PCB Teknik - PCB laminatlı sinyal uçağını nasıl tasarlamak

PCB'deki her katı elektrik davranışlarını belirlemekte özel bir rol oynuyor. Sinyal uçak katı komponentler arasında güç ve elektrik sinyalleri taşıyor, ama bakra uçağını iç katına doğru yerleştirmezseniz, doğru çalışmıyorlar. Sinyal katmanın yanında, PCB'nin yeni masanın çalıştığından emin olmak için güç sağlaması ve toprak katmanına ihtiyacı var.

Güç, yerleştirme ve sinyal katları nerede? Bu, PCB tasarımında uzun tartışmalı sorunlardan biridir. Tasarımcıların planlarının kullanımını, komponentlerinin fonksiyonunu ve planlarında sinyal toleransiyonu dikkatli düşünmeye zorluyor. Eğer impedans değişimlerinin sınırlarını anlıyorsanız, sıkıştırma, voltaj sıkıştırma ve PDN impedansı ve karşılaştırma baskısını anlıyorsanız, tahtada yerleştirilecek sinyal katları ve uçak katlarının doğru düzenlemesini belirleyebilirsiniz.

Genelde, konseptin kanıtlarınız bir tahtada çalışırsa, iki katmanın üstünde tercih edilen dizim tekniklerini kullanabilirsiniz ve tahta en büyük ihtimalle çalışacak. Yüksek hızlı sinyalleri yönetmek için a ğıl yerleştirme yaklaşımı kullanmanız gerekebilir. Daha çok karmaşık ekipmanlar için yüksek hızla ya da yüksek frekans (ya da ikisi de), enerji katı, yeryüzü katı ve iki sinyal katı dahil olmak için en az dört PCB katı gerekiyor.

İhtiyarlı sinyal uçak katlarının sayısını belirleyerek ilk düşünce sinyal ağlarının sayısı ve yaklaşık genişliğin ve sinyaller arasındaki uzaklığın sayısıdır. Bir toprakta gereken sinyal katlarının sayısını tahmin etmeye çalıştığınızda iki temel adım yapabilirsiniz:

Ağ sayısını belirleyin: Tahtada gereken sinyal katlarının sayısı basit ağ sayısını kullanarak

e şematik ve önerilmiş tahta boyutu. Katların sayısı genelde bölümüne (net * satır genişliği)/(tahta genişliği) benzer. Diğer sözleriyle, daha geniş çizgilerle daha fazla ağlar daha büyük tahtalar ya da daha fazla sinyal katları gerekiyor. Buradaki deneyimleri öntanımlı olarak kullanmanız gereken sinyal katlarının tam sayısını belirlenmiş bir masa boyutunda tüm a ğları ayarlamak için belirlenmelisiniz.

Düz katınızı ekleyin: Eğer kontrol edilmiş impedans ile sinyal katmanı yönlendirmek istiyorsanız, şimdi her kontrol edilmiş impedans sinyal katmanı için bir referans katmanı yerleştirmelisiniz. Eğer komponentler yoğun şekilde paketlenirse, komponent katmanın altında bir elektrik uça ğı gerekiyor çünkü yüzeysel katmanın güç rehberini uygulamak için yeterince uzay yok. Bu, yüksek a ğ değerinde HDI tahtası için gerekli iki sayı yüzeysel katların sayısına sebep olabilir, fakat referans katı korumayı ve sürekli özellikleri impedance sağlayacak.

Çoklukattaki doğru katlar sayısı kararlandığında, PCB stacağında katlar sayısını ayarlayabilirsiniz.

PCB laminasyonu tasarlayın

PCB laminasyon tasarımında bir sonraki adım, her katı yolculuk sağlamak için ayarlanmak. Laminyalarınız genellikle yüksek sıcaklık toplantısı ve operasyon sırasında warping engellemek için merkezin çevresinde simetrik olarak ayarlanır. Uçak katının ve sinyal katının düzenlemesi impedance kontrol edilen düzenleme için kritik çünkü impedance kontrolünü sağlamak için farklı düzenleme ayarları için özel denklemler kullanmanız gerekiyor.

Silahlı fleksibil laminat tasarımı için laminat bölgelerinde farklı bölgeleri belirlemelisiniz. Allegro'daki katı tasarım aracı bu işlemi kolaylaştırır. Şematikleri boş PCB düzeni olarak yakaladıktan sonra, katı düzenini ve farklı katlardan geçişimi belirleyebilirsiniz. Sonra kontrol edilmiş impedans düzenlemesi için gereken düzenleme boyutlarını belirlemeye devam edebilirsiniz.

Ribbon çizgileri, mikrostrip çizgileri ve kontrol edilmiş impedans

İmpadansı kontrol etmek için, iki planar katı arasındaki iç katının düzenlemesi strip çizgi impedance denklemi kullanarak tasarlanmalı. Denklem, bir ribon çizgisinin özellikle bir impedans değeri olması için gerekli geometri belirliyor. Çünkü denklemde impedans'ı belirlemek için üç farklı geometrik parametre vardır, basit yaklaşım ilk olarak gerekli katların sayısını belirlemek, çünkü bu, belirtilen bir tabak kalınlığının katı kalınlığını belirleyecek. İç sinyal uçak katmanının bakra ağırlığı genellikle 0,5 ya da 1oz. Sq. ft. Bu, bir özelliğin impedansını belirlemek için çizgi genişliğini parametre olarak kullanır.

Aynı süreç yüzey katmanın mikro strip çizgilerine uyuyor. Yüksek kalıntısını ve bakra ağırlığını belirledikten sonra, sadece özellikler impedansını belirlemek için kullanılan çizgi genişliğini belirlemelisiniz. PCB tasarım araçları, çayı tanımlamak için sana yardım edebilen impedans hesaplayıcısı içeriyor.

rakteristik impedance. Eğer farklı çift gerekirse, her kattaki çizgileri farklı çift olarak tanımlayın ve impedance hesaplayıcısı çizgiler arasındaki doğru yer belirleyecek.

Gerçek tahtada gezerken diğer izler ve yöneticiler ile elektrik veya etkileyici olarak birleşmiş olabilirler. Yakın yönetmenlerden parazitik kapasitet ve induktans gerçek düzeninde sürücü impedansı değiştirebilir. Tüm katlar için impedans hedefinize ulaştığınızı sağlamak için, tüm seçilen sinyal ağının üzerinde impedans analizi aracı gerekiyor. PCB düzeninde kabul edilemez büyük değişiklikleri görürseniz, bağlantısında bu impedans değişikliklerini silmek için çabuk düzenlemeyi seçebilirsiniz.

İzlerin boyunca büyük impedans değişiklikleri kırmızıyla işaretlendirildir. Bu bölgedeki izler arasındaki yer, bu impedans değişikliklerini yok etmek veya kabul edilebilir toleranslar içine getirmek için ayarlanmalıdır. Tasarım kurallarında istekli impedans toleranslarını belirleyebilirsiniz, ve düzenlemeden sonra impedans hesaplayıcı aracı istekli impedans değerlerine karşı dönüşü kontrol edecek.

Yukarıdaki tartışmada sadece dijital sinyalleri çalıştık çünkü analog sistemlerinden daha istekli. Peki ya tam bir analog tahtası ya da karışık bir 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.

Sinyal izolasyonu

Başka bir seçenek daha fazlasıdır, tahta farklı parçaları arasındaki izolasyonu sağlamak için yerleştirilmiş bakar pulusu ya da çizme gerekiyor. Yer kastları analog fırlatma yanında gerçekleştirilirse, yüksek izolasyon ile koplanar dalga rehberliği yeni yaratılmıştır ve yüksek frekans analog sinyalleri yönlendirmek için ortak bir seçimdir. Eğer çitler veya diğer yüksek frekans yönetici izolasyon yapıları kullanılacaksa, bir elektromagnetik alan çözücüsü izolasyon kontrol etmek için kullanılacak ve farklı bir sinyal katmanında izolasyon seçilmek zorunda mı olduğunu belirlemek için kullanılacak.

Geri dönüş plan ı.

Tabakta analog ve dijital sinyallerin karıştırılması, yerleştirme döngüsünün ve dijital ve analog plate parçaları arasındaki ayrılma akışını takip etmek üzere ciddi ihtiyaçları yerleştirir. Dönüş tahtası, analog dönüş yollarının dijital komponentlere yaklaşmamasını sağlamak için ayarlanacak. Bu sadece dijital ve analog sinyalleri farklı katlara ayrılır. Yer katları ile ayrılır. Bu maliyete eklendiğine rağmen, farklı bölgeler arasında ayrılmasını sağlar.

Eğer analog komponenti AC elektrik temsilinden çıkarılırsa, analog komponenti de tanınmış analog elektrik tahtasına ihtiyacı olabilir. Elektrik elektroniğin dışında, bu nadir bir durum, ama dönüş yol planlamasını analiz edebileceğiniz sürece düşünceli bir şekilde halletmek kolay. Eğer analog güç parçası dijital sinyal parçasından yukarıdan ve ayrılırsa, iki sinyale tek bir güç uçağı verilebilir. Eğer dönüş yolu doğru planlanırsa, farklı güç ve yerleştirme bölgeleri arasındaki araştırma engelleyebilir. Dönüştürme yöneticisi ile DC elektrik temsili için, DC bölümünden sesi değiştirmek AC bölümünden ayrılması gerekiyor. Dijital sinyaller analog sinyallerden ayrılması gerekiyor.