Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Leiterplattendesign Verkabelung Kadenz
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2022-10-09
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Author:iPCB

Cadence Allegro ist fast zum eigentlichen Industriestandard im Hochgeschwindigkeitsbereich geworden Leiterplatte Design.

1. Auf welche Probleme sollten wir bei der Verdrahtung achten Hochfrequenz-Leiterplatte Signale?

Antwort: 1. Impedanz Matching der Signalleitung; 2. Raumisolierung von anderen Signalleitungen; 3. Für digitale Hochfrequenzsignale ist die Differenzlinie besser.

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2. Wenn die Leitungen dicht sind, kann es beim Verlegen von Brettern mehr Löcher geben, die sich sicherlich auf die elektrische Leistung der Platte auswirken. Wie kann ich die elektrische Leistung der Platine verbessern?

Antwort: Bei niederfrequenten Signalen spielen Durchkontaktierungen keine Rolle. Bei Hochfrequenzsignalen sollten Durchkontaktierungen minimiert werden. Wenn es viele Linien gibt, können mehrschichtige Bretter in Betracht gezogen werden.


3. Ist je mehr Entkopplungskondensatoren zur Platine hinzugefügt werden, desto besser?

Antwort: Der Entkopplungskondensator muss mit einem richtigen Wert an einer richtigen Position hinzugefügt werden. Fügen Sie es zum Beispiel zum Netzteilanschluss Ihres analogen Geräts hinzu und verwenden Sie verschiedene Kapazitätswerte, um Streuungssignale unterschiedlicher Frequenzen herauszufiltern.


4. Was ist der Standard eines guten Brettes?

Antwort: Das Layout ist vernünftig, die Leistungsredundanz der Stromleitung ist ausreichend, und die Hochfrequenz-Impedanz und Niederfrequenz-Verdrahtung sind einfach.


5. Wie sehr beeinflussen Durchgangsloch und Totloch den Unterschied der Signale? Welche Grundsätze gelten für die Anwendung?

Antwort: Die Verwendung von blinden Löchern oder vergrabenen Löchern ist eine effektive Möglichkeit, die Dichte von Mehrschichtbrettern zu verbessern, die Anzahl der Schichten und die Plattengröße zu reduzieren und die Anzahl der überzogenen Durchgangslöcher erheblich zu reduzieren. Im Vergleich dazu sind Durchgangslöcher jedoch einfach in der Technologie und kostengünstig zu realisieren, so dass sie im Allgemeinen im Design verwendet werden.


6. Wenn es um analoge digitale Hybridsysteme geht, wird vorgeschlagen, dass die elektrische Schicht geteilt wird, die Erdungsebene mit Kupfer bedeckt wird, und es wird auch vorgeschlagen, dass die elektrische Schicht geteilt wird und verschiedene Gründe am Ende der Stromquelle angeschlossen werden. Der Rückweg des Signals ist jedoch weit entfernt. Wie wählt man eine geeignete Methode für bestimmte Anwendungen?

Antwort: Wenn Sie eine Hochfrequenzsignalleitung>20MHz haben, und die Länge und Menge relativ groß sind, müssen Sie mindestens zwei Schichten des analogen Hochfrequenzsignals geben. Eine Schicht der Signalleitung, eine Schicht der großen Fläche und die Signalleitungsschicht muss genügend Durchgänge zum Boden machen. Ziel ist es:

1) Für analoge Signale stellt dies ein vollständiges Übertragungsmedium und Impedanzanpassung zur Verfügung;

2) Die Masseebene isoliert analoge Signale von anderen digitalen Signalen;

3) Die Erdschleife ist klein genug, weil Sie viele Durchgänge gestanzt haben, und der Boden hat eine große Ebene.


7. In der Leiterplatte befindet sich das Signaleingangssteckchen am linken Rand der Leiterplatte, und die MCU befindet sich auf der rechten Seite. Ist es also im Layout besser, den geregelten Stromversorgungschip in der Nähe der Quelle zu platzieren (der Stromversorgungs-IC gibt 5V über einen langen Weg zur MCU aus), oder ist es besser, den Stromversorgungs-IC rechts in der Mitte zu platzieren (die Ausgangs-5V-Leitung des Netzteil-IC zur MCU ist kürzer, aber die Eingangsversorgungsabschnittsleitung führt durch eine längere Leiterplatte)? Oder ein besseres Layout?

A: Ist Ihr sogenanntes Signaleingangs-Plug-in zunächst ein Simulator? Wenn es sich um einen Simulator handelt, wird empfohlen, dass Ihr Netzteillayout die Signalintegrität des analogen Teils nicht so stark wie möglich beeinträchtigt. Daher gibt es mehrere Punkte zu beachten:

1) Zunächst einmal, ob Ihr regulierter Netzteil-Chip ein sauberes, geringes Ripple-Netzteil ist. Für die Stromversorgung des analogen Teils sind die Anforderungen an die Stromversorgung relativ hoch;

2) Ob der analoge Teil und Ihre MCU die gleiche Stromversorgung sind. Bei der Konstruktion von Hochschaltung wird empfohlen, die Stromversorgung von analogem Teil und digitalem Teil zu trennen;

3) Die Stromversorgung für das digitale Teil muss die Minimierung der Auswirkungen auf die analoge Schaltung berücksichtigen.


8. In der Anwendung der Hochgeschwindigkeitssignalverbindung gibt es analoge Masse und digitale Masse für mehrere ASICs, ob Erdungsabteilung zu verwenden oder nicht? Was sind die bestehenden Leitlinien? Was funktioniert besser?

A: Bisher gibt es keine endgültige Schlussfolgerung. Im Allgemeinen können Sie auf das Chip-Handbuch verweisen. Das Handbuch für alle gemischten Chips von ADI empfiehlt ein Erdungsschema, von denen einige für den gemeinsamen Boden und einige für die Isolierung empfohlen werden. Das hängt vom Chipdesign ab.


9. Wann sollte ich die Gleichheit der Linien berücksichtigen? Wenn Sie die Verwendung von isometrischen Linien betrachten möchten, was ist der Unterschied zwischen den Längen der beiden Signalleitungen? Wie berechnet man?

Antwort: Idee der Differenzlinienberechnung: Wenn Sie ein Sinus-Signal senden, ist Ihre Längendifferenz gleich der Hälfte seiner Übertragungswellenlänge und die Phasendifferenz 180 Grad, dann sind die beiden Signale vollständig versetzt. Die Längendifferenz ist also ein Wert. Analog dazu muss der Unterschied zwischen Signalleitungen kleiner als dieser Wert sein.


10. In welchem Fall ist die Serpentinenführung für Hochgeschwindigkeiten geeignet? Es gibt keine Mängel. Zum Beispiel sind für die Differentialdrahtung zwei Sätze von Signalen erforderlich, um orthogonal zu sein.

Antwort: Die Schlangenverdrahtung hat aufgrund verschiedener Anwendungen unterschiedliche Funktionen:

1) Wenn die Serpentinenverdrahtung in der Computerplatine erscheint, spielt sie hauptsächlich eine Rolle beim Filtern von Induktivität und Impedanz und verbessert die Störfestigkeit der Schaltung. Die Serpentinenverdrahtung im Computer-Motherboard wird hauptsächlich in einigen Taktsignalen wie PCI-Clk, AGPCIK, IDE, DIMM usw. verwendet.

2) Im Allgemeinen kann PCB als Induktivitätsspule der Radioantenne zusätzlich zur Filterinduktivität verwendet werden. Zum Beispiel werden 2.4G Walkie Talkies als Induktoren verwendet.

3) Die Verdrahtungslänge einiger Signale muss streng gleich sein. Die gleiche Linienlänge von Hochgeschwindigkeits-Digitalplatinen besteht darin, die Verzögerungsdifferenz jedes Signals innerhalb eines Bereichs zu halten und die Gültigkeit der vom System im selben Zyklus gelesenen Daten sicherzustellen (wenn die Verzögerungsdifferenz einen Taktzyklus überschreitet, werden die Daten im nächsten Zyklus falsch gelesen). So gibt es beispielsweise 13-HUBLinks in der INTELHUB-Architektur. Die Frequenz von 233MHz wird verwendet. Sie müssen streng gleich lang sein, um versteckte Gefahren durch Zeitverzögerung auszuschließen. Drahtwicklung ist die einzige Lösung. Im Allgemeinen muss die Verzögerungsdifferenz nicht mehr als 1/4 Taktzyklus betragen. Die Verzögerungsdifferenz pro Längeneinheit ist ebenfalls festgelegt. Die Verzögerung hängt mit der Linienbreite, der Linienlänge, der Kupferdicke und der Leiterplattenstruktur zusammen. Wenn die Leitung jedoch zu lang ist, werden die verteilte Kapazität und Induktivität erhöht und die Signalqualität reduziert. Daher sind die Takt-IC-Pins im Allgemeinen beendet, aber die Serpentine-Verdrahtung wirkt nicht als Induktor. Im Gegenteil bewirkt die Induktivität, dass die höheren Oberschwingungen an der steigenden Kante der Signalphasenverschiebung auftreten, was zu einer Verschlechterung der Signalqualität führt, sodass der Serpentinenabstand weniger als doppelt so groß sein muss wie die Linienbreite. Je kleiner die Anstiegszeit des Signals, desto anfälliger für den Einfluss verteilter Kapazität und verteilter Induktivität.

4) Serpentine routing acts as a LC filter with distributed parameters in some special Leiterplatte Schaltungen.