PCB Haberleri - Yüksek hızlı PCB tasarımında ayarlama sorunları

Yüksek hızlı devrelerin sürekli durumu ile PCB tahtalarının karmaşıklığı yükseliyor ve yükseliyor. Elektriksel faktörlerden araştırmalarını engellemek için sinyal katı ve güç katı ayrılmalı, bu yüzden çok katı PCB tasarımı katılmış. Çok katı tahtaların tasarımında, katların ayarlaması özellikle önemlidir. İyi bir stack tasarımı EMI ve karşılaştırma etkisini çok azaltır. Sonraki tartışmalarda, stack tasarımın yüksek hızlı devrelerin elektrik performansını nasıl etkilediğini özellikle analiz edeceğiz.

Bir. Çok katı tahta ve bakra katı (Uçak) . Çok katı tahtalarının tasarımında sıradan PCB tahtalarına karşılaştırılmış, gerekli sinyal düzenleme katlarını eklemek üzere, en önemli şey bağımsız güç ve toprak katları (bakra katları) ayarlamak. Hızlı dijital devre sistemlerinde, Önceki güç ve toprak otobüslerini değiştirmek için güç ve toprak kullanmanın avantajları genellikle:Dijital sinyallerin dönüştüğü için stabil bir referens voltajı sağlayın.Aynı zamanda her mantıklı cihaza güç uygulayın Efektiv şekilde sinyaller arasındaki kısıtlık konuşmasını bastırması.Sebebi, güç sağlaması ve toprak katmanı gibi büyük bir bakar alanının kullanımı güç sağlaması ve dirençliği bü Elektrik tasarımı ve toprak arasında, güç katının voltajı çok üniforma ve stabil, ve her sinyal çizgisinin on a uygun bir yeryüzü uça ğının olduğuna emin olabilir. Aynı zamanda sinyal çizgisinin özellikleri engellemesi azaltılır, bu da etkileşimli konuşmayı azaltmak için çok faydalı. Bu yüzden, bazı yüksek hızlı devre tasarımları için, PC133 hafıza modulu PCB tahtaları için Intel'in ihtiyaçları gibi 6 katı (ya da daha fazla) bir çözüm kullanılması gerektiğini a çıkça belirtildi. Bu genellikle çoklu katmanyetik radyasyonun elektrik özelliklerini ve elektromagnetik radyasyonun baskısını düşünüyor. Hatta fiziksel ve mekanik hasarlarına karşı çıkabilecek yetenekler, düşük katmanlık PCB tahtasından daha iyi. Eğer maliyetin faktörünü düşünüyorsanız, fiyatın daha pahalı katları olmaz, çünkü PCB tahtasının maliyeti sadece katların sayısıyla bağlı değil, aynı zamanda birim bölgesinin yoğunluğuyla bağlı. Takımların sayısını azalttıktan sonra uzay kesinlikle azaltılacak, bu yüzden izlerin yoğunluğunu arttıracak, hatta tasarım talepleri hatta çizgi genişliğini azaltıp uzayı kısaltarak azaltılacak. Bunların yüzünden gelen maliyetin arttığı sık sık sık fiyatı azaltarak maliyetin düşürmesini aşabilir. Elektrik performansının kötülüğü ile birlikte bu yaklaşım sık sık karşılaştırıcı. Bu yüzden tasarımcılar için tüm aspektler düşünmeli.

İki. Yüksek frekans altındaki sinyal üzerindeki yeryüzü uçak katının etkisi. Eğer PCB mikrostrip sürücüsünü transmission hattı modeli olarak alırsak, yeryüzü uçak katı da transmission hatının bir parças ı olarak kabul edilebilir. Burada "loop" konsepti "ground" konseptini değiştirmek için kullanılabilir. Yer bakır katı aslında bir sinyaldir. Çizginin geri dönüş yolu. Güç katı ve toprak katı büyük bir sayı kapasitör tarafından bağlanıyor. AC durumunda, güç katı ve yer katı eşit olarak kabul edilebilir. Ağımdaki döngü düşük frekans ve yüksek frekans arasındaki fark nedir? Aşağıdaki figürden, düşük frekanslarda, akışın en küçük dirençliğiyle yolun boyunca akışını görebiliriz. Yüksek frekanslarda, akışın en küçük induktans boyunca. Dönüş akışı, en azından impedans olan yoldur ve dönüş akışı, sinyal izlerinin altında doğrudan dağıtılır. Yüksek frekanslarda, bir tel yeryüzünde doğrudan ayarlandığında, daha kısa bir döngü olsa bile, döngü akışı sinyal kaynağına doğrudan dönmeli. Bu yolun en küçük inpleksiyonu var, yani inpleksiyonu. En küçük ve en büyük kapasitet. Bu yöntem, elektrik alanı büyük kapasitetli birleştirmek ve manyetik alanı küçük etkileyici bir birleşme ile düşük reaksiyonu korumak için bastırmak ve kendini korumak denir . A şağıdaki formül, sinyal çizgisinin altında bulunan şimdiki yoğunluğun farklı koşullarla değiştiğini kanuna gösterir: “ formuladan bir sonuç çizelebilir: şu döngüde, sinyal çizgisine yakın, şu anki yoğunluğu daha büyük. Bu durumda tüm dönüşün bölgesi en küçük ve induktans da en küçük. Aynı zamanda sinyal çizgi ve döngü çok yakın olursa, ikisinin akışları yaklaşık aynı ve yönleri tersidir. Dışarı uzayda üretilen manyetik alanlar birbirlerini iptal edebilir, bu yüzden dışarıdaki dünyaya EMI de çok küçük. Bu yüzden, her sinyal düzenleme katının yakın bir yere uçak katının düzenlenmesini sağlamak en iyisi. Şimdi toprak uçağında konuşma sorunu düşün. Yüksek frekans dijital devrelerinde, kısıtlık konuşmasının en önemli nedeni induktif bağlantı sonucudur. Yukarıdaki döngü şiddetlik dağıtımın formülünden görülebilir ki birkaç sinyal çizgileri relativ yaklaşınca, karşılaşık döngü akışları üzerinde geçecek. Bu zamanlar, ikisinin arasındaki manyetik alanlar birbirlerine kesinlikle karışık konuşma sesi oluşturacak. K ıssız konuşma voltasyonunun büyüklüğü sinyal çizgileri arasında, yeryüzünün yüksekliğini H ve aşağıdaki şekilde gösterilen K'nin koefitörlüğü arasındaki mesafeli D ile bağlantılı: Toplu yapılandırma için, sinyal katı ve toprak katı arasındaki mesafeyi kısaltmak kesinlikle yer uçağının karıştırmasını etkili olarak azaltır. Gerçek PCB düzeninde böyle bir sorun sık sık karşılaşıyor. Eğer güç sağlamının ve toprak katının bakıcılığına dikkat etmezseniz, bakar sallama bölgesinde ayrılmış bir toprak olabilir. Bu durum genellikle vias yüzünden. Bu bölgeyi izolasyon alanından ya da delikten dolayı neden oluyor (figürde gösterilmiş gibi). Sonuç, yükselme zamanı yavaşlatmak ve döngü alanını arttırmak, bu da ihtiyacı olmayan kısıtlık konuşmasına ve EMI'ye yaklaşıyor. Bu fenomenden kaçınmalıyız. Çirkin akışının kırılması nedeniyle arttığı induktans:L=5Dln(D/W)D, sinyal çizgisinden en yakın kırık noktasının en yakın ucuna kadar dikey uzağını temsil ediyor ve W izlerin genişliğini temsil ediyor.

Üç. Birkaç tipik laminat tasarımları ve analizi. Yukarıdaki temel bilgileri anladıktan sonra, uyumlu laminat tasarım plan ını çizebiliriz. Genelde, bu kuralları takip etmeye çalışın:

Bakar katları tercih ederse çift düzenlenmeli. Örneğin, altı katmanın 2, 5 veya 3, 4 katı kopar olmalı. Bu süreçte dengelenmeyen yapı gerektiğine neden oluyor, çünkü dengelenmeyen bakra katları tahtasının PCB Warpage deformasyonuna neden olabilir. Sinyal katı ve bakra katı aralıkta yerleştirilmeli. Her sinyal katmanın en azından bir bakra katmanına yakın olabileceği en iyisi. Elektrik tasarımıyla yeryüzü katmanın uzağını kısaltmak güç tasarımının stabiliyetine ve EMI'nin azaltmasına neden oluyor. Çok yüksek hızlılığında sinyal katmanı izole etmek için fazla yeryüzü katmanı ekleyebilirsiniz, ama daha fazla güç katmanı izole etmek öneriliyor, Bu, gereksiz bir ses araştırmasına sebep olabilir. Fakat gerçek durum, üstündeki farklı faktörler aynı zamanda tatmin edilemez. Bu zamanlar, akıllıca mantıklı bir çözüm düşünmeliyiz. Daha aşağıda birkaç tipik laminat tasarım tasarımı analiz edilir: “ İlk dört katı tahtasının laminat tasarımını analiz edin. Genelde daha karmaşık yüksek hızlı devreler için 4 katı tahtasını kullanmamak en iyisi, çünkü fiziksel ve elektrik özellikleriyle ilgili birçok dayanamayan faktörü var. Eğer dört katı tahtası tasarlamak zorunda olsanız, bunu: güç-sinyal-sinyal-yer olarak ayarlayabilirsiniz. Daha iyi bir çözüm var: dışarıdaki iki katı da yerleştirilmiş ve içerideki iki katı güç ve sinyal çizgileri kullanılır. Bu çözüm dört katı tahta tasarımının en iyi çözümüdür. EMI üzerinde mükemmel bir baskı etkisi var ve sinyal çizgisinin engellemesi de çok faydalı. Daha yüksek uçuş yoğunluğu olan gemiler daha zor. Altı katı tahtaların stack tasarımına odaklanıyor. Şimdi birçok devre tahtaları, hafıza modulu PCB tahtalarının tasarımı gibi 6 katlı tahta teknolojisini kullanır. Onların çoğu 6 katı tahtalarını kullanır (yüksek kapasitet hafıza modulları 10 katı tahtalarını kullanabilir). En alışkanlı 6 katı masası böyle düzenlenmiş: sinyal-yere-sinyal-sinyal-güç-sinyal. İmparans kontrolünün görünüşünden bu düzenleme mantıklı, fakat güç sağlığı yeryüzünden uzakta olduğu için, bu, yaklaşık olarak küçük ortak modunun EMI'nin radyasyon etkisi pek iyi değildir. Eğer bakır bölgesini 3 ve 4 katına değiştirseniz, kötü sinyal impedans kontrolü ve güçlü farklı EMI moduna sebep olur. Bir yeryüzü uçak katmanı da eklemek için bir plan ı var, düzenleme ise sinyal-yeryüzü-sinyal-güç-yeryüzü-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal, böylece impedance kontrolünün perspektifinden ve EMI'yi azaltmanın perspektifinden hiç bir önemi yok, yüksek hızlı sinyal tamamlama tas Ama zorluğu, katların yıkılması dengelenmedir. Üçüncü katı bir sinyal dönüştürme katı, fakat uyumlu dördüncü katı büyük bir bakra alanı olan güç katı. Bu PCB yapımında bazı sorunlara karşılaşabilir. Tasarımlandığında, üçüncü kattaki boş bölgeler yaklaşık dengelenmiş bir yapının etkisini elde etmek için bakır ile örtülebilir. Daha karmaşık devre uygulaması on katı tahta teknolojisinin kullanımına ihtiyacı var. 10 katı PCB tahtası çok ince izolatıcı dielektrik katı ve sinyal katı yeryüzüne çok yakın olabilir. Bu şekilde, katlar arasındaki impedans değişimi çok iyi kontrol ediliyor. Genelde, ciddi stack tasarım hataları ile görünmeyen sürece tasarımcılar yüksek kaliteli yüksek hızlı devre masası tasarımlarını kolayca tamamlayabilir. Eğer sürücük çok karmaşık ve daha fazla sürücük katları gerekirse, stacağı, sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-güç-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal olarak ayarlayabiliriz, tabii ki bu durum bizim en iyimiz değil Evet, sinyal izlerini küçü Bu yüzden en sık sık sıralama tasarımı ise: sinyal-yeryüzü-sinyal-sinyal-elektrik-yeryüzü-sinyal-sinyal-sinyal-sinyal-yeryüzü-sinyal, üç yeryüzü uçak katı burada kullanılır ve sadece bir elektrik tasarımı kullanılır (sadece tek bir elektrik tasarımının davasını düşünüyoruz). Bu yüzden güç katmanı yeryüzü uçak katmanı ile aynı impedans kontrolü etkisi olsa da güç katmanı daha büyük bir araya getiriyor, daha yüksek düzenli harmonik var ve dışarıdaki dünyaya EMI da güçlü, bu yüzden sinyal ile ilgilenir. Tel katı gibi yeryüzünden korunmak en iyisi. Aynı zamanda, eğer birden fazla güç katı izolasyon için kullanılırsa, dönüş akışı yerden elektrik uçağına kapasitör tarafından dönüştürülecek. Bu şekilde, çözümleme kapasitesinin üstünde fazla voltaj düşüşüşü gereksiz ses etkilerini sağlayacak.

Dört. Toplaştırın & # 160; Yukarıdaki tek PCB stack tasarımında bulunan bazı sorunları tartışıyor. Özellikler gerçek durumlara göre belirlenmeli. Yeteneğin genişliğinde sık sık sık sinyal kalitesini ve maliyeti hesaplamak gerekiyor. Yukarıdaki teoretik prensiplere uygun laminat tasarımının tasarımı sürdürürken, aynı zamanda, her katmanın yönetimi, sinyal katmanın genişliğini ve kapasitörlerin yerleştirmesini ve bunlardan uzaklaştırmak için başka bir sürücü prensiplerini düşünmeliyiz. Sadece çeşitli faktörleri düşünerek sonunda daha iyi performans ile devre tahtasını tasarlayabiliriz.

Yukarıdaki, yüksek hızlı PCB tasarımının sıkıştırma problemine bir tanıtımdır. Ipcb, PCB üreticilerine ve PCB üretim teknolojisine de sağlıyor.