Progettazione PCB - Esperienza di progettazione PCB ad alta velocità

L'apprendimento della progettazione PCB ad alta velocità è un processo di "chiedere senza vergogna" e accumulare continuamente esperienza. Molti guadagni inaspettati possono essere ottenuti facendo domande e guardando le domande e le risposte degli altri.

1. Quando si progettano PCB multistrato ad alta velocità, qual è la base principale per la selezione dell'imballaggio di resistenze e condensatori? Quali pacchetti sono comunemente usati, potete darmi alcuni esempi?

0402 è comunemente usato nei telefoni cellulari; 0603 è comunemente usato nei moduli di segnale ad alta velocità generali; La base è che più piccolo è il pacchetto, più piccoli sono i parametri parassitari. Naturalmente, lo stesso pacchetto di produttori diversi ha grandi differenze nelle prestazioni ad alta frequenza.

Si consiglia di utilizzare componenti speciali ad alta frequenza in posizioni chiave.

2. Come considerare la compatibilità elettromagnetica EMC / EMI quando si progetta PCB e quali aspetti devono essere considerati? Quali misure vengono adottate?

La progettazione EMI/EMC deve considerare la posizione del dispositivo, la disposizione dello stack PCB, il routing di connessioni importanti e la selezione del dispositivo all'inizio del layout.

Ad esempio, la posizione del generatore di orologio non dovrebbe essere vicina al connettore esterno. I segnali ad alta velocità dovrebbero andare allo strato interno il più possibile. Prestare attenzione alla caratteristica corrispondenza dell'impedenza e alla continuità dello strato di riferimento per ridurre i riflessi. La velocità di rotazione del segnale spinto dal dispositivo dovrebbe essere il più piccolo possibile per ridurre l'altezza. I componenti di frequenza, quando si sceglie un condensatore di disaccoppiamento / bypass, prestare attenzione a se la sua risposta in frequenza soddisfa i requisiti per ridurre il rumore sul piano di potenza.

Inoltre, prestare attenzione al percorso di ritorno della corrente del segnale ad alta frequenza per rendere l'area del ciclo il più piccola possibile (cioè, l'impedenza del ciclo il più piccola possibile) per ridurre le radiazioni. Il terreno può anche essere diviso per controllare la gamma di rumore ad alta frequenza.

Infine, scegliere correttamente il terreno del telaio tra il PCB e l'alloggiamento.

3. per PCB multistrato ad alta velocità, quali sono le impostazioni appropriate della larghezza della linea per linee elettriche, linee di terra e linee di segnale? Quali sono le impostazioni comuni? Puoi fare un esempio? Ad esempio, come impostare la frequenza di lavoro a 300Mhz?

Per i segnali a 300 MHz, occorre eseguire una simulazione di impedenza per calcolare la larghezza della linea e la distanza tra la linea e il suolo; la linea elettrica deve determinare la larghezza della linea in base alle dimensioni della corrente. Nel PCB a segnale misto, la "linea" non è generalmente utilizzata per rappresentare il terreno, ma l'intero piano, in modo da garantire che la resistenza del ciclo sia minima e vi sia un piano completo sotto la linea del segnale.

4. Quando si tratta di sistemi ibridi analogico-digitali, alcune persone suggeriscono che lo strato elettrico è diviso e il piano di terra dovrebbe essere rivestito di rame, e alcune persone suggeriscono che lo strato di terra elettrico è diviso e diversi motivi sono collegati al terminale di alimentazione, ma il percorso di ritorno al segnale è lontano. Come scegliere il metodo appropriato per applicazioni specifiche?

Se ci sono linee di segnale ad alta frequenza> 20MHz e la lunghezza e la quantità sono relativamente grandi, allora almeno due strati sono necessari per questo segnale analogico ad alta frequenza.

Uno strato di linea di segnale, uno strato di terra di grande area e lo strato di linea di segnale deve perforare abbastanza vias a terra.

Lo scopo è:

a. Per i segnali analogici, questo fornisce una corrispondenza completa del mezzo di trasmissione e dell'impedenza;

b. il piano di terra isola i segnali analogici da altri segnali digitali;

c. L'anello di terra è abbastanza piccolo, perché hai fatto un sacco di vias, e il terreno è un grande piano.

5. Nell'applicazione della catena del segnale ad alta velocità, ci sono basi analogiche e digitali per più ASIC. Il terreno dovrebbe essere diviso o no? Quali sono gli orientamenti esistenti? Quale effetto è migliore?

Finora non ci sono conclusioni. In circostanze normali, è possibile fare riferimento al manuale del chip.

I manuali di tutti i chip ibridi ADI consigliano uno schema di messa a terra, alcuni sono consigliati per terreni comuni e altri sono consigliati per terreni isolati, a seconda del design del chip.

6. che tipo di situazione è adatto per tracce di serpentina nella progettazione PCB ad alta velocità? Ci sono svantaggi? Ad esempio, per il cablaggio differenziale, i due insiemi di segnali devono essere ortogonali.

Il routing della serpentina ha funzioni diverse a causa di diverse applicazioni:

a. Se la traccia del serpente appare nella scheda del computer, agisce principalmente come un'induttanza del filtro e l'impedenza di corrispondenza per migliorare la capacità anti-interferenza del circuito. Le tracce di serpentina nella scheda madre del computer sono utilizzate principalmente in alcuni segnali di clock, come PCI-Clk, AGPCIK, IDE, DIMM e altre linee di segnale.

b. Nella scheda PCB ordinaria, oltre al ruolo dell'induttanza del filtro, può anche essere utilizzato come bobina di induttanza dell'antenna radio e così via. Ad esempio, è utilizzato come induttore in walkie-talkie 2.4G.

c. La lunghezza del cablaggio di alcuni segnali deve essere rigorosamente uguale. La lunghezza di linea uguale della scheda PCB digitale ad alta velocità è quella di mantenere la differenza di ritardo di ogni segnale all'interno di un intervallo e garantire la validità dei dati letti dal sistema nello stesso ciclo (ritardo Quando la differenza supera un ciclo di clock, i dati del ciclo successivo saranno letti in modo errato).

Ad esempio, ci sono 13 HUBLink nell'architettura INTELHUB, utilizzando una frequenza di 233MHz. Le lunghezze devono essere rigorosamente uguali per eliminare i pericoli nascosti causati dal ritardo temporale. L'avvolgimento è l'unica soluzione.

Generalmente, la differenza di ritardo non deve superare il ciclo di clock di 1/4 e anche la differenza di ritardo della linea per lunghezza unitaria è fissa. Il ritardo è correlato alla larghezza della linea, alla lunghezza della linea, allo spessore del rame e alla struttura dello strato, ma le linee eccessivamente lunghe aumenteranno la capacità distribuita e l'induttanza distribuita., La qualità del segnale è diminuita. Pertanto, i perni IC dell'orologio sono generalmente terminati, ma la traccia del serpente non agisce come induttanza.

Al contrario, l'induttanza sposterà lo spostamento di fase delle armoniche superiori nel bordo ascendente del segnale, causando il deterioramento della qualità del segnale. Pertanto, la spaziatura della linea serpentina deve essere almeno il doppio della larghezza della linea. Più piccolo è il tempo di salita del segnale, più suscettibile all'influenza della capacità distribuita e dell'induttanza distribuita.

d. La traccia del serpente agisce come filtro LC del parametro distribuito in alcuni circuiti speciali.