Технология PCB - PCB технология IBIS моделирования для изучения сигналов

использование цифрового ввода/output buffer information specification (IBIS) simulation model in the development phase of a printed circuit board (PCB). в данной статье описывается использование модели IBIS для вычисления некоторых важных переменных для полноты сигнала и определения проектирование PCB решение.

Следует отметить, что это значение является составной частью модели IBIS.

Signal integrity issues When observing digital signals at both ends of a transmission line, когда сигнал поступает на терминал, конструктор будет удивлен результатами сопровождение PCB. если расстояние относительно большое, телекоммуникационный сигнал скорее походит на бегущую волну, чем на мгновенный изменяющийся сигнал. A good simulation of the behavior of waves on a circuit board is CHICHENGPO (waves in a pool). Потому что две группы одинакового объёма воды имеют одно и то же "сопротивление", плавно течь через пруд. However, видимая разность импедансов клеток, and the waves are reflected in the opposite direction. телеграфный номер инжекционной цепи сопровождение PCB will have the same phenomenon. когда возникает импеданс, this phenomenon is reflected in a similar way. На рисунке 1 показано устройство PCB. The microcontroller TI MSP430™ sends a clock signal to the TI ADS8326 ADC, отправить данные в MSP430. Figure 2 shows the reflections caused by impedance mismatches in the device. Эти отражения могут вызвать проблемы целостности сигнала на трассе передачи.

позволять сопровождение PCB resistance matching at one or both ends can greatly reduce reflections.

F для решения проблем совместимости сопротивлений и сопротивлений системы конструкторы должны понимать импедансные характеристики интегральной схемы (IC) и линии PCB как линии передачи.

понимая эти функции, конструктор может преобразовать каждый элемент связи в распределённую линию передачи. передающая линия обеспечивает все виды сетевых услуг: от однополюсного и дифференциального терминала до устройства для вывода утечки. Эта статья в основном представляет одностороннюю линию передачи, ее привод использует двухтактный вывод схемы дизайн.

Кроме того, необходимо установить следующие параметры для ссылок IC:

выходное сопротивление датчика ZT (Омега)

время восхождения и падения TFall (в секундах)

входное сопротивление приемника ZR (Омега)

Receiver pin capacitance value CR_Pin (F) These specifications are usually not in the IC manufacturer's product manual.

как будет обсуждено в настоящем документе, все эти значения могут быть получены в процессе проектирования PCB с помощью модели IBIS IC и с помощью этой модели имитировать траекторию передачи PCB.

использовать следующие параметры для определения дорожки передачи:

характеристическое полное сопротивление Z0 (Омега)

задержка распространения D (ps / дюйм)

Tracking propagation delay tD (PS)

Длина дорожки (дюйм) может быть больше в списке переменных в зависимости от конкретного PCB. например, PCB спроектирован таким образом, чтобы иметь заднюю панель с несколькими пунктами передачи / приема. 3 Все линии электропередач установлены в зависимости от конкретного PCB. как правило, диапазон Z0 на FR - 4 панели составляет от 50 до 75 ом, а диапазон D - от 140 до 180ps / дюймов. Фактические значения Z0 и D зависят от фактического объема материалов и физического размера орбиты.

4 задержка с распространением схемы на отдельных схемах рассчитывается следующим образом: TD = dxlength.

(1) For the FR-4 board, the reasonable propagation delay of the linear line (see Figure 4) is 178 ps/дюйм, and the characteristic impedance is 50 ohms.

измерив индуктивность и емкость проводов и вставив эти значения в следующую формулу, мы можем проверить этот результат на панели схемы: CTR - это емкость проводов для отслеживания скорости проводов в единицах фара / дюйма; LTR - единица измерения / дюйм линейной индуктивности; Ps / дюйм является диэлектрической проницаемости воздуха; ER - диэлектрическая постоянная материала.

например, если в микроволновой полосе передачи конденсатор сети составляет 2,6 pf / дюйма, то индуктивность линии составляет 6,4 nH / дюйма, D = 129ps / дюймов, Z0 = 49,4 отключения).

После определения линии передачи в сравнении с распределенной схемой следующим шагом будет определение того, представляет ли схема полимерную или распределенную систему. в целом, полимерные системы имеют меньший размер, а распределенные схемы требуют большего количества листового пространства. Маленькие схемы имеют действительную длину, сигнал меньше, чем самые быстрые электрические характеристики.

для того чтобы стать приемлемой полимеризационной системой, схемы на PCB должны удовлетворять следующим требованиям:

(5) Among them, tRise is the rise time in seconds. После реализации полимеризационной схемы на PCB, the termination strategy is not a problem.

в основном, мы предполагаем, что сигнал, передаваемый на линию передачи, поступает к приемнику немедленно.

модель IBIS макет организации данных основан на диапазоне напряжения энергии IC. модель IBIS содержит данные по трем или шести или девяти углам. переменными, определяющими эти углы, являются технология кремния 1, напряжение питания и температура перехода. для создания точной модели IBIS необходимы конкретные технологические / напряжения / температуры (Пвт) модели оборудования. рейтинг варьируется, технология кремния также различна, созданная модель слаба и сильна. конструктор определяет напряжение в соответствии с требованиями мощности элемента и изменяет его между номинальными, минимальными и максимальными значениями.

И наконец, в зависимости от номинального температурного диапазона элемента, номинального энергопотребления, герметизации и теплового сопротивления окружающей среды, т.е. В таблице 1 приводятся примеры трех переменных величин ПВТ и их связь с процессами CMOS серии ADC ADS129x для измерения 24 - битного биопотенциала TI. эти переменные используются для моделирования шести моделей SPICE. при первом и четвертом моделировании использовались номинальная технологическая модель, номинальное напряжение питания и температура перехода при комнатной температуре. Во втором и пятом моделях использовались модели слабых процессов, низкоэнергетическое напряжение и высокая температура перехода. В третьем и шестом моделях использовались мощные модели процессов, более высокое напряжение питания и более низкие температуры.

соотношение между значениями PVT отражает оптимальный угол для процесса CMOS.

требования к датчикам, используемые для определения полноты сигнала, включают выходной импеданс (ZT) и время нарастания (TRise and TFall, соответственно). На рисунке 5 показан пакет TI ADS1296 ads129x. Ibs, в котором перечислены файлы модели IBIS. 5 значения, используемые для создания импедансов, показаны под ключом [Pin], который также находится в модели буфера (не отображается).

время нарастания давления находится в Переходной части списка данных модели IBIS. входное и выходное сопротивление любого сигнала, импеданца которого нет, добавляется в сопротивление модели через индуктивность и емкость герметизации. На рисунке 5 Ключевые слова "[Component]", "[Manufacturer]" и "[Package]" описывают конкретный пакет, т.е. 64 шприца PBGA (ZXG). индуктивность и емкость герметизации отдельных пяток можно найти в ключе "[pin]". например, на пятке 5Е можно найти GPIO4, L - привязки и C - привязки.

сигнал и герметизированный л.у.л. (индуктивность пятки) и К.С. Сё (емкость пятки) соответственно 1.4891 nH и 0.28001 pf. Вторым важным значением емкости является кремниевая емкость, т.е. значение C. Dieu comp можно найти в списке Model DIO Thau 33 в списке Ads129x под ключом "[Model]". Файлы ibs (см. диаграмму 6). в модели C u comp - это емкость Дио буфера, напряжение привода которого составляет 3.3V. знак крестовины 124х4 обозначает примечание; Таким образом, в этом списке действительные значения C comp 3.0727220e - 12 F (типичные значения), 2.3187130e - 12 F (наименьшие значения) и 3.8529520e - 12 F (максимум), которые могут быть выбраны дизайнером PCB.

Данная статья основана на том, что полное сопротивление не совпадает с PCB в качестве отправной точки, используя IBIS для проектирования линии передачи. После этого на заводе PCB были изучены модели IBIS и выявлены некоторые ключевые компоненты проблемы с передачей. В этой связи необходимо найти решение этой проблемы.

Показывать стратегию завершения коррекции. если вы хотите построить линию передачи PCB, первый шаг - сбор информации из базы данных продукты PCB manual. Второй шаг заключается в том, чтобы проверить модель IBIS и найти некоторые из параметров, которые не могут быть получены при вводе норм/выходной импеданс, boost time, вход/output capacitance. при переходе на аппаратную фазу, Мы должны использовать модель IBIS, чтобы найти некоторые основные характеристики продукта и имитировать окончательный дизайн.