PCB (placa de circuit imprès), el nom xinès és placa de circuit imprès, també coneguda com a placa de circuit imprès, és un component electrònic important, un suport per a components electrònics i un suport per a connexions elèctriques de components electrònics.Com que es fa amb impressió electrònica, s'anomena placa de circuit "imprès".
1. Com triar la placa PCB?
L'elecció de la placa PCB ha d'aconseguir un equilibri entre el compliment dels requisits de disseny, la producció en massa i el cost.Els requisits de disseny inclouen components elèctrics i mecànics.En general, aquest problema de material és més important quan es dissenyen plaques de PCB de molt alta velocitat (freqüència superior a GHz).
Per exemple, el material FR-4 que s'utilitza habitualment avui pot no ser adequat perquè la pèrdua dielèctrica a una freqüència de diversos GHz tindrà un gran impacte en l'atenuació del senyal.Pel que fa a l'electricitat, cal parar atenció a si la constant dielèctrica (constante dielèctrica) i la pèrdua dielèctrica són adequades per a la freqüència dissenyada.
2. Com evitar interferències d'alta freqüència?
La idea bàsica d'evitar la interferència d'alta freqüència és minimitzar la interferència dels camps electromagnètics del senyal d'alta freqüència, que és l'anomenada diafonia (Crosstalk).Podeu augmentar la distància entre el senyal d'alta velocitat i el senyal analògic, o afegir traces de guàrdia/shunt al costat del senyal analògic.També presteu atenció a la interferència de soroll de la terra digital a la terra analògica.
3. En el disseny d'alta velocitat, com resoldre el problema d'integritat del senyal?
La integritat del senyal és bàsicament una qüestió d'adaptació d'impedància.Els factors que afecten la concordança de la impedància inclouen l'estructura i la impedància de sortida de la font del senyal, la impedància característica de la traça, les característiques de l'extrem de càrrega i la topologia de la traça.La solució és confiar en la terminació i ajustar la topologia del cablejat.
4. Com es realitza el mètode de distribució diferencial?
Hi ha dos punts als quals cal prestar atenció al cablejat del parell diferencial.Un és que la longitud de les dues línies ha de ser la màxima possible.Hi ha dues maneres paral·leles, una és que les dues línies funcionin a la mateixa capa de cablejat (al costat de l'altre), i l'altra és que les dues línies s'executen a les capes adjacents superior i inferior (per sota).Generalment, l'anterior costat a costat (cost a costat, costat a costat) s'utilitza de moltes maneres.
5. Per a una línia de senyal de rellotge amb només un terminal de sortida, com implementar el cablejat diferencial?
Per utilitzar el cablejat diferencial, només és significatiu que la font del senyal i el receptor siguin senyals diferencials.Per tant, no és possible utilitzar cablejat diferencial per a un senyal de rellotge amb només una sortida.
6. Es pot afegir una resistència coincident entre els parells de línies diferencials a l'extrem receptor?
Normalment s'afegeix la resistència coincident entre els parells de línies diferencials a l'extrem receptor i el seu valor ha de ser igual al valor de la impedància diferencial.D'aquesta manera, la qualitat del senyal serà millor.
7. Per què el cablejat dels parells diferencials hauria de ser proper i paral·lel?
L'encaminament dels parells diferencials ha de ser adequadament proper i paral·lel.L'anomenada proximitat pròpia és perquè la distància afectarà el valor de la impedància diferencial, que és un paràmetre important per dissenyar un parell diferencial.La necessitat de paral·lelisme també es deu a la necessitat de mantenir la consistència de la impedància diferencial.Si les dues línies estan lluny o a prop, la impedància diferencial serà inconsistent, cosa que afectarà la integritat del senyal (integritat del senyal) i el retard de temps (retard de temporització).
8. Com tractar alguns conflictes teòrics en el cablejat real
Bàsicament, és correcte separar el sòl analògic/digital.Cal tenir en compte que les traces del senyal no haurien de creuar el lloc dividit (fossat) tant com sigui possible i que el camí de retorn del corrent (camí del corrent de retorn) de la font d'alimentació i del senyal no hauria de ser massa gran.
L'oscil·lador de cristall és un circuit analògic d'oscil·lació de retroalimentació positiva.Per tenir un senyal d'oscil·lació estable, ha de complir les especificacions de guany i fase del bucle.Tanmateix, l'especificació d'oscil·lació d'aquest senyal analògic es veu pertorbada fàcilment i, fins i tot, l'addició de traces de guàrdia de terra pot no ser capaç d'aïllar completament la interferència.I si està massa lluny, el soroll del pla de terra també afectarà el circuit d'oscil·lació de retroalimentació positiva.Per tant, la distància entre l'oscil·lador de cristall i el xip ha de ser el més propera possible.
De fet, hi ha molts conflictes entre l'encaminament d'alta velocitat i els requisits d'EMI.Però el principi bàsic és que les resistències i els condensadors o les perles de ferrita afegits a causa de l'EMI no poden fer que algunes característiques elèctriques del senyal no compleixin les especificacions.Per tant, el millor és utilitzar les tècniques d'ordenació del cablejat i l'apilament de PCB per resoldre o reduir problemes d'EMI, com ara l'encaminament de senyals d'alta velocitat a la capa interna.Finalment, utilitzeu un condensador de resistència o una perla de ferrita per reduir el dany al senyal.
9. Com resoldre la contradicció entre el cablejat manual i el cablejat automàtic dels senyals d'alta velocitat?
La majoria dels encaminadors automàtics del programari d'encaminament més potent ara han establert restriccions per controlar el mètode d'encaminament i el nombre de vias.Els elements de configuració de les capacitats del motor de bobinatge i les condicions de restricció de diverses empreses EDA de vegades difereixen molt.
Per exemple, hi ha prou restriccions per controlar la manera com les serps serpentines, es pot controlar l'espaiat dels parells diferencials, etc.Això afectarà si el mètode d'encaminament obtingut mitjançant l'encaminament automàtic pot satisfer la idea del dissenyador.
A més, la dificultat d'ajustar manualment el cablejat també té una relació absoluta amb la capacitat del motor de bobinatge.Per exemple, la capacitat d'empensió de les traces, la capacitat d'empènyer de les vies, i fins i tot la capacitat d'empènyer de les traces al coure, etc. Per tant, escollir un encaminador amb una capacitat de motor de bobina forta és la solució.
10. Sobre els cupons de prova.
El cupó de prova s'utilitza per mesurar si la impedància característica del PCB produït compleix els requisits de disseny amb TDR (Time Domain Reflectometer).Generalment, la impedància a controlar té dos casos: una única línia i un parell diferencial.Per tant, l'amplada de línia i l'interlineat (quan hi ha parells diferencials) al cupó de prova han de ser els mateixos que les línies a controlar.
El més important és la posició del punt de terra quan es mesura.Per tal de reduir el valor d'inductància del cable de terra (conductor de terra), el lloc on es posa a terra la sonda TDR (sonda) sol estar molt a prop del lloc on es mesura el senyal (punta de la sonda).Per tant, la distància i el mètode entre el punt on es mesura el senyal al cupó de prova i el punt de terra Per fer coincidir la sonda utilitzada
11. En el disseny de PCB d'alta velocitat, l'àrea en blanc de la capa de senyal es pot cobrir amb coure, però com s'ha de distribuir el coure de múltiples capes de senyal a terra i font d'alimentació?
En general, la major part del coure de la zona en blanc està connectat a terra.Només cal que pareu atenció a la distància entre el coure i la línia de senyal quan dipositeu coure al costat de la línia de senyal d'alta velocitat, perquè el coure dipositat reduirà una mica la impedància característica de la traça.També vés amb compte de no afectar la impedància característica d'altres capes, com en l'estructura d'una línia de doble banda.
12. És possible utilitzar el model de línia microstrip per calcular la impedància característica de la línia de senyal per sobre del pla de potència?Es pot calcular el senyal entre la potència i el pla de terra utilitzant el model de stripline?
Sí, tant el pla de potència com el de terra s'han de considerar com a plans de referència a l'hora de calcular la impedància característica.Per exemple, un tauler de quatre capes: capa superior-capa de potència-capa de terra-capa inferior.En aquest moment, el model de la impedància característica de la traça de la capa superior és el model de línia microstrip amb el pla de potència com a pla de referència.
13. En general, la generació automàtica de punts de prova mitjançant programari en taulers impresos d'alta densitat pot complir els requisits de prova de la producció en massa?
Si els punts de prova generats automàticament pel programari general compleixen els requisits de prova depèn de si les especificacions per afegir punts de prova compleixen els requisits de l'equip de prova.A més, si el cablejat és massa dens i l'especificació per afegir punts de prova és relativament estricta, és possible que no sigui possible afegir automàticament punts de prova a cada segment de la línia.Per descomptat, cal omplir manualment les places a provar.
14. L'addició de punts de prova afectarà la qualitat dels senyals d'alta velocitat?
Quant a si afectarà la qualitat del senyal, depèn de la manera d'afegir punts de prova i de la rapidesa del senyal.Bàsicament, es poden afegir a la línia punts de prova addicionals (que no s'utilitzen el pin de via o DIP existent com a punts de prova) o es poden treure de la línia.El primer equival a afegir un petit condensador en línia, mentre que el segon és una branca addicional.
Aquestes dues situacions afectaran més o menys el senyal d'alta velocitat, i el grau d'influència està relacionat amb la velocitat de freqüència del senyal i la velocitat de vora del senyal (taxa de vora).La mida de l'impacte es pot conèixer mitjançant simulació.En principi, com més petit sigui el punt de prova, millor (per descomptat, també ha de complir els requisits de l'equip de prova).Com més curta sigui la branca, millor.
15. Diverses PCB formen un sistema, com s'han de connectar els cables de terra entre les plaques?
Quan el senyal o la potència entre les diferents plaques de PCB es connecten entre si, per exemple, la placa A té potència o senyals enviades a la placa B, hi ha d'haver una quantitat igual de corrent que flueix des de la capa de terra cap a la placa A (això és llei actual de Kirchoff).
El corrent en aquesta formació trobarà el lloc de menys resistència per retornar.Per tant, el nombre de pins assignats al pla de terra no hauria de ser massa petit a cada interfície, independentment de si es tracta d'una font d'alimentació o d'un senyal, per reduir la impedància, que pot reduir el soroll al pla de terra.
A més, també és possible analitzar tot el bucle de corrent, especialment la part amb un gran corrent, i ajustar el mètode de connexió de la formació o el cable de terra per controlar el flux de corrent (per exemple, crear una impedància baixa en algun lloc, de manera que la major part del corrent flueix d'aquests llocs), redueix l'impacte en altres senyals més sensibles.
16. Pots presentar alguns llibres tècnics estrangers i dades sobre disseny de PCB d'alta velocitat?
Ara els circuits digitals d'alta velocitat s'utilitzen en camps relacionats com les xarxes de comunicació i les calculadores.Pel que fa a les xarxes de comunicació, la freqüència de funcionament de la placa PCB ha arribat a GHz i el nombre de capes apilades és de fins a 40 capes pel que jo sé.
Les aplicacions relacionades amb les calculadores també es deuen a l'avenç dels xips.Tant si es tracta d'un PC general com d'un servidor (Servidor), la freqüència de funcionament màxima a la placa també ha arribat als 400MHz (com ara Rambus).
En resposta als requisits d'encaminament d'alta velocitat i alta densitat, la demanda de vies cegues/enterrades, mircrovias i tecnologia de procés d'acumulació augmenta gradualment.Aquests requisits de disseny estan disponibles per a la producció en massa dels fabricants.
17. Dues fórmules d'impedància característica de referència freqüent:
Línia de microstrip (microstrip) Z={87/[sqrt(Er+1,41)]}ln[5,98H/(0,8W+T)] on W és l'amplada de la línia, T és el gruix de coure de la traça i H és La distància des de la traça fins al pla de referència, Er és la constant dielèctrica del material PCB (constante dielèctrica).Aquesta fórmula només es pot aplicar quan 0,1≤(W/H)≤2,0 i 1≤(Er)≤15.
Stripline (stripline) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0,67π(T+0,8W)]} on, H és la distància entre els dos plans de referència i la traça es troba al mig de els dos plans de referència.Aquesta fórmula només es pot aplicar quan W/H≤0,35 i T/H≤0,25.
18. Es pot afegir un cable de terra al mig de la línia de senyal diferencial?
En general, el cable de terra no es pot afegir al mig del senyal diferencial.Com que el punt més important del principi d'aplicació dels senyals diferencials és aprofitar els avantatges que ofereix l'acoblament mutu (acoblament) entre senyals diferencials, com ara la cancel·lació de flux, la immunitat al soroll, etc. Si s'afegeix un cable de terra al mig, l'efecte d'acoblament serà destruït.
19. El disseny de la placa rígida flexible requereix programari i especificacions de disseny especials?
El circuit imprès flexible (FPC) es pot dissenyar amb un programari general de disseny de PCB.Utilitzeu també el format Gerber per produir per als fabricants de FPC.
20. Quin és el principi de seleccionar correctament el punt de connexió a terra de la PCB i la carcassa?
El principi de seleccionar el punt de terra de la PCB i la carcassa és utilitzar la terra del xassís per proporcionar un camí de baixa impedància per al corrent de retorn (corrent de retorn) i controlar el camí del corrent de retorn.Per exemple, normalment a prop del dispositiu d'alta freqüència o del generador de rellotge, la capa de terra de la PCB es pot connectar amb la terra del xassís fixant cargols per minimitzar l'àrea de tot el bucle de corrent, reduint així la radiació electromagnètica.
21. Per quins aspectes hem de començar per a la DEBUG de la placa de circuit?
Pel que fa als circuits digitals, primer determineu tres coses en seqüència:
1. Verifiqueu que tots els valors de subministrament estiguin dimensionats per al disseny.Alguns sistemes amb múltiples fonts d'alimentació poden requerir determinades especificacions per a l'ordre i la velocitat de determinades fonts d'alimentació.
2. Verifiqueu que totes les freqüències del senyal de rellotge funcionin correctament i que no hi hagi problemes no monòtons a les vores del senyal.
3. Confirmeu si el senyal de restabliment compleix els requisits de l'especificació.Si tot això és normal, el xip hauria d'enviar el senyal del primer cicle (cicle).A continuació, depureu segons el principi de funcionament del sistema i el protocol de bus.
22. Quan la mida de la placa de circuit està fixada, si s'han d'acomodar més funcions en el disseny, sovint és necessari augmentar la densitat de traça de la PCB, però això pot conduir a una millor interferència mútua de les traces, i en al mateix temps, els rastres són massa prims per augmentar la impedància.No es pot reduir, si us plau, els experts introdueixen les habilitats en el disseny de PCB d'alta densitat (≥100MHz)?
Quan es dissenyen PCB d'alta velocitat i alta densitat, s'ha de prestar especial atenció a la interferència de diafonia perquè té un gran impacte en el temps i la integritat del senyal.
Aquí hi ha algunes coses a les quals cal prestar atenció:
Controlar la continuïtat i la concordança de la impedància característica de la traça.
La mida de l'espaiat de traça.En general, l'espaiat que es veu sovint és el doble de l'amplada de la línia.L'impacte de l'espaiat de traça en el temps i la integritat del senyal es pot conèixer mitjançant la simulació i es pot trobar l'espai mínim tolerable.Els resultats poden variar d'un xip a un altre.
Trieu el mètode de terminació adequat.
Eviteu la mateixa direcció de les traces a les capes adjacents superior i inferior, o fins i tot superposeu les traces superior i inferior, perquè aquest tipus de diafonia és més gran que la de les traces adjacents a la mateixa capa.
Utilitzeu vies cegues/enterrades per augmentar l'àrea de traça.Però el cost de fabricació de la placa PCB augmentarà.De fet, és difícil aconseguir un paral·lelisme complet i una longitud igual en la implementació real, però encara és necessari fer-ho tant com sigui possible.
A més, la terminació diferencial i la terminació en mode comú es poden reservar per mitigar l'impacte en el temps i la integritat del senyal.
23. El filtre de la font d'alimentació analògica és sovint un circuit LC.Però, per què de vegades LC filtra amb menys eficàcia que RC?
La comparació dels efectes del filtre LC i RC ha de considerar si la banda de freqüència que s'ha de filtrar i la selecció del valor d'inductància són adequades.Com que la reactància inductiva (reactància) de l'inductor està relacionada amb el valor i la freqüència de la inductància.
Si la freqüència de soroll de la font d'alimentació és baixa i el valor d'inductància no és prou gran, l'efecte de filtrat pot no ser tan bo com RC.Tanmateix, el preu a pagar per utilitzar el filtratge RC és que la pròpia resistència dissipa potència, és menys eficient i presta atenció a quanta potència pot gestionar la resistència seleccionada.
24. Quin és el mètode per seleccionar el valor de la inductància i la capacitat quan es filtra?
A més de la freqüència de soroll que voleu filtrar, la selecció del valor d'inductància també té en compte la capacitat de resposta del corrent instantani.Si el terminal de sortida del LC té l'oportunitat de produir un gran corrent instantàniament, un valor d'inductància massa gran dificultarà la velocitat del gran corrent que flueix per l'inductor i augmentarà el soroll ondulat.El valor de la capacitat està relacionat amb la mida del valor d'especificació del soroll ondulat que es pot tolerar.
Com més petit sigui el requisit del valor del soroll ondulat, més gran serà el valor del condensador.L'ESR/ESL del condensador també tindrà un impacte.A més, si el LC es col·loca a la sortida d'una potència de regulació de commutació, també cal parar atenció a la influència del pol/zero generat pel LC en l'estabilitat del bucle de control de retroalimentació negativa..
25. Com complir els requisits d'EMC tant com sigui possible sense causar massa pressió de costos?
L'augment del cost a causa de l'EMC a la PCB sol ser degut a l'augment del nombre de capes de terra per millorar l'efecte de blindatge i l'addició de perles de ferrita, asfixia i altres dispositius de supressió d'harmònics d'alta freqüència.A més, sol ser necessari cooperar amb estructures de blindatge en altres mecanismes perquè tot el sistema superi els requisits d'EMC.A continuació es mostren només alguns consells de disseny de plaques PCB per reduir l'efecte de la radiació electromagnètica generada pel circuit.
Trieu un dispositiu amb una velocitat de variació més lenta tant com sigui possible per reduir els components d'alta freqüència generats pel senyal.
Preste atenció a la col·locació de components d'alta freqüència, no massa a prop dels connectors externs.
Preste atenció a la concordança d'impedància dels senyals d'alta velocitat, la capa de cablejat i el seu camí de retorn (camí de retorn) per reduir la reflexió i la radiació d'alta freqüència.
Col·loqueu suficients i adequats condensadors de desacoblament als pins d'alimentació de cada dispositiu per moderar el soroll als plans d'alimentació i de terra.Presteu especial atenció a si la resposta de freqüència i les característiques de temperatura del condensador compleixen els requisits de disseny.
La terra prop del connector extern es pot separar correctament de la formació i la terra del connector s'ha de connectar a la terra del xassís propera.
Utilitzeu adequadament traces de guàrdia de terra/derivació al costat d'alguns senyals especialment d'alta velocitat.Però presteu atenció a l'efecte de les traces de guàrdia/derivació sobre la impedància característica de la traça.
La capa de potència és 20H cap a dins que la formació, i H és la distància entre la capa de potència i la formació.
26. Quan hi ha diversos blocs de funció digital/analògic en una placa PCB, la pràctica habitual és separar el sòl digital/analògic.Quin és el motiu?
El motiu per separar la terra digital/analògic és perquè el circuit digital generarà soroll a la font d'alimentació i a terra quan es canvia entre potencials alts i baixos.La magnitud del soroll està relacionada amb la velocitat del senyal i la magnitud del corrent.Si el pla de terra no està dividit i el soroll generat pel circuit a l'àrea digital és gran i el circuit a l'àrea analògica està molt a prop, fins i tot si els senyals digitals i analògics no es creuen, el senyal analògic encara es veurà interferit. pel soroll del terra.És a dir, el mètode de no dividir les terres digitals i analògiques només es pot utilitzar quan l'àrea del circuit analògic està lluny de l'àrea del circuit digital que genera un gran soroll.
27. Un altre enfocament és assegurar-se que la disposició separada digital/analògica i les línies de senyal digital/analògic no es creuen, que la placa PCB no estigui dividida i que la terra digital/analògica estigui connectada a aquest pla de terra.Quin és el punt?
El requisit que les traces del senyal digital-analògic no es puguin creuar és perquè el camí del corrent de retorn (camí del corrent de retorn) del senyal digital lleugerament més ràpid intentarà retornar a la font del senyal digital al llarg del sòl prop de la part inferior de la traça.creuar, el soroll generat pel corrent de retorn apareixerà a l'àrea del circuit analògic.
28. Com considerar el problema de concordança d'impedància quan es dissenya el diagrama esquemàtic del disseny de PCB d'alta velocitat?
Quan es dissenyen circuits PCB d'alta velocitat, la concordança d'impedància és un dels elements de disseny.El valor d'impedància té una relació absoluta amb el mètode d'encaminament, com ara caminar per la capa superficial (microstrip) o la capa interna (stripline/doble stripline), la distància des de la capa de referència (capa de potència o capa de terra), amplada de traça, PCB material, etc. Tots dos afectaran el valor d'impedància característica de la traça.
És a dir, el valor d'impedància només es pot determinar després del cablejat.El programari general de simulació no podrà considerar algunes condicions de cablejat amb impedància discontínua a causa de la limitació del model de línia o de l'algorisme matemàtic utilitzat.En aquest moment, només es poden reservar alguns terminadors (terminacions), com ara resistències en sèrie, al diagrama esquemàtic.per mitigar l'efecte de les discontinuïtats d'impedància de traça.La solució fonamental real al problema és intentar evitar la discontinuïtat de la impedància durant el cablejat.
29. On puc proporcionar una biblioteca de models IBIS més precisa?
La precisió del model IBIS afecta directament els resultats de la simulació.Bàsicament, IBIS es pot considerar com les dades característiques elèctriques del circuit equivalent del buffer d'E/S del xip real, que generalment es pot obtenir convertint el model SPICE, i les dades de SPICE tenen una relació absoluta amb la fabricació del xip, de manera que el mateix dispositiu és proporcionat per diferents fabricants de xips.Les dades de SPICE són diferents i les dades del model IBIS convertit també seran diferents en conseqüència.
És a dir, si s'utilitzen els dispositius del fabricant A, només aquests tenen la capacitat de proporcionar dades de model precises dels seus dispositius, perquè ningú més sap millor que ells de quin procés estan fets els seus dispositius.Si l'IBIS proporcionat pel fabricant és inexacte, l'única solució és demanar contínuament al fabricant que millori.
30. Quan es dissenyen PCB d'alta velocitat, des de quins aspectes els dissenyadors haurien de tenir en compte les regles d'EMC i EMI?
En general, el disseny EMI/EMC ha de tenir en compte tant els aspectes radiats com els conduïts.El primer pertany a la part de freqüència més alta (≥30MHz) i el segon pertany a la part de freqüència més baixa (≤30MHz).
Així que no podeu prestar atenció a l'alta freqüència i ignorar la part de baixa freqüència.Un bon disseny EMI/EMC ha de tenir en compte la posició del dispositiu, la disposició de la pila de PCB, la manera de les connexions importants, la selecció del dispositiu, etc. al principi del disseny.Si no hi ha una millor disposició per endavant, es pot resoldre després S'obtindrà el doble de resultat amb la meitat d'esforç i augmentarà el cost.
Per exemple, la posició del generador de rellotge no hauria d'estar a prop del connector extern tant com sigui possible, el senyal d'alta velocitat hauria d'anar a la capa interna tant com sigui possible i prestar atenció a la continuïtat de la concordança de la impedància característica i la capa de referència per reduir la reflexió, i la inclinació (velocitat) del senyal empès pel dispositiu ha de ser tan petita com sigui possible per reduir l'alta Quan seleccioneu un condensador de desacoblament/bypass, presteu atenció a si la seva resposta de freqüència compleix els requisits per reduir soroll de l'avió elèctric.
A més, presteu atenció al camí de retorn del corrent del senyal d'alta freqüència per fer que l'àrea del bucle sigui tan petita com sigui possible (és a dir, que la impedància del bucle sigui tan petita com sigui possible) per reduir la radiació.També és possible controlar el rang de soroll d'alta freqüència dividint la formació.Finalment, seleccioneu correctament el punt de connexió a terra de la PCB i la carcassa (massa del xassís).
31. Com triar les eines EDA?
Al programari de disseny de PCB actual, l'anàlisi tèrmica no és un punt fort, per la qual cosa no es recomana utilitzar-lo.Per a altres funcions 1.3.4, podeu triar PADS o Cadence, i la relació de rendiment i preu és bona.Els principiants en el disseny de PLD poden utilitzar l'entorn integrat proporcionat pels fabricants de xips PLD, i es poden utilitzar eines d'un sol punt quan es dissenyen més d'un milió de portes.
32. Recomaneu un programari EDA adequat per al processament i transmissió de senyals d'alta velocitat.
Per al disseny de circuits convencionals, els PADS d'INNOVEDA són molt bons i hi ha programari de simulació coincident, i aquest tipus de disseny sovint representa el 70% de les aplicacions.Per al disseny de circuits d'alta velocitat, circuits mixts analògics i digitals, la solució Cadence hauria de ser un programari amb un millor rendiment i preu.Per descomptat, el rendiment de Mentor segueix sent molt bo, sobretot la gestió del seu procés de disseny hauria de ser la millor.
33. Explicació del significat de cada capa de placa PCB
Superposició superior: el nom del dispositiu de nivell superior, també anomenat serigrafia superior o llegenda del component superior, com ara R1 C5,
IC10.bottomoverlay—de manera semblant multicapa—–Si dissenyeu un tauler de 4 capes, col·loqueu un coixinet lliure o, mitjançant, el definiu com a multicapa, aleshores el seu coixinet apareixerà automàticament a les 4 capes, si només el definiu com a capa superior, llavors el seu coixinet només apareixerà a la capa superior.
34. Quins aspectes s'han de prestar atenció en el disseny, l'encaminament i la disposició de PCB d'alta freqüència superiors a 2G?
Els PCB d'alta freqüència superiors a 2G pertanyen al disseny de circuits de radiofreqüència i no estan dins de l'àmbit de discussió del disseny de circuits digitals d'alta velocitat.La disposició i l'encaminament del circuit de RF s'han de considerar juntament amb el diagrama esquemàtic, perquè la disposició i l'encaminament provocaran efectes de distribució.
A més, alguns dispositius passius en el disseny de circuits de RF es realitzen mitjançant una definició paramètrica i una làmina de coure amb forma especial.Per tant, les eines EDA són necessàries per proporcionar dispositius paramètrics i editar làmines de coure amb forma especial.
La boardstation de Mentor té un mòdul de disseny de RF dedicat que compleix aquests requisits.A més, el disseny general de radiofreqüència requereix eines especials d'anàlisi de circuits de radiofreqüència, el més famós de la indústria és eesoft d'Agilent, que té una bona interfície amb les eines de Mentor.
35. Per al disseny de PCB d'alta freqüència per sobre de 2G, quines regles ha de seguir el disseny de microstrip?
Per al disseny de línies de microstrip de RF, és necessari utilitzar eines d'anàlisi de camp 3D per extreure els paràmetres de la línia de transmissió.Totes les regles s'han d'especificar en aquesta eina d'extracció de camps.
36. Per a una PCB amb tots els senyals digitals, hi ha una font de rellotge de 80 MHz a la placa.A més d'utilitzar malla de filferro (connexió a terra), quin tipus de circuit s'ha d'utilitzar per protegir-se per garantir una capacitat de conducció suficient?
Per garantir la capacitat de conducció del rellotge, no s'ha de realitzar mitjançant la protecció.Generalment, el rellotge s'utilitza per conduir el xip.La preocupació general sobre la capacitat de la unitat de rellotge és causada per múltiples càrregues de rellotge.S'utilitza un xip de controlador de rellotge per convertir un senyal de rellotge en diversos i s'adopta una connexió punt a punt.Quan es selecciona el xip del controlador, a més d'assegurar-se que bàsicament coincideix amb la càrrega i que la vora del senyal compleix els requisits (generalment, el rellotge és un senyal efectiu per a la vora), quan es calcula el temps del sistema, el retard del rellotge al controlador s'ha de tenir en compte el xip.
37. Si s'utilitza una placa de senyal de rellotge independent, quin tipus d'interfície s'utilitza generalment per garantir que la transmissió del senyal de rellotge es vegi menys afectada?
Com més curt sigui el senyal de rellotge, menor serà l'efecte de la línia de transmissió.L'ús d'una placa de senyal de rellotge independent augmentarà la longitud d'encaminament del senyal.I la font d'alimentació a terra de la placa també és un problema.Per a la transmissió a llarga distància, es recomana utilitzar senyals diferencials.La mida L pot complir els requisits de capacitat de la unitat, però el rellotge no és massa ràpid, no és necessari.
38, 27M, línia de rellotge SDRAM (80M-90M), el segon i tercer harmònic d'aquestes línies de rellotge es troben només a la banda VHF i la interferència és molt gran després que l'alta freqüència entra des de l'extrem receptor.A més d'escurçar la longitud de la línia, quines altres bones maneres?
Si el tercer harmònic és gran i el segon harmònic és petit, pot ser que el cicle de treball del senyal és del 50%, perquè en aquest cas, el senyal no té harmònics parells.En aquest moment, cal modificar el cicle de treball del senyal.A més, si el senyal del rellotge és unidireccional, generalment s'utilitza la concordança de la sèrie final de la font.Això suprimeix les reflexions secundàries sense afectar la velocitat de vora del rellotge.El valor coincident a l'extrem de la font es pot obtenir utilitzant la fórmula de la figura següent.
39. Quina és la topologia del cablejat?
Topologia, algunes també s'anomenen ordre d'encaminament.Per a l'ordre de cablejat de la xarxa connectada multiport.
40. Com ajustar la topologia del cablejat per millorar la integritat del senyal?
Aquest tipus de direcció del senyal de xarxa és més complicat, perquè per a senyals unidireccionals, bidireccionals i senyals de diferents nivells, la topologia té diferents influències i és difícil dir quina topologia és beneficiosa per a la qualitat del senyal.A més, quan es fa una simulació prèvia, quina topologia utilitzar és molt exigent per als enginyers i requereix una comprensió dels principis del circuit, els tipus de senyal i fins i tot les dificultats de cablejat.
41. Com reduir els problemes d'EMI organitzant l'apilament?
En primer lloc, s'ha de tenir en compte l'EMI des del sistema i el PCB per si sol no pot resoldre el problema.Per a EMI, crec que l'apilament és principalment per proporcionar el camí de retorn del senyal més curt, reduir l'àrea d'acoblament i suprimir la interferència del mode diferencial.A més, la capa de terra i la capa de potència estan estretament acoblades i l'extensió és adequadament més gran que la capa de potència, cosa que és bona per suprimir les interferències de mode comú.
42. Per què es posa coure?
En general, hi ha diverses raons per posar coure.
1. EMC.Per al coure de terra o font d'alimentació de gran superfície, jugarà un paper de blindatge, i alguns especials, com ara PGND, tindran un paper protector.
2. Requisits del procés de PCB.En general, per garantir l'efecte de galvanoplastia o laminació sense deformació, el coure es col·loca a la capa de PCB amb menys cablejat.
3. Els requisits d'integritat del senyal, donen als senyals digitals d'alta freqüència un camí de retorn complet i redueixen el cablejat de la xarxa de corrent continu.Per descomptat, també hi ha raons per a la dissipació de la calor, la instal·lació de dispositius especials requereix la col·locació de coure, etc.
43. En un sistema, s'inclouen dsp i pld, a quins problemes s'ha de prestar atenció en el cablejat?
Mireu la relació entre la vostra velocitat de senyal i la longitud del cablejat.Si el retard del senyal a la línia de transmissió és comparable al temps de canvi de senyal, s'ha de tenir en compte el problema d'integritat del senyal.A més, per a diversos DSP, la topologia d'encaminament del senyal de rellotge i de dades també afectarà la qualitat i el temps del senyal, que requereix atenció.
44. A més del cablejat de l'eina protel, hi ha altres bones eines?
Pel que fa a les eines, a més de PROTEL, hi ha moltes eines de cablejat, com les sèries WG2000, EN2000 i powerpcb de MENTOR, allegro de Cadence, cadstar de zuken, cr5000, etc., cadascuna amb els seus punts forts.
45. Què és el “camí de retorn del senyal”?
Camí de retorn del senyal, és a dir, corrent de retorn.Quan es transmet un senyal digital d'alta velocitat, el senyal flueix des del conductor per la línia de transmissió de PCB fins a la càrrega i, a continuació, la càrrega torna a l'extrem del conductor al llarg del terra o a la font d'alimentació pel camí més curt.
Aquest senyal de retorn a terra o font d'alimentació s'anomena camí de retorn del senyal.El Dr.Johnson va explicar al seu llibre que la transmissió de senyals d'alta freqüència és en realitat un procés de càrrega de la capacitat dielèctrica entre la línia de transmissió i la capa de corrent continu.El que SI analitza són les propietats electromagnètiques d'aquest recinte i l'acoblament entre elles.
46. Com realitzar anàlisis SI en connectors?
A l'especificació IBIS3.2, hi ha una descripció del model de connector.Utilitzeu generalment el model EBD.Si es tracta d'una placa especial, com ara una placa posterior, cal un model SPICE.També podeu utilitzar un programari de simulació multiplaca (HYPERLYNX o IS_multiboard).Quan es construeix un sistema multiplaca, introduïu els paràmetres de distribució dels connectors, que generalment s'obtenen del manual del connector.Per descomptat, aquest mètode no serà prou precís, però sempre que estigui dins del rang acceptable.
47. Quins són els mètodes de rescissió?
Terminació (terminal), també coneguda com a coincidència.Generalment, segons la posició de concordança, es divideix en concordança final activa i concordança terminal.Entre ells, la concordança de fonts és generalment la concordança de sèries de resistències, i la coincidència de terminals és generalment paral·lel.Hi ha moltes maneres, com ara l'aixecament de la resistència, la baixada de la resistència, la concordança de Thevenin, la concordança de CA i la concordança de díodes Schottky.
48. Quins factors determinen la forma de terminació (matching)?
El mètode de concordança es determina generalment per les característiques del BUFFER, les condicions de la topologia, els tipus de nivell i els mètodes de judici, i també s'ha de tenir en compte el cicle de treball del senyal i el consum d'energia del sistema.
49. Quines són les regles per a la forma de terminació (coincidència)?
El problema més crític dels circuits digitals és el problema del temps.L'objectiu d'afegir la concordança és millorar la qualitat del senyal i obtenir un senyal determinable en el moment del judici.Per a senyals de nivell efectiu, la qualitat del senyal és estable sota la premissa de garantir l'establiment i el temps de retenció;per a senyals efectius retardats, sota la premissa de garantir la monotonia del retard del senyal, la velocitat de retard del canvi de senyal compleix els requisits.Hi ha material sobre la concordança al llibre de text del producte Mentor ICX.
A més, "High Speed Digital design a hand book of blackmagic" té un capítol dedicat al terminal, que descriu el paper de la concordança en la integritat del senyal a partir del principi de les ones electromagnètiques, que es pot utilitzar com a referència.
50. Puc utilitzar el model IBIS del dispositiu per simular la funció lògica del dispositiu?Si no és així, com es poden fer simulacions del circuit a nivell de placa i de sistema?
Els models IBIS són models de nivell de comportament i no es poden utilitzar per a la simulació funcional.Per a la simulació funcional, calen models SPICE o altres models a nivell estructural.
51. En un sistema on coexisteixen digital i analògic, hi ha dos mètodes de processament.Un és separar la terra digital de la terra analògica.Les perles estan connectades, però la font d'alimentació no està separada;l'altre és que la font d'alimentació analògica i la font d'alimentació digital estan separades i connectades amb FB, i la terra és una terra unificada.M'agradaria preguntar al Sr. Li, si l'efecte d'aquests dos mètodes és el mateix?
Cal dir que en principi és el mateix.Perquè la potència i la terra són equivalents a senyals d'alta freqüència.
El propòsit de distingir entre parts analògiques i digitals és per a l'anti-interferència, principalment la interferència de circuits digitals amb circuits analògics.Tanmateix, la segmentació pot donar lloc a un camí de retorn del senyal incomplet, afectant la qualitat del senyal digital i afectant la qualitat EMC del sistema.
Per tant, independentment de quin pla es divideix, depèn de si el camí de retorn del senyal s'amplia i de quant interfereix el senyal de retorn amb el senyal de treball normal.Ara també hi ha alguns dissenys mixts, independentment de la font d'alimentació i la terra, quan es distribueix, separeu la disposició i el cablejat segons la part digital i la part analògica per evitar senyals transregionals.
52. Normes de seguretat: Quins són els significats específics de FCC i EMC?
FCC: Comissió Federal de Comunicacions Comissió Americana de Comunicacions
EMC: compatibilitat electromagnètica compatibilitat electromagnètica
FCC és una organització estàndard, EMC és un estàndard.Hi ha motius, normes i mètodes de prova corresponents per a la promulgació de normes.
53. Què és la distribució diferencial?
Els senyals diferencials, alguns dels quals també s'anomenen senyals diferencials, utilitzen dos senyals idèntics i de polaritat oposada per transmetre un canal de dades i es basen en la diferència de nivell dels dos senyals per al judici.Per garantir que els dos senyals siguin completament coherents, s'han de mantenir en paral·lel durant el cablejat i l'amplada de línia i l'interlineat romanen sense canvis.
54. Quins són els programes de simulació de PCB?
Hi ha molts tipus de simulació, anàlisi de la integritat del senyal del circuit digital d'alta velocitat, anàlisi de simulació (SI) de programari d'ús comú són icx, signalvision, hyperlynx, XTK, spectraquest, etc. Alguns també utilitzen Hspice.
55. Com el programari de simulació de PCB realitza la simulació LAYOUT?
En circuits digitals d'alta velocitat, per tal de millorar la qualitat del senyal i reduir la dificultat del cablejat, generalment s'utilitzen plaques multicapa per assignar capes de potència especials i capes de terra.
56. Com tractar la disposició i el cablejat per garantir l'estabilitat dels senyals per sobre de 50M
La clau per al cablejat del senyal digital d'alta velocitat és reduir l'impacte de les línies de transmissió en la qualitat del senyal.Per tant, la disposició dels senyals d'alta velocitat per sobre dels 100 M requereix que les traces del senyal siguin tan curtes com sigui possible.En els circuits digitals, els senyals d'alta velocitat es defineixen pel temps de retard de pujada del senyal.A més, diferents tipus de senyals (com ara TTL, GTL, LVTTL) tenen diferents mètodes per garantir la qualitat del senyal.
57. La part de RF de la unitat exterior, la part de freqüència intermèdia i fins i tot la part del circuit de baixa freqüència que supervisa la unitat exterior sovint es despleguen a la mateixa PCB.Quins són els requisits per al material d'aquest PCB?Com evitar que els circuits de RF, IF i fins i tot de baixa freqüència interfereixin entre ells?
El disseny de circuits híbrids és un gran problema.És difícil tenir una solució perfecta.
En general, el circuit de radiofreqüència està dissenyat i cablejat com una placa única independent al sistema, i fins i tot hi ha una cavitat de blindatge especial.A més, el circuit de RF és generalment d'una sola cara o de doble cara, i el circuit és relativament senzill, tot això per reduir l'impacte en els paràmetres de distribució del circuit de RF i millorar la consistència del sistema de RF.
En comparació amb el material general FR4, les plaques de circuit de RF solen utilitzar substrats d'alta Q.La constant dielèctrica d'aquest material és relativament petita, la capacitat distribuïda de la línia de transmissió és petita, la impedància és alta i el retard de transmissió del senyal és petit.En el disseny de circuits híbrids, tot i que els circuits RF i digitals es construeixen a la mateixa PCB, generalment es divideixen en àrea de circuit RF i àrea de circuit digital, que es distribueixen i es connecten per separat.Utilitzeu vies de terra i caixes de blindatge entre elles.
58. Per a la part de RF, la part de freqüència intermèdia i la part del circuit de baixa freqüència es despleguen al mateix PCB, quina solució té el mentor?
El programari de disseny de sistemes a nivell de placa de Mentor, a més de les funcions bàsiques de disseny de circuits, també té un mòdul de disseny de RF dedicat.Al mòdul de disseny esquemàtic de RF, es proporciona un model de dispositiu parametritzat i es proporciona una interfície bidireccional amb eines d'anàlisi i simulació de circuits de RF com EESOFT;al mòdul RF LAYOUT, s'ofereix una funció d'edició de patrons especialment utilitzada per a la disposició i el cablejat del circuit de RF, i també hi ha una interfície bidireccional d'eines d'anàlisi i simulació de circuits de RF com EESOFT pot etiquetar inversament els resultats de l'anàlisi i simulació de tornada al diagrama esquemàtic i a la PCB.
Al mateix temps, l'ús de la funció de gestió del disseny del programari Mentor, la reutilització del disseny, la derivació del disseny i el disseny col·laboratiu es poden realitzar fàcilment.Accelera molt el procés de disseny de circuits híbrids.La placa de telèfon mòbil és un disseny de circuit mixt típic i molts fabricants grans de disseny de telèfons mòbils utilitzen l'eesoft de Mentor plus Angelon com a plataforma de disseny.
59. Quina és l'estructura del producte de Mentor?
Les eines de PCB de Mentor Graphics inclouen la sèrie WG (anteriorment veribest) i la sèrie Enterprise (boardstation).
60. Com és compatible el programari de disseny de PCB de Mentor BGA, PGA, COB i altres paquets?
El RE autoactiu de Mentor, desenvolupat a partir de l'adquisició de Veribest, és el primer encaminador sense quadrícula i amb qualsevol angle de la indústria.Com tots sabem, per a les matrius de graella de boles, els dispositius COB, els encaminadors sense graella i amb qualsevol angle són la clau per resoldre la velocitat d'encaminament.A l'última RE autoactiva, s'han afegit funcions com ara empènyer vias, làmina de coure, RERUUTE, etc. per fer-la més còmoda d'aplicar.A més, admet l'encaminament d'alta velocitat, inclòs l'encaminament del senyal i l'encaminament de parells diferencials amb requisits de retard de temps.
61. Com gestiona el programari de disseny de PCB de Mentor els parells de línies diferencials?
Després que el programari Mentor defineixi les propietats del parell diferencial, els dos parells diferencials es poden encaminar junts i l'amplada de línia, l'espaiat i la longitud del parell diferencial estan estrictament garantits.Es poden separar automàticament quan es troben obstacles i es pot seleccionar el mètode via quan es canvia de capes.
62. En una placa PCB de 12 capes, hi ha tres capes d'alimentació 2,2 v, 3,3 v, 5 v, i cadascuna de les tres fonts d'alimentació està en una capa.Com tractar amb el cable de terra?
En termes generals, les tres fonts d'alimentació es disposen respectivament al tercer pis, la qual cosa és millor per a la qualitat del senyal.Perquè és poc probable que el senyal es divideixi en capes planes.La segmentació creuada és un factor crític que afecta la qualitat del senyal que el programari de simulació generalment ignora.Per a avions de potència i plans de terra, és equivalent per a senyals d'alta freqüència.A la pràctica, a més de considerar la qualitat del senyal, l'acoblament del pla de potència (utilitzant el pla de terra adjacent per reduir la impedància de CA del pla de potència) i la simetria d'apilament són factors que cal tenir en compte.
63. Com comprovar si el PCB compleix els requisits del procés de disseny quan surt de la fàbrica?
Molts fabricants de PCB han de passar per una prova de continuïtat de la xarxa d'encesa abans que finalitzi el processament de PCB per assegurar-se que totes les connexions són correctes.Al mateix temps, cada vegada més fabricants també utilitzen proves de raigs X per comprovar algunes fallades durant el gravat o la laminació.
Per al tauler acabat després del processament del pegat, generalment s'utilitza la inspecció de proves TIC, que requereix afegir punts de prova TIC durant el disseny de PCB.Si hi ha un problema, també es pot utilitzar un dispositiu especial d'inspecció de raigs X per descartar si l'error és causat pel processament.
64. La “protecció del mecanisme” és la protecció de la carcassa?
Sí.La carcassa ha d'estar tan ajustada com sigui possible, utilitzar menys o cap material conductor i estar connectada a terra tant com sigui possible.
65. Cal tenir en compte el problema d'esd del propi xip a l'hora de seleccionar el xip?
Tant si es tracta d'un tauler de doble capa com d'un tauler de diverses capes, l'àrea del sòl s'ha d'augmentar tant com sigui possible.En triar un xip, s'han de tenir en compte les característiques ESD del propi xip.Aquests s'esmenten generalment a la descripció del xip, i fins i tot el rendiment del mateix xip de diferents fabricants serà diferent.
Presteu més atenció al disseny i considereu-lo de manera més completa, i el rendiment de la placa de circuit es garantirà fins a cert punt.Però el problema de l'ESD encara pot aparèixer, de manera que la protecció de l'organització també és molt important per a la protecció de l'ESD.
66. Quan es fa una placa PCB, per tal de reduir les interferències, el cable de terra hauria de formar una forma tancada?
Quan es fabriquen plaques de PCB, en general, cal reduir l'àrea del bucle per reduir les interferències.Quan es col·loca el cable de terra, no s'ha de col·locar en forma tancada, sinó en forma dendrítica.L'àrea de la terra.
67. Si l'emulador utilitza una font d'alimentació i la placa de PCB utilitza una font d'alimentació, s'han de connectar les terres de les dues fonts d'alimentació juntes?
Seria millor que es pugui utilitzar una font d'alimentació independent, perquè no és fàcil provocar interferències entre fonts d'alimentació, però la majoria dels equips tenen requisits específics.Com que l'emulador i la placa PCB utilitzen dues fonts d'alimentació, no crec que hagin de compartir el mateix terreny.
68. Un circuit està format per diverses plaques de circuits impresos.Haurien de compartir el terreny?
Un circuit consta de diversos PCB, la majoria dels quals requereixen una terra comú, perquè no és pràctic utilitzar diverses fonts d'alimentació en un circuit.Però si teniu condicions específiques, podeu utilitzar una font d'alimentació diferent, per descomptat, la interferència serà menor.
69. Dissenyar un producte portàtil amb una pantalla LCD i una carcassa metàl·lica.Quan es prova ESD, no pot passar la prova d'ICE-1000-4-2, CONTACT només pot passar 1100V i AIR pot passar 6000V.A la prova d'acoblament ESD, l'horitzontal només pot passar 3000V i la vertical pot passar 4000V.La freqüència de la CPU és de 33MHZ.Hi ha alguna manera de passar la prova ESD?
Els productes portàtils són carcasses metàl·liques, de manera que els problemes d'ESD han de ser més evidents i els LCD també poden tenir fenòmens més adversos.Si no hi ha manera de canviar el material metàl·lic existent, es recomana afegir material antielèctric dins del mecanisme per reforçar el sòl de la PCB i, al mateix temps, trobar una manera de posar a terra la pantalla LCD.Per descomptat, com operar depèn de la situació específica.
70. Quan es dissenya un sistema que contingui DSP i PLD, quins aspectes s'han de tenir en compte l'ESD?
Pel que fa al sistema general, s'han de considerar principalment les parts en contacte directe amb el cos humà i s'ha de dur a terme una protecció adequada al circuit i al mecanisme.Quant a l'impacte que tindrà l'ESD en el sistema, depèn de diferents situacions.
Hora de publicació: 19-mar-2023