PCB Блог - обсудить с пяти Сторон, как сделать печатных плат - панель

Всем известно, что создание печатных плат заключается в том, чтобы превратить разработанную схему в настоящий печатный плат. не стоит недооценивать этот процесс. Есть много вещей, которые в принципе работают, но трудно достижимы в технике, или то, что одни люди могут понять, а другие не могут. поэтому сделать печатную панель не так уж сложно. Двумя основными трудностями в области микроэлектроники являются обработка высокочастотных сигналов и слабых сигналов. в этом отношении особенно важен уровень производства печатных плат. одни и те же исследования, одни и те же компоненты, различные люди сталкиваются с различными типами печатных плат-панелей. Результат, Итак, как мы заказали хороший печатный плат-лист??

1. Уточнить цели дизайна
При получении задания на проектирование, в первую очередь, необходимо четко определить цель, будь то обычная печатная плата, высокочастотный печатный плат, малосигнальная обработка печатных плат, или печатных плат-панелей с одновременной высокочастотной и малой частотной обработкой сигналов. . Если это обычная доска для печатных плат, только макет и проводка доступны и опрятны, и механические размеры точны, если есть промежуточная и длинная грузовая линия, необходимо использовать определенные средства для уменьшения нагрузки. когда сигнальная линия на нагрузке 40 мгц, особое внимание должно быть уделено этим сигнальным линиям, как интерференция между линиями. Если частота выше, то длина монтажа будет более строго ограничена. В соответствии с сетевой теорией распределенных параметров, взаимодействие между высокоскоростными цепями и проводами вызывает повышенную чувствительность, что нельзя игнорировать при проектировании систем. При изменении скорости сетки сопротивление на сигнальной линии будет соответственно возрастать, пропорционально обнаружению помех между соседними линиями. Обычно большое энергопотребление и теплоотдача в высокоскоростных схемах. При изготовлении высокоскоростных печатных плат достаточное внимание следует уделять доске. При слабых сигналах уровня милливольта или даже уровня микровольта на плате требуется особый уход за этими сигнальными линиями. Из-за того, что слабый сигнал, другие сильные сигналы очень легко могут помешать, обычно требуется защита. Значительно снижает отношение сигнал/шум. поэтому полезный сигнал подавляется шумом и не может быть эффективно выделен. на стадии проектирования следует также рассмотреть отладку платы. экологической контрольной точки зрения, нельзя игнорировать изоляцию контрольной точки и других факторов, потому что некоторые незначительные и высокочастотные признаки не могут быть добавлены в зонд для измерения положения. Кроме того, следует учитывать и другие факторы, такие как количество слоев картона, форма упаковки компонентов и механическая прочность картона. Перед созданием печатной платы необходимо знать цели проектирования.2. Understand the function of the components used for the layout and wiring requirements
We know that some special components have special requirements for layout and wiring, например, аналоговый усилитель сигналов, используемый в LOTI и APH. The analog signal amplifiers require stable power supply and small ripple. аналоговый блок малой сигнализации должен быть как можно дальше от электропитания. On the OTI board, блок усиления малого сигнала также специально оборудован экраном, чтобы экранировать рассеянные электромагнитные помехи. использование чипов GLINK на панели NTOI с использованием ECL, which consumes a lot of power and generates heat. при компоновке особое внимание должно уделяться теплоотдаче. If natural heat dissipation is used, чипы GLINK должны располагаться в относительно плавном воздушном цикле., and the heat dissipated can not have a great impact on other chips. если плата оборудована громкоговорителем или другим мощным устройством, it may cause serious pollution to the power supply, Это также заслуживает внимания..

3. Рассмотрение компоновки компонентов
Одним из первых факторов, которые необходимо учитывать при компоновке компонентов, являются электрические характеристики. Компоненты, которые тесно связаны с проводкой, должны быть размещены как можно ближе друг к другу. особенно высокоскоростные линии, макет должен быть как можно короче. разделение сигналов питания и малой сигнализации. Исходя из требований к характеристикам схемы, кроме того, необходимо подобрать правильное расположение компонентов, что удобно для тестирования. механический размер платы и расположение розеток также требуют строгого контроля. Заземление и время задержки распространения на межсоединениях в высокоскоростных системах также являются первыми факторами, которые следует учитывать при проектировании системы. время прохождения сигнала сильно влияет на скорость всей системы, особенно для высокоскоростных цепей ECL. Несмотря на то, что сам блок интегральных схем имеет очень высокую скорость, за счет использования обычных соединительных линий на объединительной плате (около 30 см в длину на линию) (задержка 2 нс) увеличится время задержки, что значительно увеличивает системную скорость. Синхронно работающие компоненты, такие как регистры сдвига и синхронные счетчики, размещаются на одной и той же сменной плате. платы, синхронизация важна, длина тактовых линий от общего источника тактовых импульсов до каждой платы должна быть одинаковой.

4. Рассмотрение проводки
С завершением проектирования OTNI и оптоволоконной сети, в будущем будет выбрано больше высокоскоростных линий передачи на более чем 100 МГц. Здесь будут представлены некоторые основные концепции высокоскоростных линий.
4.1 Линия передачи
Любой «длинный» путь сигнала на печатной плате можно считать линией передачи. если время задержки распространения линии меньше, чем время нарастания сигнала, любые отражения, возникающие во время подъема сигнала, будут заглушены. повышения, отдачи и звона больше нет. для большинства схем MOS, поскольку отношение времени нарастания к времени задержки передачи по линии намного больше, траектория траектории может измеряться в метрах без искажения сигнала. Для более быстрых логических схем, особенно для сверхскоростных ECL. Для интегральных схем увеличение краевой скорости, если не будут приняты другие меры, для защиты от сигнала необходимо значительно увеличить дорожную запись. Есть два способа заставить высокоскоростные схемы работать на относительно длинных линиях без серьезных искажений формы сигнала. TTL использует диодный фиксатор Шотки для быстрой красоты, так что перерегулирование фиксируется до одного падения диода ниже потенциала земли. Это поздний размер последних вычетов, более медленный нарастающий фронт допускает перерегулирование, но оно ослабляется относительно высоким выходным сопротивлением (50-80 Ом) схемы в состоянии уровня "Н". Кроме того, при высокой степени помехоустойчивости в режиме "н" проблема отдачи не очень выражена. оборудование для серии HCT, если используются методы фиксации диода Шоттки и последовательного сопротивления, усовершенствование будет улучшено. эффект будет более очевидным. При более высоких скоростях передачи данных и более высоких скоростях фронта описанный метод формирования TTL имеет некоторые случаи появления, когда по линии передачи выше. Из-за отраженных волн в линии они склоняются к высокому битрейту, вызывая серьезные искажения сигнала и снижая устойчивость к помехам. поэтому для решения проблемы отражения в журналах ECL обычно используется другой метод: метод согласования линейных сопротивлений. Таким образом можно контролировать отражения и гарантировать целостность сигнала. строго говоря, для обычных ТТЛ и КМОП устройств с более низкой фронтальной скоростью линии электропередач не нужны. Линии передачи также не всегда требуются для высокоскоростных устройств ECL с более высокими граничными скоростями. но при сборе линии передачи их преимущество заключается в том, что они могут прогнозировать задержки проводов и контролировать отражения и колебания за счет согласования импедансов.

4.2 Существуют следующие пять основных факторов для принятия решения об использовании линии передачи. Они есть:
(1) Скорость фронта системного сигнала;
(2) Расстояние соединения;
(3) Емкостная нагрузка (насколько разветвлено);
(4) резистивная нагрузка (метод заделки проводов);
(5) Допустимый процент отдачи и перерегулирования (снижение устойчивости к переменному току).

4.3 Несколько типов линий передачи
(1) Коаксиальный кабель и витая пара: они часто используются для соединения систем. характеристическое сопротивление коаксиального кабеля обычно составляет 50 Омега и 75 Омега., А двойная виселица обычно 110 ©.
(2) Микрополосковая линия на печатной плате: Микрополосковая линия представляет собой ленточный проводник (сигнальная линия). изоляция диэлектриком от земли. Если толщина, ширина и расстояние от плоскости земли поддаются контролю, его характеристическое сопротивление также встречается. Время задержки распространения на единицу длины микрополосковой линии зависит только от диэлектрической проницаемости и не имеет ничего общего с шириной линии или расстоянием между ними.
(3) Полосковая линия в печатных платах. Полосковая полосковая линия представляет собой медную полосковую линию, расположенную посередине диэлектрика между двумя проводящими плоскостями. Если толщина и ширина линии, диэлектрическая проницаемость среды, расстояние между внешними проводами, управляемость, то характеристическое сопротивление линии также является управляемым. Так же, время задержки распространения на единицу длины полосковой линии не зависит от ширины или шага линий; это зависит только от относительной диэлектрической проницаемости используемой среды.

4.4 Заделка линий передачи
Когда приемный конец линии имеет сопротивление, равное волновому сопротивлению линии, линия называется передачей симметричным терминалом. В основном используется для получения электрических характеристик, распределённая нагрузка. Иногда в целях экономии энергопотребления 104 конденсатора с торцевым сопротивлением последовательного соединения, структуры контура на конце цепи тока, что может эффективно уменьшить потери постоянного тока. одно резисторное соединение между приводом и линией передачи, и конец линии больше не подключен к согласующему резистору. Этот метод использует последовательное потребление. Перерегулирование и звон на более длинных линиях можно контролировать с помощью методов последовательного демпфирования или последовательного прерывания. Последовательное демпфирование достигается за счет использования небольшого резистора (обычно от 10 до 75 Ом) последовательно с выходом затвора привода. Этот метод демпфирования подходит для использования с проводами, характеристическое сопротивление которых контролируется (такими как проводка объединительной платы, неразветвленная плата и большинство проволочных витков). характеристическое сопротивление с общей суммой. Линия с последовательным подключением имеет недостаток, заключающийся в том, что на окончании можно использовать только сосредоточенные нагрузки, а время задержки распространения велико. Однако это можно преодолеть, используя избыточные линии передачи с последовательным окончанием.

4.5 Неограниченная линия передачи
Линии передачи можно использовать без последовательного или параллельного согласования, если время задержки линии намного меньше времени нарастания сигнала, если задержка приема-передачи (время, необходимое сигналу для прохождения вперед и назад по линии передачи) для несогласованной линии длиннее, чем для импульсного сигнала. Если время нарастания короткое, скидка без поступления составляет 15% от логического существования.

4.6 Сравнение нескольких методов завершения
Как параллельное подключение клемм, так и последовательное подключение клемм имеют свои преимущества. каким образом, или и тем, и другим, зависит от предпочтений конструктора и системных гарантий. Основным преимуществом параллельного подключения является высокая скорость работы системы и полная и без искажений передача сигнала по проводу. , но увеличивает время задержки распространения сигнала вдоль длинной линии. когда большое открытие открылось, нагрузка может быть распределена по линии через ответвление вместо терминала, где нагрузка должна быть объединена вместе, как при последовательном соединении. схема последующего концевого соединения, позволяющая управлять множественными аналитическими нагрузочными линиями. Приращение времени задержки, вызванное емкостной нагрузкой линии с последовательным подключением, примерно в два раза больше, чем у соответствующей линии с параллельным подключением. Скорость снижается, а время задержки возбуждения увеличивается. Однако перекрестные помехи последовательно соединенных проводов меньше, чем у параллельных проводов, в основном потому, что амплитуда сигнала, амплитуда по последовательному проводу, составляет только половина логического потребления энергии, поэтому ток переключателя также составляет только половину тока переключателя, образованного при параллельном подключении, малая сигнализация.

5. Технология разводки печатных плат
Выбор двухсторонней или многослойной платы при изготовлении печатных плат зависит от рабочей частоты, сложности схемотехники и требований к плотности сборки. Выберите многослойную панель, когда частота часов превышала 200 МГц. если рабочая частота превышает 350мгц, то выбрана печатная плата с ПТФЭ в качестве диэлектрического слоя, потому что оно меньше, паразитная емкость меньше, и скорость передачи. Для экономии энергопотребления необходимы следующие принципы разводки печатной платы
(1) Между всеми параллельными сигнальными линиями должно быть как можно больше места, чтобы уменьшить перекрестные помехи. если рядом две линии сигнализации, обнаружение между двумя линиями, которые могут действовать как щит.
(2) При проектировании линии передачи сигнала необходимо избегать резких поворотов, для предотвращения внезапного изменения сопротивления линии передачи, и стараться проектировать ее в виде равномерной дуги линии определенного размера.
(3) Ширина печатной линии может быть рассчитана в соответствии с формулой расчета волнового сопротивления микрополосковой линии и полосковой линии. Волновое сопротивление микрополосковой линии на печатной плате обычно составляет от 50 до 120 Ом. получить большое характеристическое сопротивление, ширину линии необходимо сделать очень узкой. но очень тонкая линия не так легко рисуется. Принимая во внимание различные факторы, обычно выбирают значение сопротивления, которое необходимо обществу около 68, потому что выбор 68 - го чувства © характеристическое сопротивление может быть уравновешено между временем задержки и требованием работы. Линия передачи 50 Ом будет потреблять больше энергии; большее сопротивление, безусловно, может снизить энергопотребление. Время задержки распространения увеличивается, а волновое сопротивление уменьшается из-за отрицательной емкости линии. Однако собственная емкость на единицу длины отрезка линии с низким характеристическим сопротивлением относительно велика. Важной особенностью правильно терминированной линии передачи является то, что ответвления не должны оказывать незначительного влияния на время задержки линии. когда Z0 выключается. Длина короткой линии ответвления должна быть ограничена в пределах 2,5 см. Во избежание большого звона.
(4) Для двусторонних плат (или четырехслойных линий на шестислойных платах). Линии на обеих сторонах печатной платы должны быть перпендикулярны друг другу, чтобы предотвратить взаимную индукцию и перекрестные помехи.

(5) При наличии на печатной плате сильноточных устройств, таких как реле, контрольная лампа, громкоговорители и т. д., их заземляющие провода должны быть разделены и проложены отдельно для уменьшения помех на заземляющем проводе. совокупность больших токовых устройств должна быть объединена с отдельными шинами на плащах и на задней панели, и эти отдельные провода заземления также должны быть подключены к точке заземления всей системы.
(6) Если на плате имеется небольшой усилитель сигнала, линию слабого сигнала перед усилением следует держать подальше от линии сильного сигнала, и след должен быть как можно короче, а печатных плат должны быть экранированы заземляющим проводом, если это возможно.