Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
PCB-Neuigkeiten

PCB-Neuigkeiten - Fragen und Antworten zu High-Speed PCB Design Experten

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Fragen und Antworten zu High-Speed PCB Design Experten

2021-11-01
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Author:Kavie

1. Wie realistttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttiert mein die dwirnnferenzielle Verdrahtung vauf Hochgeschwindigkeess-TaktSignalen? Wie löst mein dals Problem der Signalintegresät im HochgeschwindigkeessDesign? Wie wird dals dwennferenzielle Verdrahtungsverfahren realisiert? Wie implementiert man eine Dwennferenzverdrahtung für eine TaktSignalleeesung mes nur einem Ausgangsanschluss?

Hochgeschwindigkeits-PCB


Sachverständiger Anzweirten:

Die Signalintegresät ist im Grunde ein Problem der Impedanzanpalssung. Die Fakzuren, die die Impedanzanpalssung beeinflussen, umfalssen die Struktur und Ausgangsimpedanz der Signalquelle, die charakteristische Impedanz der Leeserbahn, die Eigenschaften des LalstEndeen und die Anpologie der Leeserbahn. Die Lösung am besteneht darin, sich auf die Anpologie der BeEndeigung und Anpalssung der Verkabelung zu verlalssen.

Bei der Anoderdnung des Dwennferenzialpalsinds gibt es zwei Punkte zu bjedeten. Die eine ist, dalss die Länge der beiden Drähte so lang wie möglich sein sollte, und die undere ist, dalss der Abstund zwischen den beiden Drähten (dieser Abstund wird durch die Dwennferenzimpedanz bestimmt) kaufstant gehalten werden muss, dals heißt, um Parallel zu bleiben. Es gibt zwei Parallele Wege, eine ist, dalss die beiden Drähte auf der gleichen Seese laufen, und die undere ist, dalss die beiden Drähte auf zwei benachbarten Schichten oben und unten (over-under) laufen. Im Allgemeinen hbei erstere mehr Side-vauf-Side-Implementierungen.

Für die Verwendung vauf Differenzverdrahtungen ist es sinnvoll, dass sowohl die Signalquelle als auch das Empfangsende DifferenzSignale sind. Daher ist es unmöglich, eine Differenzverdrahtung für ein TaktSignal mes nur einer Ausgangsklemme zu verwenden.

2. Über uns Hochgeschwindigkees Differenzial Signal Verkabelung. Wann Hochgeschwindigkees Differenzial Signal Linie Pasind sind geroutet in Parallel auf die Leeserplbeese, in die Fall vauf Impedanz passend, fällig zu die gegenseesig Kupplung vauf die zwei Drähte, es wird bringen viele Leistungen. Allerdings, tundert sind Stellungnahmen dass dies wird Zunahme die Dämpfung vauf die Signal und Auswirkungen die Übertragung Entfernung. Ist es so und warum? I Säge auf die Bewertung Bretts von einige groß Unternehmen dass einige von die Hochgeschwindigkees Verkabelung war as schließen und parallel as möglich, während einige absichtlich verursacht die Entfernung zwischen die zwei Drähte zu be wees und in der Nähe. I nicht wissen die eine is besser. Meine Signal is oben 1GHz und die Impedanz is 50 ohms.

Wird bei der Berechnung von Svontwsind das Differenzpaar auch mit 50-Ohm berechnet? Oder wird es in 100 Ohm berechnet? Kann ein passender Widerstund zwischen den Differenzlinienpasindn am Empfangsende hinzugefügt werden? Danke!

Anzweirten von Sachverständigeren:

Ein Grund für die Dämpfung von HochfrequenzSignalenergie ist der Leiterverlust (Leiterverlust), einschließlich des Hauteffekts, und der undere ist der dielektrische Verlust der dielektrischen Substanz. Diese beiden Fakzuren lassen sich im Grad ihres Einflusses auf die Signaldämpfung erkennen, wenn die elektromagnetische Dieoderie den Übertragungsleitungseffekt analysiert. Die Kopplung der Differenzlinie beeinflusst ihre charakteristische Impedanz und wird kleiner. Entsprechend dem Spannungsteilerprinzip (Spannungsteiler) wird dadurch die Spannung kleiner, die von der Signalquelle an die Leitung gesendet wird. Was die dieoderetische Analyse der Signaldämpfung durch Kopplung betrifft, so habe ich sie nicht gelesen, so kann ich sie nicht kommentieren.

Die Verdrahtung des Differenzialpasinds sollte entsprechend nah und parallel sein. Die sogenannte angemessene Nähe liegt darin, dass der Abstund den Wert der Differenzimpedanz beeinflusst, der ein wichtiger Parameter für die Auslegung von Differenzpasindn ist. Die Notwendigkeit der Parallelität besteht auch darin, die Konsistenz der Differenzimpedanz aufrechtzuerhalten. Wenn die beiden Leitungen plötzlich weit und nah sind, ist die Differenzimpedanz inkonsistent, was die Signalintegrität und Zeitverzögerung beeinflusst.

Die Berechnung der Differenzimpedanz ist 2 ((Z11-Z12)), wobei Z11 die charakteristische Impedanz der Spur selbst ist, und Z12 die Impedanz ist, die durch die Kopplung zwischen den beiden Differenzlinien erzeugt wird, die mit dem Linienabstund in Beziehung steht. Wenn auch die Differenzimpedanz 100 Ohms ausgelegt ist, muss die charakteristische Impedanz der Leiterbahn selbst etwas größer als 50 Ohms sein. Wie groß es ist, kann es mit SimulbeiionsSvontwsind berechnet werden. Der übereinstimmende Widerstund zwischen den unterscheidenentiellen Linienpasindn am Empfangsende wird nodermalerweise Hinzufügeniert, und sein Wert sollte gleich dem Wert der differentiellen Impedanz sein. Auf diese Weise wird die Signalqualität besser sein.

3. Wie man mit einigen dieoderetischen Konflikten in der tatsächlichen Verdrahtung umgeht. Bei der tatsächlichen Verkabelung stehen viele Dieorien im Widerspruch zueinunder; zum Beispiel:

1. Behundeln Sie sich mit der Verbindung mehrerer analoger/digitaler Erdungen: Dieoretisch sollten sie veineinunder isoliert sein, aber bei tatsächlicher Miniaturisierung und Verdrahtung mit hoher Dichte, aufgrund von Platzbeschränkungen oder absolutr Isolation, werden kleinSignalige analoge Erdungsspuren zu lang sein. Es ist schwierig, eine dieoretische Verbindung herzustellen. Mein Ansatz ist, die Masse des analog/digitalen Funktionsmoduls in eine komplette Insel zu unterteilen, und die analog/digitale Masse des Funktionsmoduls ist mit dieser Insel verbunden. Dann verbinden Sie die Insel mit dem "großen" Boden durch den Graben. Ich frage mich, ob dieser Ansatz richtig ist.

2. In dieory, die Verbindung zwischen die Kristall oscillazur und die CPU sollte be as kurz as möglich. Fälligkeit zu die strukturell Ladut, die Verbindung zwischen die Kristall oscillazur und die CPU is relativ lang und dünn, so it is gestört und die Arbeit is instabil. Wie zu lösen dies Problem von die Verkabelung? Diere sind viele undere Fragen wie dies, besonders EMV und EWI Fragen sind in Betracht gezogen in Hochgeschwindigkeseine-PCB Verkabelung. Diere sind viele Konflikte, die is a Kopfschmerzen. Wie kann I lösen diese Konflikts? Danke a Los!

Anzweirten von Sachverständigeren:

A Grundsätzlich ist es richtig, die analoge/digitale Masse zu teilen und zu isolieren. Es ist zu bjedeten, dass die Signalspur den geteilten Odert (Graben) nicht so weit wie möglich überqueren sollte, und der Rückstrompfad der Stromversorgung und des Signals sollte nicht zu groß sein.

B Kristalloszillazur ist ein analoger Schwingkreis mit positivr Rückkopplung. Um ein stabiles OszillationsSignal zu haben, muss es die Schleifengewinn- und Phatenspezifikatieinen erfüllen. Die Schwingungsspezifikationen dieses analogen Signals werden leicht gestört. Selbst wenn Bodenschutzspuren hinzugefügt werden, ist es möglicherweise nicht in der Lage, die Störung vollständig zu isolieren. Und wenn es zu weit weg ist, beeinflusst das Rauschen auf der Erdungsebene auch die positiv Feedback-Schwingung. Daher muss der Abstund zwischen dem Kristalloszillazur und dem Chip so nah wie möglich sein.

C Es stimmt, dass es viele Konflikte zwischen Hochgeschwindigkeseineverdrahtung und EWI-Anfürderungen gibt. Aber das Grundprinzip ist, dass der Widerstund und die Kapazität oder die Ferritperle, die durch EWI hinzugefügt wird, nicht dazu führen kann, dass einige elektrische Eigenschaften des Signals die Spezifikationen nicht erfüllen. Daher ist es am besten, die Fähigkeiten der Anordnung von Leiterbahnen und PCB-Stapeln zu verwenden, um EWI-Probleme zu lösen oder zu reduzieren, wie HochgeschwindigkeitsSignale, die zur innenen Schicht gehen. Schließlich wird das Widerstundskondensazur- oder Ferrit-Bead-Verfahren verwendet, um die Beschädigung des Signals zu reduzieren.

4. Das Problem der Interferenz im analogen und digitalen Teil. Es gibt vont A/D in einigen Systemen. Frage: Um Interferenzschutz zu verbessern, schließen Sie außer der Trennung von analoger Masse und digitaler Masse nur an einem Punkt der Stromversorgung an und verdicken Sie die Erdungs- und Stromleitungen. Hvonfe, die Sachverständigeren geben einige gute Meinungen und Vorschläge!

Anzweirten von Sachverständigeren:

Achten Sie neben der Erdungsisolierung auch auf die Stromversorgung des analogen Schaltungsteils. Wenn die Stromversorgung mit der digitalen Schaltung geteilt wird, ist es besser, einen Filterkreis hinzuzufügen. Darüber hinaus sollten das digitale Signal und das analoge Signal nicht miteinunder verflochten werden, insbesondere nicht über die geteilte Erde (Graben).

5. Auzumatische Verdrahtung von HochgeschwindigkeitsSignalen. Um die Qualität von HochgeschwindigkeitsSignalen zu maximieren, sind wir an manuelle Verdrahtung gewöhnt, aber die Effizienz ist zu niedrig. Die Verwendung von auzumatischen Routern kann die WickelMethodee der SchlüsselSignale, die Anzahl der Durchgänge und den Stundort nicht überwachen. Manuelles Routing von SchlüsselSignalen und dann auzumatisches Routing reduziert die LadutRate des auzumatischen Routings, und die Anpassung der auzumatischen Routing-Ergebnisse bedeutet mehr Routing-Arbeitsbeletzteung, wie man die oben genannten Widersprüche ausgleicht und ausgezeichnete Router verwendet, um das Routing von HochgeschwindigkeitsSignalen abzuschließen?

Anzweirten von Sachverständigeren:

Die meisten auzumatischen Router starker Verdrahtungssvontwsind haben jetzt Einschränkungen festgelegt, um die WickelMethodee und die Anzahl der Durchgänge zu steuern. Die Wickelmozurfähigkeiten und Beschränkungseinstellungen verschiedener EDA-Unternehmen unterscheiden sich manchmal stark. Zum Beispiel, ob es genügend Einschränkungen gibt, um die Art der Serpentinenwicklung zu steuern, ob es möglich ist, den Spurabstund des Differentialpaars zu steuern usw. Dies beeinflusst, ob die RoutingMethodee der auzumatischen Routing-Idee des Designers entsprechen kann. Darüber hinaus hängt die Schwierigkeit der manuellen Einstellung der Verkabelung auch absolut mit der Fähigkeit des Wickelmozurs zusammen. Zum Beispiel die Schiebefähigkeit der Leiterbahn, die Schiebefähigkeit des Durchgangs und sogar die Schiebefähigkeit der Leiterbahn zur Kupferbeschichtung usw. Daher ist die Wahl eines Routers mit starker Wickelmozurfähigkeit die Lösung.

6Gibt es irgendwelche Spezifikationen für das Design des TestGutscheins. Können Sie sich darauf beziehen? Wie gestaltet man den TestGutschein entsprechend der tatsächlichen Situation des Boards? Gibt es irgendwelche Fragen, die Aufmerksamkeit erfürdern? Danke!

Antworten von Sachverständigeren:

Mit dem TestGutschein wird gemessen, ob die charakteristische Impedanz der produzierten Leiterplatte die Designanfürderungen mit TDR (Time Bereich Refleczumeter) erfüllt. Im Allgemeinen hat die zu steuernde Impedanz zwei Fälle: eine einzelne Linie und ein Differenzpaar. Daher sollten die Linienbreite und der Linienabstund auf dem TestGutschein (wenn es ein Differenzpaar gibt) mit der zu steuernden Linie übereinstimmen. Das Wichtigste ist die Lage des Erdungspunktes während der Messung. Um die Induktivität der Erdungsleitung zu reduzieren, liegt die Erdungsstelle der TDR-Sonde in der Regel sehr nahe an der Sondenspitze. Daher müssen der Abstund und das Verfahren zwischen dem Signalmesspunkt und dem Massepunkt auf dem TestGutschein mit der verwendeten Sonde übereinstimmen.

7. Bezüglich die Problem von Kupfer-clad Bodening in die blank Fläche von die Signal Ebene in High-Speed PCB Design. In High-Speed PCB Design, die blank Fläche von die Signal Ebene kann be kupferplattiert, so is die Kupfer von mehrfach Signal Ebenes Bodened gut, or half-Bodened und half-Bodened Wie über verbindening zu die Leistung Versorgung?

Antworten von Sachverständigeren:

Im Allgemeinen ist die Kupferbeschichtung im Leerbereich meist geerdet. Achten Sie beim Auftragen von Kupfer neben der HochgeschwindigkeitsSignalleitung einfach auf den Abstund zwischen Kupfer und Signalleitung, da das aufgebrachte Kupfer die charakteristische Impedanz der Leiterbahn ein wenig reduziert. Achten Sie auch darauf, die charakteristische Impedanz underer Schichten nicht zu beeinflussen, zum Beispiel in der Struktur der Doppelstreifen.

8. Charakteristische Impedanz. Vielen Dank für die Beantwortung meiner letzten Frage. Letztes Mal sagten Sie, dass die Energieebene und die Bodenebene im Grunde Metallebenen sind, auch gibt es einen Abschirmungseffekt auf das elektrische Feld und das Magnetfeld. Kann ich mit dem MikrostreifenleitungsModelll die charakteristische Impedanz der Signalleitung auf der Leistungsebene berechnen? Kann das Signal zwischen der Zeit mit dem StripLinie-Modell berechnet werden?

Antworten von Sachverständigeren:

Ja, bei der Berechnung der charakteristischen Impedanz müssen sowohl die Leistungsebene als auch die Masseebene als Referenzebene betrachtet werden. Zum Beispiel ein vierschichtiges Brett: oberste Schicht-Power-Schicht-Boden-Schicht-untere Schicht. Zu diesem Zeitpunkt ist das charakteristische ImpedanzModelll der obersten Schicht ein MikrostreifenlinienModelll mit der Leistungsebene als Bezugsebene.

9. Das Problem der Übereinstimmung von HochgeschwindigkeitsSignalleitungen. Warum müssen Hochgeschwindigkeits-Signalleitungen (z. B. CPU-Daten- und AdressSignalleitungen) beim Ladut von Hochgeschwindigkeits-Boards (z. B. p4-ModierBretter) übereinstimmen? Welche versteckten Gefahren gibt es, wenn sie nicht übereinstimmen? Welche Fakzuren bestimmen den passenden Längenbereich (d.h. die Zeitverzögerungsdifferenz der Signalleitung) und wie berechnet man ihn?

Antworten von Experten:

Der Hauptgrund für die charakteristische Impedanzanpassung der Spur besteht darin, zu vermeiden, dass die Reflexion, die durch den Hochgeschwindigkeits-Übertragungsleitungseffekt verursacht wird, die Signalintegrität und die Flugzeit beeinflusst. Mit underen Worten, wenn es nicht übereinstimmt, wird das Signal reflektiert, um seine Qualität zu beeinflussen.

Der Längenbereich aller Leiterbahnen wird entsprechend den zeitlichen Anfürderungen eingestellt. Es gibt viele Fakzuren, die die Signalverzögerungszeit beeinflussen, und die Spurlänge ist nur einer von ihnen. P4 erfürdert, dass die Länge bestimmter Signalleitungen innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Es ist die Zeitspanne, die gemäß dem Übertragungsmodus (gemeingleicher Takt oder Quellsynchron) berechnet wird, der vom Signal verwendet wird, und ein Teil des zulässigen Fehlers der Spurenlänge wird zugewiesen. Was die Berechnung der zeitlichen Abfolge der beiden oben genannten Modi angeht, ist es aufgrund von zeitlichen und räumlichen Einschränkungen nicht zweckmäßig, hier ausführlich zu beschreiben.