики.

4. Проблемы помехоустойчивости аналогового и цифрового компонентов. В некоторых системах часто присутствует A / D. Проблема: Чтобы повысить помехоустойчивость, в дополнение к аналоговому и цифровому разделению заземления, соедините только точку питания и утолщайте заземление и линию питания. Мы надеемся, что эксперты сделают несколько хороших замечаний и предложений!

Эксперт ответил:

В дополнение к изоляции заземления, обратите внимание на питание части аналоговой схемы. Если источник питания делится с цифровой схемой, лучше добавить фильтрующую схему. Кроме того, цифровые и аналоговые сигналы не должны пересекаться, особенно не должны пересекать разделенные земные линии (рвы).

5. Автоматическая проводка высокоскоростных сигналов. Чтобы максимизировать качество высокоскоростных сигналов, мы привыкли к ручной проводке, но эффективность слишком низка. Автоматический маршрутизатор не может контролировать способ намотки, количество проходных отверстий и местоположение ключевых сигналов. Ручная маршрутизация ключевых сигналов, а затем автоматическая маршрутизация уменьшает скорость компоновки автоматической маршрутизации, в то время как автоматическая настройка результатов маршрутизации означает большую нагрузку на маршрутизацию, как сбалансировать вышеуказанные противоречия и использовать отличные маршрутизаторы, чтобы помочь в маршрутизации высокоскоростных сигналов?

Эксперт ответил:

В настоящее время большинство автоматических маршрутизаторов с сильной проводкой устанавливают ограничения для управления методом намотки и количеством отверстий. Возможности и ограничения моточного двигателя в разных компаниях EDA иногда сильно различаются. Например, достаточно ли ограничений для управления способом змеевидной обмотки, можно ли контролировать расстояние между следами разностных пар и так далее. Это повлияет на то, сможет ли метод автоматической проводки удовлетворить идеи дизайнера. Кроме того, сложность ручной настройки проводов также абсолютно связана с способностью наматывающего аппарата. Например, движущая способность трассировки, толкающая способность сквозного отверстия или даже движущая способность следа к медному покрытию и т. Д. Поэтому выбор маршрутизатора с мощной способностью наматывать двигатель является решением.

6 Существуют ли какие - либо нормы в отношении конструкции образца. Не могли бы вы взглянуть? Как спроектировать образец в соответствии с реальными условиями листа? Есть вопросы, на которые нужно обратить внимание? Спасибо!

Эксперт ответил:

Используя TDR (рефлектометр временной области), измеряется, соответствует ли характеристическое сопротивление изготовленной пластины PCB проектным требованиям. Как правило, сопротивление, которое нужно контролировать, имеет два случая: однопроводные и дифференциальные пары. Таким образом, ширина линии и расстояние между линиями на образце (при наличии разностной пары) должны быть такими же, как и линия, подлежащая управлению. При измерении наиболее важным является местоположение места приземления. Чтобы снизить индуктивность заземления, положение заземления зонда TDR обычно очень близко к кончику зонда. Поэтому расстояние и метод между точкой измерения сигнала на образце и местом заземления должны соответствовать используемому зонду.

7. Вопрос о медном заземлении пустой зоны сигнального слоя в высокоскоростной конструкции ПХД. В высокоскоростной конструкции PCB пустая область сигнального слоя может быть покрыта медью, так много сигнального слоя меди хорошо заземлены или полузаземлены?

Эксперт ответил:

Как правило, медное покрытие пустой области в основном заземлено. При добавлении меди рядом с высокоскоростной линией сигнала просто обратите внимание на расстояние между медью и линией сигнала, так как добавление меди немного снижает характеристическое сопротивление линии следа. Также будьте осторожны, чтобы не влиять на характеристическое сопротивление других слоев, таких как структура двухполосных линий.

8. Характерное сопротивление. Спасибо, что ответили на мой последний вопрос. В прошлый раз вы сказали, что плоскость питания и плоскость заземления в основном металлические, поэтому они защищают электрические и магнитные поля. Могу ли я использовать микрополосную линейную модель для расчета характеристического сопротивления сигнальной линии на плоскости питания? Можно ли использовать модель полосы для вычисления сигналов между временем?

Эксперт ответил:

Да, при расчете характеристического сопротивления как плоскость питания, так и плоскость заземления должны рассматриваться как опорная плоскость. Например, кусок четырехслойной пластины: нижний слой верхнего слоя электропитания. На этом этапе модель характеристического сопротивления верхнего слоя представляет собой микрополосную линейную модель, основанную на плоскости питания в качестве опорной плоскости.

9. Проблема согласования высокоскоростных сигнальных линий. Почему при компоновке высокоскоростных плат, таких как материнская плата p4, высокоскоростные сигнальные линии (такие как CPU данные и адресные сигнальные линии) должны соответствовать? Если они не совпадают, какая опасность может возникнуть? Какие факторы определяют диапазон длины соответствия (т. е. разница во времени сигнальной линии) и как его рассчитать?

Эксперт ответил:

Основная причина соответствия характеристик сопротивления линии следа заключается в том, чтобы избежать отражения, вызванного эффектом высокоскоростной линии передачи, который влияет на целостность сигнала и время полета. Другими словами, в случае несоответствия сигнал будет отражен, что повлияет на его качество.

Диапазон длины всех следов устанавливается в соответствии с требованиями временных рядов. Есть много факторов, которые влияют на время задержки сигнала, и длина следа является лишь одним из них. P4 требует, чтобы длина некоторых сигнальных линий была в определенном диапазоне. Он вычисляет запас времени в соответствии с режимом передачи, используемым сигналом (публичные часы или синхронизация источника), и назначает часть допустимой ошибки длины линии следа. Для расчета временных рядов в обоих режимах здесь не удобно подробно описывать из - за временных и пространственных ограничений.