Новости PCB - как мы можем создать идеальный PCB - диск?

Everyone knows that PCB Layout is to turn a circuit diagram into an actual PCB circuit board, Но это не простой процесс. Many people in foreign countries call проектирование PCB искусство. It is not difficult to lay a панель PCB, но надо делать хорошо. It is not an easy task to use a PCB to realize its functions perfectly.

две основные проблемы в области микроэлектроники - обработка высокочастотных и слабых сигналов. In this regard, уровень производства PCB особенно важен. The same principle design, тот же модуль, and PCBs produced by different people have different results., так как мы можем принять хорошее решение? панель PCB? Based on our past experience, I would like to talk about my views on the following aspects:

One: clear design goals

Receiving a design task, we must first clarify its design goals, как обычный панель PCB, a high-frequency панель PCB, метод малой обработки сигналов панель PCB or a панель PCB иметь функции высокочастотной и малой обработки сигналов. If it is an ordinary панель PCB, только макет и проводка рациональны и опрятны, and the mechanical dimensions are accurate, если есть промежуточная и длинная грузовая линия, необходимо принять некоторые меры для уменьшения нагрузки, and the long line must be strengthened to drive, главное - защита от длиннолинейного отражения. When there are signal lines exceeding 40MHz on the board, особое внимание следует уделять этим сигнальным линиям, such as crosstalk between lines. если частота выше, there is a stricter limit on the length of the wiring. теория сетей по параметрам распределения, взаимодействие между высокоскоростными цепями и проводами является решающим фактором, который нельзя игнорировать при проектировании системы. As the gate transmission speed increases, оппозиция линии сигнала будет соответственно увеличена, and the crosstalk between adjacent signal lines will increase proportionally. В общем, the power consumption and heat dissipation of high-speed circuits are also very large, Поэтому высокоскоростная PCB готовится. Enough attention should be paid.

слабый сигнал в милливольт и даже в микровольтах на платы, these signal lines need special attention. Маленькие сигналы слишком слабы, чтобы быть подверженными влиянию других мощных сигналов. защита обычно необходима, otherwise they will Greatly reduce the signal-to-noise ratio. поэтому, the useful signal is submerged by noise and cannot be extracted effectively.

на стадии проектирования следует также рассмотреть отладку платы. физическое положение точек тестирования, изоляция точек тестирования и другие факторы нельзя игнорировать, поскольку некоторые небольшие и высокочастотные сигналы не могут быть непосредственно добавлены в зонд для измерения.

Кроме того, other relevant factors should be considered, например, число этажей платы, the package shape of the components used, механическая прочность платы. Before making a панель PCB, Вы должны иметь хорошее представление о цели дизайна..

два. Understand the layout and routing requirements of the functions of the components used

Мы знаем, что некоторые специальные компоненты имеют особые требования к планировке и монтажу, например, аналоговый усилитель сигналов, используемый LOTI и APH. аналоговый усилитель сигналов нуждается в стабильном питании и небольших волнах текстуры. Включить смоделированные блоки малой сигнализации как можно дальше от устройств питания. на панели OTI специально оборудована защитная маска для защиты от электромагнитных помех. на панели NTOI используются чипы GLINK, использующие технологию ECL, которая потребляет много энергии и вырабатывает тепло. особое внимание следует уделить вопросу о теплоотдаче в компоненте. если использовать природный теплоотвод, чипы GLINK должны быть размещены в относительно стабильном месте в воздушном цикле. радиация тепла не сильно влияет на другие чипы. если плата оборудована громкоговорителями или другими мощными устройствами, это может привести к серьезному загрязнению электропитания. Это также заслуживает должного внимания.

три. внимание к компоновке компонентов

Первый фактор, который необходимо учитывать при компоновке компонентов, это электрические свойства. соединять узлы как можно ближе, особенно высокоскоростные линии, make them as short as possible when laying out power signals and small signal devices. разъединять. On the premise of meeting the circuit performance, сборка должна быть хорошо отлажена, and easy to test. Необходимо также тщательно рассмотреть механический размер платы и расположение розетки.

в высокоскоростной системе, заземление линии межсоединений и время задержки передачи также являются первыми факторами, которые необходимо учитывать при проектировании системы. время передачи сигнала на линии сигнала оказывает значительное влияние на общую скорость системы, особенно на высокоскоростные схемы ECL. Хотя сами блоки интегральных схем находятся на очень большой скорости, это объясняется увеличением времени задержки с использованием обычных межсоединений на обратной пластине (длина каждой из 30cm линий около 2ns), что может значительно снизить скорость системы. блок синхронизации (например, сдвигающий регистр и синхронный счетчик) лучше поместить на одну и ту же панель модулей, так как время задержки передачи тактовых сигналов на разных досках модулей неодинаково, что может привести к серьезным ошибкам в сдвигающем регистре. если она не может быть помещена на одну доску, то длина часовой линии должна быть одинаковой от открытого часового источника до каждого модуля, а синхронизация - ключом.

В - четвертых, соображения, связанные с монтажом

With the completion of the design of OTNI and the star optical fiber network, в будущем будет больше высокоскоростных линий сигнализации, которые должны быть сконструированы более чем на 100 МГц. здесь будут представлены некоторые основные концепции высокоскоростных линий.

линия электропередачи

Any "long" signal path on the printed circuit board can be regarded as a kind of transmission line. если задержка передачи в линии меньше, чем время нарастания сигнала, the main reflections produced during the signal rise period will be submerged. превышать, recoil and ringing are no longer present. для большинства схем MOS, since the ratio of rise time to line transmission delay time is much larger, длина сопровождения может достигать метра без искажения сигнала. For faster logic circuits, особенно для сверхскоростных ECL.

Что касается интегральных схем, то, если не будут приняты другие меры из - за повышения скорости на границе, необходимо существенно сократить длину регистрирующей дорожки, с тем чтобы сохранить целостность сигнала.

есть два способа, с помощью которых высокоскоростные схемы могут работать на относительно длинных линиях без серьезных искажений формы. ТТЛ использует метод фиксации диода Шоттки для достижения быстрого снижения по вертикали, вследствие чего транслокация фиксируется на диодах с понижением напряжения ниже геопотенциального уровня. на уровне H - H– 157 это снижает амплитуду зазора. Более медленный подъем по сравнению с допустимым перерегулированием может замедлиться из - за относительно высокого выходного импеданса цепи, находящейся в состоянии "н" (50,5 × 1588 × 80 включительно). Кроме того, вопрос об удержании не имеет большого значения, поскольку уровень "н" является более защищенным. Что касается приборов серии HCT, то их улучшение было бы более ощутимым, если бы они сочетались с методом фиксации диода Шоттки и последовательным сопротивлением.

При разделении по линии сигнала описанные выше методы формирования TTL представляются несколько неадекватными при более высоком битрейте и более быстром краевом режиме. Поскольку в линиях отражательные волны, они часто синтезируются с помощью битрейта, что приводит к серьезным искажениям сигналов и снижению помехоустойчивости. Поэтому для решения проблемы отражения в системе ECL обычно используется другой метод: метод согласования линейных сопротивлений. Это может контролировать отражение, гарантировать целостность сигнала.

строго говоря, для традиционных средств TTL и CMOS с более медленными крайними скоростями линии передачи не требуются. для высокоскоростных ECL - устройств с высокой скоростью края не всегда требуется линия передачи. но при использовании линии передачи они обладают преимуществом упреждения задержки соединения, контроля отражения и колебания по совпадению сопротивлений. 1

при решении вопроса об использовании линий электропередач учитываются пять основных факторов. к ним относятся: 1) скорость края системного сигнала, 2) расстояние соединения (3) емкостная нагрузка (веер), 4) нагрузка сопротивления (способ прекращения линии); (5) Допустимые доли зазоров и перерегулирования (степень снижения помехоустойчивости переменного тока).

2. несколько видов линий электропередач

(1) Coaxial cable and twisted pair: They are often used in the connection between systems. характеристическое сопротивление коаксиального кабеля обычно составляет 50 Омега и 75 Омега., and twisted pair is usually 110Ω.

(2) микрофильм на печатных платах

The microstrip line is a strip conductor (signal line). диэлектрик используется для изоляции от плоскости земли. If the thickness, width, and distance between the line and the ground plane are controllable, его характеристическое сопротивление также можно контролировать. The characteristic impedance Z0 of the microstrip line is:

In the formula: [Er is the relative permittivity of the printed board dielectric material

6 - толщина диэлектрического слоя

W - ширина линии

Т - Толщина линии

задержка передачи одной длины микрополос зависит только от диэлектрической константы, независимо от ширины линии или расстояния.

3) лента в печатном виде

лента - медная лента, расположенная между двумя электропроводящими плоскостями. If the thickness and width of the line, диэлектрическая постоянная среды, and the distance between the two conductive planes are controllable, Поэтому характеристическое сопротивление линии также контролируется. The characteristic impedance B of the strip line is:

Where: b is the distance between two ground boards

W - ширина линии

Т - Толщина линии

Аналогичным образом, время задержки передачи ленты на единицу длины независимо от ширины или расстояния линии; Это зависит только от относительной диэлектрической проницаемости используемой среды.

3. бесконечная линия передачи

если время задержки линии значительно короче, чем время нарастания сигнала, то линия передачи может использоваться без последовательного или параллельного соединения. если задержка в оба конца провода (время, необходимое для передачи сигнала по линии передачи) меньше импульса, то время нарастания сигнала меньше, и поэтому ответный импульс, возникающий в результате нескончаемого соединения, составляет около 15% от логического колебания. максимальный открытый маршрут примерно:

[Tr / 2tpd]

Where: tr is the rise time

задержка передачи на единицу длины линии

конец линии передачи

приемный конец линии, a resistance equal to the characteristic impedance of the line is used to terminate, затем линия передачи называется параллельным терминалом. Он используется главным образом для получения оптимальных электрических свойств, including driving distributed loads.

Иногда для экономии энергии последовательное соединение на торцевом резисторе 104 конденсатора, образуя контур на конце переменного тока, может эффективно снизить потери постоянного тока.

между приводом и линией передачи последовательно соединен резистор, зажим линии больше не соединен с оконечным резистором. этот способ прекращения называется последовательным прекращением. сверхгармонические звонки на более длинных линиях могут регулироваться последовательным демпфированием или последовательным прекращением технологии. последовательное демпфирование осуществляется через использование сопротивлений (обычно от 10 до 75 отключений) с выводом приводной сетки. этот способ демпфирования применяется к схемам, управляемым сопротивлением характеристик (например, проводки на задней панели, платы без заземления пола, большинство обмоток ит.д.).

в последовательном терминале значение сопротивления и выходное сопротивление цепи (драйвера) равны характеристическому сопротивлению линии передачи. недостатком последовательного подключения является то, что он может использоваться только в терминале с сосредоточенной нагрузкой, а задержка передачи - более продолжительное время. Однако это может быть преодолено путем использования избыточных серийных переходов.

Сопоставление нескольких методов прекращения

параллельные и последовательные преимущества. Which one to use or both depends on the designer's preference and system requirements. главное преимущество параллельного соединения - быстрота системы, передача сигналов по дороге без искажений. The load on the long line will neither affect the transmission delay time of the drive gate driving the long line nor the signal edge speed thereof, Но это увеличивает задержку передачи сигнала по длинной линии. When driving a large fan-out, распределение нагрузки по короткой ветви, instead of the terminal where the load must be lumped on the line as in the series termination.

последовательный концевой метод подключения позволяет схемам управлять несколькими параллельными линиями нагрузки. емкостная нагрузка, связанная с последовательным включением зажимов, увеличивает время задержки примерно в два раза по сравнению с соответствующим параллельным соединением зажимов, короткомаршрутная емкостная нагрузка вызывает. скорость уменьшается, время задержки привода увеличивается. Однако последовательное подключение менее тесно связано с параллельными соединениями. главная причина заключается в том, что амплитуда сигнала, передаваемого по цепочке, составляет лишь половину логического колебания. ток переключателя составляет только половину тока параллельного терминала, малая энергия сигнала и малая последовательность помех.

двухпанельный PCB

Whether to choose a double-sided board or a multi-layer board when making a PCB depends on the highest operating frequency, сложность схем, and the requirements for assembly density. В то время, когда частота часов превышала 200мгц, желательно выбрать многослойную панель. If the operating frequency exceeds 350MHz, лучше всего выбрать PTFE как лист печатной схемы с диэлектриком, because its high-frequency attenuation is smaller, паразитная емкость меньше, and the transmission speed is faster. малое энергопотребление большой мощности, the following principles are required for the wiring of the printed circuit board

(1) при проектировании линии передачи сигналов, избегайте резких поворотов, чтобы предотвратить внезапные изменения сопротивления линии передачи. Попробуйте построить однородную дугу с определённым размером.

(2) Keep as much space as possible between all parallel signal lines to reduce crosstalk. If there are two signal wires that are close together, лучше заземлить между двумя проводами, which can play a shielding role.

ширина печатных линий рассчитывается по формуле импеданса характеристики указанных выше микрополос и полос. The characteristic impedance of the microstrip line on the printed circuit board is generally between 50 and 120Ω. получить большое характеристическое сопротивление, the line width must be very narrow. но очень тонкая линия не так легко нарисовать. Considering various factors, обычно, выберите значение сопротивления, которое нужно отключить около 68, because the characteristic impedance of 68Ω can achieve the best balance between delay time and power consumption. © линии электропередач потребляют больше энергии; Конечно, a larger impedance can reduce the power consumption, Но это увеличивает время задержки передачи. емкость отрицательной схемы увеличивает время задержки передачи, снижает характеристическое сопротивление. Однако, the intrinsic capacitance per unit length of the line segment with very low characteristic impedance is relatively large, Таким образом, задержка передачи и характеристическое сопротивление в меньшей степени зависят от нагрузочной емкости. An important feature of a properly terminated transmission line is that the short branch line should have no effect on the line delay time. когда Z0 выключает. The length of the branch stub must be limited to 2.5 см или ниже. In order to avoid loud ringing.

(4) если на пластине цепи есть небольшой сигнальный усилитель, то слабая линия сигнала перед усилением должна быть удалена от линии сильного сигнала, и линия следа должна быть как можно короче, если это возможно, защищена заземленной линией.

(5) If there are high-current devices on the printed circuit board, such as relays, контрольная лампа, Оратор, etc., их заземление должно быть разделено, чтобы уменьшить шум на земле. The ground wires of these high-current devices should Connect to an independent ground bus on the plug-in board and backplane, Эти автономные заземляющие линии также должны быть подключены к месту подключения всей системы.

6) для двухсторонних (или четырехслойных линий в шести слоях). линии по обе стороны платы должны быть перпендикулярными друг к другу, чтобы избежать помех из - за взаимоиндукции.