Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Leiterplatte Blog - Design von Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten auf Basis von PROTEL

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Design von Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten auf Basis von PROTEL

2022-02-24
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Author:pcb

Im Prozess des Designs von Hochgeschwindigkeits-Leiterplattendrucken bieten einige Prinzipien im Zusammenhang mit Layout und Verdrahtung, die bei der Verwendung von PROTEL-Designsoftware beachtet werden müssen, einige praktische und bewährte Hochgeschwindigkeits-Schaltungs-Layout und Verdrahtungstechniken, verbessern das Hochgeschwindigkeits-Leiterplattendesign. Zuverlässigkeit und Gültigkeit. Die Ergebnisse zeigen, dass das Design den Produktentwicklungszyklus verkürzt und die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes verbessert.1 Die Frage wird aufgeworfenMit der massiven Zunahme der Komplexität und Integration elektronischer Systemdesigns werden Taktgeschwindigkeiten und Geräteanstiegszeiten immer schneller, und Hochgeschwindigkeitsschaltungsdesign ist ein wichtiger Teil des Designprozesses geworden. Im Hochgeschwindigkeitsschaltungsdesign können die Induktivität und Kapazität auf der Leiterplatte den Draht einer Übertragungsleitung äquivalent machen. Unsachgemäße Platzierung von Abschlusskomponenten oder falsche Weiterleitung von Hochgeschwindigkeitssignalen kann Probleme mit Übertragungsleitungseffekten verursachen, was zu fehlerhafter Datenausgabe aus dem System, unsachgemäßem Schaltungsbetrieb oder gar keinem Betrieb führt. Basierend auf dem Übertragungsleitungsmodell kann geschlossen werden, dass die Übertragungsleitung negative Auswirkungen wie Signalreflexion, Übersprechen, elektromagnetische Störungen, Stromversorgung und Erdgeräusche auf das Schaltungsdesign bringt. Um eine Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte zu entwerfen, die zuverlässig arbeiten kann, muss das Design vollständig und sorgfältig geprüft werden, um einige unzuverlässige Probleme zu lösen, die während des Layouts und der Verkabelung auftreten können, den Produktentwicklungszyklus zu verkürzen und die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes zu verbessern.

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2. Layoutdesign des Hochfrequenzsystems Im Leiterplattendesign der Schaltung ist das Layout ein wichtiges Glied, und die Qualität des Layoutergebnisses beeinflusst direkt die Wirkung der Verdrahtung und die Zuverlässigkeit des Systems, die im gesamten Leiterplattendesign zeitaufwendig und schwierig ist. Die komplexe Umgebung der Hochfrequenz-Leiterplatte macht es schwierig, das theoretische Wissen für das Layout-Design des Hochfrequenz-Systems zu verwenden. Es erfordert, dass die Layoutperson reiche Erfahrung in der Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten haben muss, um den Designprozess zu vermeiden. Umwege, verbessern die Zuverlässigkeit und Effektivität der Schaltungsarbeit. Im Prozess des Layouts sollte umfassende Berücksichtigung der mechanischen Struktur, Wärmeableitung, elektromagnetischen Störungen, Bequemlichkeit der zukünftigen Verkabelung und Ästhetik gegeben werden. Teilen Sie zuerst die Funktion der gesamten Schaltung vor dem Layout, trennen Sie die Hochfrequenzschaltung von der Niederfrequenzschaltung und trennen Sie die analoge Schaltung von der digitalen Schaltung. Vermeiden Sie die Übertragungsverzögerung, die durch den langen Draht verursacht wird, und verbessern Sie den Entkopplungseffekt des Kondensators. Achten Sie außerdem auf die relative Position und Ausrichtung von Stiften und Schaltungskomponenten und anderen Rohren, um gegenseitigen Einfluss zu reduzieren. Alle Hochfrequenzkomponenten sollten vom Chassis und anderen Metallplatten ferngehalten werden, um parasitäre Kupplungen zu vermeiden. Zweitens sollte während des Layouts auf die thermischen und elektromagnetischen Effekte zwischen Bauteilen geachtet werden. Diese Auswirkungen sind besonders für Hochfrequenzsysteme gravierend, und Maßnahmen sollten ergriffen werden, um sie fernzuhalten oder zu isolieren, Wärme und Abschirmung abzuleiten. Hochleistungsgleichrichterrohre und Einstellrohre sollten mit Heizkörpern ausgestattet und vom Transformator ferngehalten werden. Hitzebeständige Komponenten wie Elektrolytkondensatoren sollten von den Heizkomponenten ferngehalten werden, andernfalls wird der Elektrolyt getrocknet, was zu erhöhtem Widerstand und schlechter Leistung führt, was die Stabilität des Schaltkreises beeinträchtigt. Im Layout sollte genügend Platz vorhanden sein, um die Schutzstruktur anzuordnen und die Einführung verschiedener parasitärer Kupplungen zu verhindern. Um eine elektromagnetische Kopplung zwischen den Spulen auf der Leiterplatte zu verhindern, sollten die beiden Spulen rechtwinklig platziert werden, um den Kopplungskoeffizienten zu reduzieren. Das Verfahren der vertikalen Plattenisolierung kann auch verwendet werden. Verwenden Sie direkt die Leitungen seiner Komponenten, um auf der Schaltung zu löten. Je kürzer die Führung, desto besser. Verwenden Sie keine Anschlüsse und Lötpads, da die Kapazität und die Induktivität zwischen benachbarten Lötpads verteilt sind. Vermeiden Sie es, hochrauschende Komponenten um die Kristalloszillator-, RIN-, Analogspannungs- und Referenzspannungssignalspuren zu platzieren. Während die inhärente Qualität und Zuverlässigkeit unter Berücksichtigung der Gesamtästhetik und vernünftigen Leiterplattenplanung gewährleistet wird, sollten die Komponenten parallel oder senkrecht zur Leiterplattenoberfläche und parallel oder senkrecht zur Hauptplatinenkante sein. Die Verteilung der Komponenten auf der Leiterplattenoberfläche sollte so gleichmäßig wie möglich sein, und die Dichte sollte die gleiche sein. Auf diese Weise ist es nicht nur schön, sondern auch einfach zu installieren und zu schweißen, und es ist einfach, Massenproduktion.3. Verdrahtung von HochfrequenzsystemIn Hochfrequenzschaltungen können die Verteilungsparameter des Widerstands, der Kapazität, der Induktivität und der gegenseitigen Induktivität der Anschlussdrähte nicht ignoriert werden. Aus der Sicht der Interferenz besteht eine vernünftige Verdrahtung darin, den Leitungswiderstand, die verteilte Kapazität und die Streudinduktivität in der Schaltung zu verringern., Das resultierende Streumagnetfeld wird bis zu einem gewissen Grad reduziert, so dass die verteilte Kapazität, der Leckmagnetfluss, die elektromagnetische gegenseitige Induktivität und andere Störungen, die durch Rauschen des Schaltkreises verursacht werden, unterdrückt werden. Die Anwendung von PROTEL Design Tools ist in China weit verbreitet. Viele Designer konzentrieren sich jedoch nur auf die "Layoutrate", und die Verbesserungen, die an den PROTEL-Designwerkzeugen vorgenommen wurden, um sich an Änderungen der Geräteeigenschaften anzupassen, werden im Design nicht verwendet, was nicht nur die Verschwendung von Designwerkzeugressourcen ernsthaft macht, was es schwierig macht, die hervorragende Leistung vieler neuer Geräte auszuüben. Im Folgenden werden einige spezielle Funktionen vorgestellt, die PROTEL99 SE Tool bieten kann. (1) Je weniger die Leitungen zwischen den Stiften der Hochfrequenzschaltungsvorrichtung gebogen sind, desto besser. Nimm eine volle Gerade. Wenn es gebogen werden muss, kann es mit einer 45° gefalteten Linie oder einem Kreisbogen gebogen werden, der die externe Emission von Hochfrequenzsignalen und die gegenseitige Störung reduzieren kann. Kupplung. Beim Routing mit PROTEL wählen Sie 45-Grad oder Abgerundet in "Routing Corners" im Menü "Design" Regeln. Sie können auch die Umschalt+Leertaste verwenden, um schnell zwischen den Zeilen zu wechseln. (2) Je kürzer die Leitung zwischen den Pins der Hochfrequenzschaltungsvorrichtung, desto besser. Das effektive Mittel von PROTEL 99, um die Verkürzung der Verkabelung zu erfüllen, besteht darin, Verdrahtungsreservierungen für einzelne wichtige Hochgeschwindigkeitsnetze vor der automatischen Verkabelung vorzunehmen. (3) Je weniger der Wechsel zwischen den Führungsschichten zwischen den Stiften der Hochfrequenzschaltungsvorrichtung, desto besser. Das heißt, je weniger Vias im Komponentenverbindungsprozess verwendet werden, desto besser. Ein Durchgang kann 0,5pF verteilter Kapazität bewirken, und die Verringerung der Anzahl der Durchgänge kann die Geschwindigkeit erheblich erhöhen. (4) Achten Sie bei der Hochfrequenzschaltung auf die "Querstörung", die durch die parallele Verdrahtung von Signalleitungen eingeführt wird. Wenn eine parallele Verteilung nicht vermieden werden kann, kann eine große Fläche "Masse" auf der gegenüberliegenden Seite der parallelen Signalleitungen angeordnet werden, um Störungen stark zu reduzieren. Parallele Linien in der gleichen Schicht sind fast unvermeidbar, aber in zwei benachbarten Schichten muss die Richtung der Linien senkrecht zueinander sein, was in PROTEL nicht schwer zu erreichen ist, aber e