PCB Teknik - PCB tasarım metodları ve yetenekleri1

PCB tahtasını nasıl seçmeli

1. PCB kurulun seçimi tasarım ihtiyaçları ve kütle üretim ve maliyeti arasında bir denge olmalı. Tasarım ihtiyaçları elektrik ve mekanik parçaları da dahil ediyor. Bu materyal sorunun genelde çok hızlı PCB tahtalarını tasarlandığında daha önemlidir (GHz'den daha büyük frekans). Örneğin, genelde kullanılan FR-4 materyali, birkaç GHz'in frekansında dielektrik kaybı sinyal düzenlemesine büyük bir etkisi olacak ve uygun olabilir. Elektrik hakkında dikkat edin, dizayn frekansiyona uygun olup olmadığına dikkat edin.

2. Yüksek frekans araştırmalarından nasıl kaçınırsın?

Yüksek frekans araştırmalarından kaçınmanın temel fikri, yüksek frekans sinyallerinin elektromagnetik alanının araştırmalarını küçültmek, bunun adı Crosstalk. Yüksek hızlı sinyal ve analog sinyal arasındaki mesafeyi arttırabilir, ya da analog sinyali dışında yeryüzü koruyucu/çekici izleri ekleyebilir. Ayrıca, dijital topraktan analog topraklara dikkat et.

3. Hızlı tasarımda sinyal integritesinin sorunu nasıl çözeceğiz?

Sinyal bütünlüğü, aslında impedance eşleşmesinin bir problemi. impedans eşleşmesine etkileyen faktörler sinyal kaynağının yapısı ve çıkış impedansı, izlerin özellikleri impedansı, yük sonunun özellikleri ve izlerin topoloji içeriyor. Çözüm, sürücünün topolojisini bitirmek (sonlandırmak) ve ayarlamak.

4. Farklı yönlendirme yöntemi nasıl anladı?

Farklı çiftin düzeninde dikkatini çekmek için iki nokta var. Birincisi, iki kablo uzunluğu mümkün olduğunca uzun olmalı, diğeri de iki kablo arasındaki mesafe (bu mesafe farklı impedans tarafından belirlenmiş) sürekli tutmalıdır, yani paralel tutmalıdır. İki paralel yol var, birisi, iki kablo aynı tarafta çalışıyor, diğeri de yukarıda ve aşağıda (aşağıda) iki kablo üzerinde çalışıyor. Genelde eskisinin bir tarafından daha fazla uygulamaları var.

5. Sadece bir çıkış terminal ile saat sinyal çizgisinin farklı düzenlemesini nasıl uygulayabilir?

Farklı düzenleme kullanmak için sinyal kaynağı ve alıcı sonu farklı sinyallerdir. Bu yüzden, sadece bir çıkış terminal ile saat sinyali için farklı düzenlemek imkansız.

6. Görüntülerin sonunda farklı çizgi çiftleri arasında eşleşen bir direktör eklenebilir mi?

Alınma sonunda farklı çizgi çift arasındaki eşleşme karşılığı genelde eklenir ve değeri farklı impedans değerine eşit olmalı. Bu şekilde sinyal kalitesi daha iyi olacak.

7. Neden farklı çiftlerin en yakın ve paralel olması gerekiyor?

Farklı çiftin düzenleme yöntemi yakın ve paralel olmalı. Bu şekilde uygun mesafe, mesafe farklı impedans değerini etkileyecek ve farklı çift tasarlaması için önemli bir parametre. Paralelizm ihtiyacı ayrıca farklı impedans konsistencisini korumak. Eğer iki çizgi birden uzak ve yakın olursa, farklı impedans uyumsuz olacak, bu da sinyal tamamıyla ve zamanlama gecikmesine etkileyecek.

8. Gerçek dönüşünde teoretik çatışmalarla nasıl başa çıkacağız?

1. Aslında analog/dijital toprak bölmek ve ayrılmak haklıdır. Sinyal izlerinin olabildiğince bölünmüş yeri geçmemesi gerektiğini ve elektrik teslimatının ve sinyalin geri dönüş yolu çok büyük olmaması gerektiğini belirtmeli.

2. Kristal oscillatörü analog pozitif bir geri dönüş oscillatörü devrelerindir. Sürekli bir oscilasyon sinyali olmak için, dönüş kazanması ve faz belirlemeleri uygulamalı. Bu analog sinyalinin oscilasyon özellikleri kolayca rahatsız ediyor. Yer koruması izleri eklenirse bile, bu araştırmaları tamamen ayrılamayabilir. Eğer çok uzaktaysa, yeryüzündeki gürültü da pozitif geri dönüş oscilasyon devresine etkileyecek. Bu yüzden kristal oscillatörü ve çip arasındaki mesafe mümkün olduğunca yakın olmalı.

3. Yüksek hızlı sürükleme ve EMI ihtiyaçları arasında çok çatışma var. Ancak temel prensip, EMI tarafından eklenmiş dirençlik ve kapasitet veya ferit dağıtımın belirlenmesine sebep olamaz. Bu yüzden, İzler ve PCB takımını çözmek veya EMI sorunlarını azaltmak için, içi katına giden yüksek hızlı sinyaller gibi kullanmak en iyisi. Sonunda, dirençlik kapasitörü veya ferit kaldırım metodu sinyaline hasarı azaltmak için kullanılır.

9. Yüksek hızlı sinyaller arasındaki dikkatini nasıl çözecek?

Güçlü sürükleme yazılımının otomatik yolcularının çoğu, rüzgar metodu ve vial sayısını kontrol etmek için sınırları ayarladı. Rüzgâr motoru kapasiteleri ve çeşitli EDA şirketlerinin eşyalarını belirlemeleri bazen çok farklı değiştirir. Örneğin, yılan rüzgarlığının yolunu kontrol etmek için yeterince s ınırlar olup olmadığını, farklı çiftlerin izlerinin yer alanını kontrol etmek mümkün mümkün mü? Bu, otomatik rotasyon yönteminin tasarımcının fikrinde bulunabileceğini etkileyecek. Ayrıca, sürücülerin ellerinden ayarlanması zorluk da rüzgar motorunun yeteneği ile kesinlikle bağlı. Örneğin, izlerin bastırma yeteneğini, yolculuğun bastırma yeteneğini ve hatta bakra kapısına bastırma yeteneğini bile. Bu yüzden, güçlü rüzgar motoru yetenekli bir rotörü seçmek çözümüdür.

10. test kuponu hakkında.

TDR (Zaman Domain Reflectometer) ile dizayn taleplerinin uyumlu olup olmadığını ölçülemek için test kuponu kullanılır. Genelde kontrol edilecek impedans iki davası var: tek çizgi ve farklı çift. Bu yüzden test kuponunda çizgi genişliği ve çizgi boşluğu (farklı çift olduğunda) kontrol edilecek çizgi ile aynı olmalı. En önemli şey ölçüde yerleştirme noktasının yeri. Yer liderinin etkinliğini azaltmak için TDR sondasının yerleştirme yeri genelde sondasının açısına çok yakın. Bu yüzden, sinyal ölçüm noktası ve teste kuponunun yeryüzü noktası arasındaki mesafe ve yöntemi kullanılan sonda uymalı.

11. Yüksek hızlı PCB tasarımında sinyal katmanın boş bölgesi bakıyla örtülebilir ve birçok sinyal katmanın bakıcısı nasıl yerde ve elektrik teslimatında dağılır?

Genelde boş bölgedeki polis patlaması çoğunlukla yerleştirildi. Sadece bakra ve sinyal çizgisinin arasındaki mesafeye dikkat et, yüksek hızlı sinyal çizgisinin yanında bakra uygulanırken, çünkü uygulanan bakra izlerin özelliklerini biraz azaltır. Ayrıca diğer katların özellikleri engellemesine dikkatli olun, örneğin çift strip çizgisinin yapısında.

12. Mikrostrip çizgi modelini kullanmak güç uçağındaki sinyal çizginin özelliğini hesaplamak için mümkün mü? Elektrik tasarımı ve yeryüzü uçağı arasındaki sinyal striptiz modeli kullanarak hesaplanır mı?

Evet, karakteristik impedansı hesapladığında, enerji uçağı ve yeryüzü de referens uçakları olarak kabul edilmeli. Örneğin, dört katı tahtası: üst katı-güç katı-yerel katı-alt katı. Bu zamanlar, üst katmanın özellikle imfaz modeli, güç uça ğı referans uçağı olarak kullanan mikrostrip hattı modeli.

13. Teste noktaları yüksek yoğunluktan basılmış tahtalar üzerinde otomatik olarak oluşturulabilir mi?

Genelde, sınama ihtiyaçlarına uymak için yazılım otomatik olarak test noktalarını oluşturur mu, test araçlarının ihtiyaçlarına uygun olup olmadığına bağlı. Ayrıca, eğer sürükleme çok yoğun ve test noktalarını eklemek için belirtiler sıkı ise, her bölümüne test noktalarını otomatik olarak eklemek mümkün olamaz. Tabii ki teste edilecek yerlere el olarak doldurmalısın.

14. Test noktalarını eklemek yüksek hızlı sinyallerin kalitesine etkileyecek mi?

Sinyal kalitesine etkileyeceği test noktalarını eklemek ve sinyallerin ne kadar hızlı olduğuna bağlı olup olmadığına bağlı. Basit olarak, ilave test noktaları (mevcut veya DIP pin'i test noktaları olarak kullanmayan) hatta eklenebilir veya çizginden kısa bir çizgi çekebilir. Eski, çizgide küçük bir kapasitör eklemek için eşit, sonuncusu fazla bir dalga. Bu durumlar ikisi de yüksek hızlı sinyali daha az etkileyecek ve etkinin derecesi sinyalin frekans hızına ve sınır hızına bağlı. Etkilerin büyüklüğü simülasyonuyla tanınabilir. İlk olarak, teste noktası daha küçük (elbette teste aracının ihtiyaçlarını yerine getirmek zorunda) dalga daha kısa, daha iyi.

15. Birkaç PCB bir sistem oluşturuyor, tahtalar arasındaki yer kabloları nasıl bağlanmalı?

Her PCB tahtası arasındaki sinyal veya güç teslimatı birbirlerine bağlanıldığında, örneğin, A tahtası'nın güç teslimatı veya bir sinyal B tahtasına gönderildiğinde, yerden A tahtasına geri dönen bir çeşit akışı olmalı (bu Kirchoff'un şu anki yasası). Bu yerdeki akışlar geri dönecek en azından impedans olan yer bulacak. Bu yüzden her arayüzde, güç veya sinyal bağlantısı olsa da, yeryüzü katına ayırdığı pinlerin sayısı, impedansını azaltmak için çok küçük olmamalı, bu da yeryüzündeki sesi azaltabilir. Ayrıca, tüm a ğımdaki dönüşü de analiz edebilirsiniz, özellikle büyük bir akışla, yeryüzü katının veya yeryüzü kablosunun bağlantısını düzenleyebilirsiniz (meselâ, şu akışın çoğu bir yere yayılması için) diğer duygusal sinyallerin etkisini azaltmak için (örneğin, bir yere düşük bir impedans yapabilirsiniz.

16. Hızlı PCB tasarımı üzerinde yabancı teknik kitaplar ve materyaller tanışabilir misiniz?

Bugünlerde, yüksek hızlı dijital devreler, iletişim ağları ve bilgisayarlar gibi bağlantı alanlarda kullanılır. İletişim ağlarına göre, PCB tahtasının çalışma frekansı GHz'e ulaştı ve benim bildiğim kadarıyla katların sayısı 40 katı kadar yüksektir. Bilgisayarlar ile ilgili uygulamalar, genel bir bilgisayar ya da bir sunucu (Sunucu) olması yüzünden, tahtadaki en yüksek çalışma frekansı da 400MHz (Rambus gibi) ulaştı. Bu yüksek hızlı ve yüksek yoğunlukta düzenleme talebinin cevabına göre kör/gömülmüş viallar, mikrobat ve inşaat süreçlerinin ihtiyaçları yavaşça arttılar. Bu tasarım ihtiyaçları, üreticiler tarafından kütle üretim için kullanılır.

İşte birkaç iyi teknik kitap var:

1. Howard W. Johnson, "High-Speed Digital Design —147; A Handbook of Black Magic";

2. Stephen H. Hall, "High-Speed Digital System Design";

3. Brian Yang, "Digital Signal Integrity";

4. Douglas Brook, "Integrity Issues and Printed Circuit Board Design".

17. Genelde denilen iki özellik imfaz formülü:

a. Mikrostrip

Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] W çizgi genişliği olduğu yerde, T izlerin baker kalıntısı ve H referens uçağın uzağının izleri, Er PCB materyalinin dielektrik konstantüdür. Bu formül 0.1<(W/H)<2.0 ve 1<(Er)<15'de uygulanmalıdır.

b. stripline

Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} H, iki referens uçağının arasındaki mesafe ve izlerin iki referens uçağının ortasında bulunduğu yerde. W/H<0.35 ve T/H<0.25'de bu formül uygulanmalıdır.

18. Farklı sinyal çizgisinin ortasına bir tel eklenebilir mi?

Genelde farklı sinyalin ortasına yeryüzü kablosu eklemek mümkün değil. Çünkü farklı sinyallerin uygulama prensipinin en önemli noktası, fluks iptal edilmesi ve ses bağışlığı gibi farklı sinyaller arasında birleşme faydasını kullanmak. Ortaya bir tel eklerseniz, bağlantı etkisini yok edecek.

19. Ciddi fleksik tahta tasarımı özel tasarım yazılımı ve belirtileri gerekiyor mu? Çin'de böyle devre tahtasını nerede yapabiliriz?

Yazılı bir devre tasarlamak için genel PCB tasarım yazılımını kullanabilirsiniz (Flexible Printed Circuit). Bu da Gerber format ında FPC üreticileri tarafından üretildir. Yapılım süreci genel PCB'lerden farklı olduğundan dolayı, çeşitli üreticiler üretim kapasitelerine dayanan en az çizgi genişliğinde, en az çizgi boşluğunda ve en az çizgi çizgilerin sınırlarını alacaktır. Ayrıca, fleksibil devre tahtasının dönüş noktasında bir bakra deri koyarak güçlendirilebilir. Yapıcı ile ilgili, internette "FPC" anahtar kelime soru olarak bulabilirsiniz.

20. PCB ve dava arasındaki temel noktasını doğrudan seçmenin principi nedir?

PCB ve kabuk yerleştirme noktalarını seçmenin prensipi, geri dönüş akışının yolunu kontrol etmek ve düşük impedans yolunu sağlamak için şesis toprağını kullanmak. Örneğin, genelde yüksek frekans aygıtlarının yakınlarında veya saat generatörlerinin yakınlarında, PCB'nin toprak katını şasis toprağına bağlamak için sabit fırçalar kullanılabilir ve elektromagnetik radyasyonu azaltmak için tüm şu döngünün alanını küçültmek için kullanılır.