PCB Blogu - PCB tahta toplantısını nasıl tasarlamak

Her katı bir katta PCB tahtası elektrik davranışlarını belirlemek için özel bir rol oynuyor. Sinyal uçak katları komponentler arasında güç ve elektrik sinyalleri taşıyor, Ama iç katlara bakra uçaklarını düzgün yerleştirmezseniz, onlar doğru çalışmıyorlar.. Sinyal katlarının yanında, Senin PCB tahtası Güç ve toprak uçaklarına ihtiyacı var., ve bunları PCB tahtası Yeni masanın doğru çalıştığından emin olmak için toplama. Güç nerede?, Yer, ve sinyal katları? Bu uzun süren tartışmalardan biridir. PCB tahtası tasarlama, tasarımcıların planlı uygulamalarını dikkatli düşünmesine zorluyorlar., Komponentlerin, ve tahtadaki sinyal toleransi. Eğer impedans değişikliğinin sınırlarını anlarsanız, Jitter, voltaj dönüştürücü. PDN impedance, ve karışık konuşma reddedilmesi, tahtada yerleştirmek için sinyal ve uçak katlarının doğru düzenlenmesini belirleyebilirsiniz. Sizin tasarlama amacınızı hayata getirmek hakkınızı istiyor. PCB tahtası tasarlama araç seti. Düzine katı olan basit iki katı tahtası veya yüksek hızlı bir PCB oluşturmak ister misiniz?, PCB tahtası tasarlama yazılımı herhangi bir uygulama için uygun olmalı..

Sinyal uçak stacağını tanımlarken, giriş seviyesi tasarımcıları olabilir ki, şeyleri a şırıya götürmeye katılabilir. Sadece tahtada iki katı veya küçük bataklıklara bağlı bir katı ihtiyaçları var. Doğru cevap, tahta üzerindeki a ğların sayıs ına bağlı, devredeki kabul edilebilir bir seviye, karışık sinyallerin bulunmasına bağlı. Genelde, konseptin kanıtlarınız bir tahtada iyi çalışırsa, iki katı tahtada sevdiğiniz her dizim tekniklerini kullanabilirsiniz ve tahta iyi bir şansı olacak. Çoğu durumda, yüksek hızlı sinyaller için bir derece EMI baskısını sağlamak için a ğır yerleştirme yöntemi kullanmanız gerekebilir. Yüksek hızla ya da yüksek frekanslarda çalışan daha kompleks cihazlar için en azından dört PCB tahta Topla.s gerekecek, bir güç uça ğı, bir yeryüzü uçağı ve iki sinyal uçağı dahil de dahil olacak. İhtiyarlı sinyal uçak katlarının sayısını belirleyerek ilk düşünce sinyal ağıların sayısı ve yaklaşık genişliğin ve sinyaller arasındaki uzaklığın sayısıdır. Bir toprakta gereken sinyal katlarının sayısını tahmin etmeye çalıştığınızda, yapabileceğiniz iki temel adım var:

Net Sayısını belirleyerek: Şematik ve önerilmiş tahta boyutlarından basit bir ağ sayısı tahtada gereken sinyal katlarının sayısını tahmin etmek için kullanılabilir. Sınıf sayısı genelde nokta (net*izle genişliği)/(masaüstü genişliği) ile bölünebilir. Diğer sözlere göre, daha geniş izler olan ağların tahtasını daha büyütmesi veya daha fazla sinyal katları kullanması gerekiyor. You must default to using the experience here to determine the exact number of signal layers required to accommodate all nets in given board size.

Uçak katlarınızı ekleyin: Eğer sinyal katlarınız için kontrol edilmiş impedance rotasyonuna ihtiyacınız olursa, şimdi her kontrol edilmiş impedance sinyal katı için referans katlarınızı yerleştirmeniz gerekiyor. Eğer komponentler yoğun şekilde paketlenirse, komponent katmanın altında bir güç uça ğı gerekiyor çünkü yüzeysel katmanın güç demirlerini ayarlamak için yeterince uzay yok. Bu, a ğ değeri HDI tahtaları için gerekli iki sayı yüzey katlarının sayısına sebep olabilir, fakat referans katı korumayı ve sürekli özellikleri impedance sağlayacak. Çoklu katı tahtası için doğru bir katı sayısı kararlandığında, bunların sayısını düzenleyebilirsiniz. PCB tahtası stack-up.

PCB stack-up tasarımı

PCB stack-up tasarımında bir sonraki adım, her katı izleme yollarını sunmak için ayarlamak. Laminatlarınız genelde yüksek sıcaklık toplantısı ve yönetme sırasında savaşmayı engellemek için merkez merkezinde simetrik olarak ayarlanır. Uçak ve sinyal katlarının yerleştirilmesi impedans kontrol edilen yolculuk için kritik çünkü impedans kontrol edilmesini sağlamak için farklı izler yerleştirmeleri için özel denklemler kullanmanız gerekiyor.. Ciddi fleksik stack-up tasarımları için, sert fleksik bölgeler için stack-up bölgelerinde farklı bölgeleri belirlemelisiniz. Allegro'daki katı tasarım aracı bu işlemi kolaylaştırır. Şematik boş bir PCB tahta düzeni olarak yakalandıktan sonra, katı düzenleri tanımlanabilir ve farklı katlardan geçiş tanımlanabilir. Sonra kontrol edilmiş impedance rotasyonu için gereken izler boyutunu belirlemeye devam edebilirsiniz.

Striplin vs Microstrip ve Kontrol Etkinliği

İmpadansı kontrol etmek için, iki planar katı arasındaki iç kattaki izler stripline impedance denklemini kullanarak tasarlanmalı. Bu denklem, striptiz çizgisinin özellik bir impedans değeri olması için gerekli geometri belirliyor. Bu denklemde impedans'ı belirlemek için üç farklı geometrik parametre vardır. İlk olarak gerekli katların sayısını belirlemek kolay, çünkü bu, belirtilen bir tahta kalınlığının katı kalınlığını belirleyecek. İçindeki sinyal uçak katları için bakra a ğırlığı genellikle 0.5 veya 1 oz./Sq.. ft. Bu, özellik bir impedance belirlemek için bir parametre olarak izler genişliğini kullanır. Aynı süreç yüzey katmanın mikro strip çizgilerine uyuyor. Yüksek kalıntısını ve bakra ağırlığını belirledikten sonra, sadece özellikleri impedance tanımlayan izler genişliğini belirlemelisiniz. PCB tahta tasarımı araçları, izlerinizi boyutlayabilecek bir impedans hesaplayıcı içeriyor ve özelliklerinin impedansını tanımlayacakları şekilde izlerinizi size yardımcı olabilir. Eğer farklı çift kullanmanız gerekirse, her kattaki izleri farklı çift olarak tanımlayın ve impedance hesaplayıcısı izler arasındaki doğru yer belirleyecek. Gerçek tahtada yönlendiğinde, diğer izler ve yöneticilerle birleştirilebilir.. Yakın yönetmenlerden parazitik kapasitet ve induktans gerçek düzende izler imfazını değiştirebilir. Bütün katlar için impedans hedefi tanıştığınızı sağlamak için seçilen sinyal ağı boyunca impedans analizi aracı gerekiyor. PCB tahtası düzeninde kabul edilemez büyük değişiklikleri görürseniz, araçları hızlı seçip, bu impedans değişikliklerini araştırmak için yolu ayarlayabilirsiniz. İzlerin boyunca büyük impedans değişiklikleri kırmızıyla işaretlendirildir. Bu bölgedeki izler arasındaki yer, bu impedans değişikliklerini yok etmek için ayarlanmalıdır veya kabul edilebilir toleransların içine getirmelidir. Tasarım kurallarında istekli impedans toleransiyasını belirleyebilirsiniz ve sonrası impedans hesaplayıcı aracı istekli impedans değerine karşı yönlendirilmeyi kontrol edecek. Yukarıdaki tartışmalarda sadece dijital sinyallerine baktık çünkü analog sistemlerinden daha istekli. Peki ya bütün analog ya da karışık sinyal tahtası? Analog tahtaları için güç bütünlüğü çok kolay ama sinyal bütünlüğü çok daha zordur. Karışık sinyal tahtaları için yukarıda gösterilen dijital yaklaşımı burada tanımlanmış analog yaklaşımla birleştirmelisiniz.

Dijital sinyallerin bandwidth'i belli yüksek frekanslara uzatılabilir, genelde köşe frekansları ikili sinyalin frekansları olarak alınır. Köşe frekansı yaklaşık 0,35/(yükselme zamanı) ve 1ns yükselmesi için bir sinyal, köşe frekansı 350MHz. Daha hızlı dijital sinyaller için yaklaşık 20'e kadar, diz frekansı şimdi 17,5GHz'e uzanır. Analog sinyalleri için bandwidth çok daha kısa, sadece güç uçağı impedansı ve bandwidth içinde girmek/dönüş kaybı için endişelenmelisiniz. Bu güç bütünlüğü ve sinyal bütünlüğü kolaylaştırır. Bu bandwidth dışında sinyal zincirindeki kayıp ya da yüksek PDN impedansı yok.

Sinyal izolasyonu

Başka bir seçenek daha agresif ve tahta farklı parçaları arasındaki izolasyonu sağlamak için temel bakır pulu ya da çitlerden kullanılması gerekiyor. Yeri analog izlerin yanında dökerseniz, yüksek izolasyon ve yüksek frekans analog sinyalleri yönlendirmek için ortak bir seçenek var. Eğer çitler veya diğer yüksek frekans yönetici izolasyon yapıları kullanılırsa, elektromagnet alanı çözücüsü izolasyonu incelemek ve farklı sinyal katlarında izolasyonun seçilmesi gerektiğini belirlemek için kullanılmalı.

Geri dönüş plan ı

Tahtadaki analog ve dijital sinyalleri karıştırmak yeryüzü döngü değiştirme akışlarını takip etmek ve dijital ve analog tahta bölümlerinin arasında ayrılmak üzere ciddi ihtiyaçları yerleştirir.. The dizim of the board should ensure that the analog return paths do not cross near the digital components and vice versa. Bu sadece dijital ve analog sinyalleri, arazi uçaklarından ayrılmış farklı katlara ayırır.. Bu da maliyeti ekliyor., farklı parçalar arasındaki izolasyon. Analog komponentleri, Eğer AC gücünden çizdiklerinde tanınmış analog elektrik stripleri de gerekebilir.. Elektronik dışında, bu nadir bir dava, Ama dönüş yolu planlamasını analiz edebileceğiniz s ürece işlemek kolay.. Eğer analog güç bölümü yukarıdan yerleştirilirse ve dijital sinyal bölümünden ayrılırsa, tek güç uça ğı iki sinyale bağlı olabilir. Eğer dönüş yolu doğru planlanırsa farklı güç ve toprak bölümlerinin arasındaki araştırmaları engelleyebilir.. DC elektrik bölümleri için düzenleyici değiştirmek için, DC bölümünün değiştirme sesi AC bölümünden ayrılması gerekiyor., Dijital sinyallerin analog sinyallerinden ayrılması gerektiği gibi PCB tahtası.