PCB (carte de circuit imprimé), le nom chinois est la carte de circuit imprimé, également connue sous le nom de carte de circuit imprimé, est un composant électronique important, un support pour les composants électroniques et un support pour les connexions électriques des composants électroniques.Parce qu'il est fabriqué à l'aide d'une impression électronique, on l'appelle un circuit imprimé « imprimé ».
1. Comment choisir la carte PCB ?
Le choix de la carte PCB doit trouver un équilibre entre la satisfaction des exigences de conception, la production de masse et le coût.Les exigences de conception contiennent à la fois des composants électriques et mécaniques.Habituellement, cette question matérielle est plus importante lors de la conception de cartes PCB à très haut débit (fréquence supérieure à GHz).
Par exemple, le matériau FR-4 couramment utilisé aujourd'hui peut ne pas convenir car la perte diélectrique à une fréquence de plusieurs GHz aura un impact important sur l'atténuation du signal.En ce qui concerne l'électricité, il faut faire attention à savoir si la constante diélectrique (constante diélectrique) et la perte diélectrique conviennent à la fréquence conçue.
2. Comment éviter les interférences à haute fréquence ?
L'idée de base pour éviter les interférences à haute fréquence est de minimiser les interférences des champs électromagnétiques des signaux à haute fréquence, ce que l'on appelle la diaphonie (Crosstalk).Vous pouvez augmenter la distance entre le signal haute vitesse et le signal analogique, ou ajouter des traces de protection/shunt de mise à la terre à côté du signal analogique.Faites également attention aux interférences de bruit de la masse numérique à la masse analogique.
3. Dans la conception à grande vitesse, comment résoudre le problème d'intégrité du signal ?
L'intégrité du signal est essentiellement une question d'adaptation d'impédance.Les facteurs qui affectent l'adaptation d'impédance comprennent la structure et l'impédance de sortie de la source du signal, l'impédance caractéristique de la trace, les caractéristiques de l'extrémité de charge et la topologie de la trace.La solution consiste à s'appuyer sur la terminaison et à ajuster la topologie du câblage.
4. Comment la méthode de distribution différentielle est-elle réalisée ?
Il y a deux points à respecter dans le câblage de la paire différentielle.La première est que la longueur des deux lignes doit être aussi longue que possible.Il existe deux manières parallèles, l'une est que les deux lignes passent sur la même couche de câblage (côte à côte), et l'autre est que les deux lignes passent sur les couches adjacentes supérieure et inférieure (dessus-dessous).Généralement, l'ancien côte à côte (côte à côte, côte à côte) est utilisé de plusieurs façons.
5. Pour une ligne de signal d'horloge avec une seule borne de sortie, comment mettre en œuvre un câblage différentiel ?
Pour utiliser un câblage différentiel, il est seulement significatif que la source de signal et le récepteur soient tous deux des signaux différentiels.Il n'est donc pas possible d'utiliser un câblage différentiel pour un signal d'horloge avec une seule sortie.
6. Une résistance d'adaptation peut-elle être ajoutée entre les paires de lignes différentielles côté réception ?
La résistance d'adaptation entre les paires de lignes différentielles à l'extrémité de réception est généralement ajoutée et sa valeur doit être égale à la valeur de l'impédance différentielle.De cette façon, la qualité du signal sera meilleure.
7. Pourquoi le câblage des paires différentielles doit-il être proche et parallèle ?
Le routage des paires différentielles doit être correctement proche et parallèle.La proximité dite appropriée est due au fait que la distance affectera la valeur de l'impédance différentielle, qui est un paramètre important pour la conception d'une paire différentielle.Le besoin de parallélisme est également dû à la nécessité de maintenir la cohérence de l'impédance différentielle.Si les deux lignes sont éloignées ou proches, l'impédance différentielle sera incohérente, ce qui affectera l'intégrité du signal (intégrité du signal) et le délai (retard de synchronisation).
8. Comment gérer certains conflits théoriques dans le câblage réel
En gros, il convient de séparer la masse analogique/numérique.Il convient de noter que les traces de signal ne doivent pas traverser autant que possible la place divisée (fossé) et que le chemin du courant de retour (chemin du courant de retour) de l'alimentation et du signal ne doit pas devenir trop grand.
L'oscillateur à cristal est un circuit d'oscillation à rétroaction positive analogique.Pour avoir un signal d'oscillation stable, il doit répondre aux spécifications de gain de boucle et de phase.Cependant, la spécification d'oscillation de ce signal analogique est facilement perturbée, et même l'ajout de traces de garde au sol peut ne pas être en mesure d'isoler complètement l'interférence.Et s'il est trop éloigné, le bruit sur le plan de masse affectera également le circuit d'oscillation à rétroaction positive.Par conséquent, la distance entre l'oscillateur à cristal et la puce doit être aussi proche que possible.
En effet, il existe de nombreux conflits entre le routage à grande vitesse et les exigences EMI.Mais le principe de base est que les résistances et les condensateurs ou les perles de ferrite ajoutés en raison des EMI ne peuvent pas empêcher certaines caractéristiques électriques du signal de répondre aux spécifications.Par conséquent, il est préférable d'utiliser les techniques d'agencement du câblage et de l'empilement des PCB pour résoudre ou réduire les problèmes d'EMI, tels que l'acheminement des signaux à grande vitesse vers la couche interne.Enfin, utilisez un condensateur de résistance ou une perle de ferrite pour réduire les dommages au signal.
9. Comment résoudre la contradiction entre le câblage manuel et le câblage automatique des signaux rapides ?
La plupart des routeurs automatiques des logiciels de routage les plus puissants ont désormais défini des contraintes pour contrôler la méthode de routage et le nombre de vias.Les éléments de réglage des capacités des moteurs d'enroulement et des conditions de contrainte des différentes sociétés EDA diffèrent parfois considérablement.
Par exemple, y a-t-il suffisamment de contraintes pour contrôler la façon dont les serpents serpentins, l'espacement des paires différentielles peut-il être contrôlé, etc.Cela affectera si la méthode de routage obtenue par routage automatique peut répondre à l'idée du concepteur.
De plus, la difficulté de régler manuellement le câblage a également une relation absolue avec la capacité du moteur d'enroulement.Par exemple, la possibilité de pousser des pistes, la possibilité de pousser des vias, et même la possibilité de pousser des pistes vers le cuivre, etc. Par conséquent, choisir un routeur avec une forte capacité de moteur d'enroulement est la solution.
10. À propos des coupons de test.
Le coupon de test est utilisé pour mesurer si l'impédance caractéristique du PCB produit répond aux exigences de conception avec TDR (Time Domain Reflectometer).Généralement, l'impédance à contrôler a deux cas : une seule ligne et une paire différentielle.Par conséquent, la largeur et l'espacement des lignes (lorsqu'il y a des paires différentielles) sur le coupon de test doivent être les mêmes que les lignes à contrôler.
La chose la plus importante est la position du point au sol lors de la mesure.Afin de réduire la valeur d'inductance du fil de terre (fil de terre), l'endroit où la sonde TDR (sonde) est mise à la terre est généralement très proche de l'endroit où le signal est mesuré (pointe de la sonde).Par conséquent, la distance et la méthode entre le point où le signal est mesuré sur le coupon de test et le point de masse Pour correspondre à la sonde utilisée
11. Dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse, la zone vierge de la couche de signal peut être recouverte de cuivre, mais comment le cuivre de plusieurs couches de signal doit-il être distribué sur la mise à la terre et l'alimentation ?
Généralement, la majeure partie du cuivre dans la zone vierge est mise à la terre.Faites juste attention à la distance entre le cuivre et la ligne de signal lors du dépôt de cuivre à côté de la ligne de signal à grande vitesse, car le cuivre déposé réduira un peu l'impédance caractéristique de la trace.Veillez également à ne pas affecter l'impédance caractéristique des autres couches, comme dans la structure d'une ligne à double bande.
12. Est-il possible d'utiliser le modèle de ligne microruban pour calculer l'impédance caractéristique de la ligne de signal au-dessus du plan de puissance ?Le signal entre l'alimentation et le plan de masse peut-il être calculé à l'aide d'un modèle stripline ?
Oui, le plan de puissance et le plan de masse doivent être considérés comme des plans de référence lors du calcul de l'impédance caractéristique.Par exemple, une carte à quatre couches : couche supérieure-couche d'alimentation-couche de terre-couche inférieure.A ce moment, le modèle de l'impédance caractéristique de la trace de couche supérieure est le modèle de ligne microruban avec le plan de puissance comme plan de référence.
13. En général, la génération automatique de points de test par logiciel sur des cartes imprimées à haute densité peut-elle répondre aux exigences de test de la production de masse ?
La conformité des points de test générés automatiquement par le logiciel général aux exigences de test dépend de la conformité des spécifications d'ajout de points de test aux exigences de l'équipement de test.De plus, si le câblage est trop dense et que la spécification d'ajout de points de test est relativement stricte, il peut ne pas être possible d'ajouter automatiquement des points de test à chaque segment de la ligne.Bien sûr, il faut remplir manuellement les endroits à tester.
14. L'ajout de points de test affectera-t-il la qualité des signaux à grande vitesse ?
Quant à savoir si cela affectera la qualité du signal, cela dépend de la manière d'ajouter des points de test et de la vitesse du signal.Fondamentalement, des points de test supplémentaires (n'utilisant pas la broche via ou DIP existante comme points de test) peuvent être ajoutés à la ligne ou retirés de la ligne.Le premier équivaut à ajouter un petit condensateur en ligne, tandis que le second est une branche supplémentaire.
Ces deux situations affecteront plus ou moins le signal à grande vitesse, et le degré d'influence est lié à la vitesse de fréquence du signal et au taux de front du signal (taux de front).La taille de l'impact peut être connue par simulation.En principe, plus le point de test est petit, mieux c'est (bien sûr, il doit également répondre aux exigences de l'équipement de test).Plus la branche est courte, mieux c'est.
15. Plusieurs PCB forment un système, comment les fils de terre entre les cartes doivent-ils être connectés ?
Lorsque le signal ou l'alimentation entre les différentes cartes PCB est connectée les unes aux autres, par exemple, la carte A est alimentée ou des signaux sont envoyés à la carte B, il doit y avoir une quantité égale de courant circulant de la couche de masse vers la carte A (c'est loi actuelle de Kirchoff).
Le courant sur cette formation trouvera le lieu de moindre résistance pour refluer.Par conséquent, le nombre de broches affectées au plan de masse ne doit pas être trop petit à chaque interface, qu'il s'agisse d'une alimentation ou d'un signal, afin de réduire l'impédance, ce qui peut réduire le bruit sur le plan de masse.
De plus, il est également possible d'analyser toute la boucle de courant, en particulier la partie avec un courant important, et d'ajuster la méthode de connexion de la formation ou du fil de terre pour contrôler le flux de courant (par exemple, créer une faible impédance quelque part, de sorte que la plupart des flux de courant provenant de ces endroits), réduisent l'impact sur d'autres signaux plus sensibles.
16. Pouvez-vous présenter des livres et des données techniques étrangers sur la conception de circuits imprimés à grande vitesse ?
Désormais, les circuits numériques à grande vitesse sont utilisés dans des domaines connexes tels que les réseaux de communication et les calculatrices.En termes de réseaux de communication, la fréquence de fonctionnement de la carte PCB a atteint GHz, et le nombre de couches empilées est de 40 couches pour autant que je sache.
Les applications liées aux calculatrices sont également dues à l'avancement des puces.Qu'il s'agisse d'un PC généraliste ou d'un serveur (Server), la fréquence de fonctionnement maximale sur la carte a également atteint 400MHz (comme Rambus).
En réponse aux exigences de routage à haute vitesse et à haute densité, la demande de vias borgnes/enterrés, de mircrovias et de technologie de processus d'accumulation augmente progressivement.Ces exigences de conception sont disponibles pour la production de masse par les fabricants.
17. Deux formules d'impédance caractéristique fréquemment référencées :
Ligne microstrip (microstrip) Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] où W est la largeur de la ligne, T est l'épaisseur de cuivre de la piste et H est La distance entre la trace et le plan de référence, Er est la constante diélectrique du matériau PCB (constante diélectrique).Cette formule ne peut être appliquée que lorsque 0,1≤(L/H)≤2,0 et 1≤(Er)≤15.
Stripline (stripline) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} où, H est la distance entre les deux plans de référence, et la trace est située au milieu de les deux plans de référence.Cette formule ne peut être appliquée que lorsque W/H≤0,35 et T/H≤0,25.
18. Un fil de terre peut-il être ajouté au milieu de la ligne de signal différentiel ?
Généralement, le fil de terre ne peut pas être ajouté au milieu du signal différentiel.Parce que le point le plus important du principe d'application des signaux différentiels est de profiter des avantages apportés par le couplage mutuel (couplage) entre les signaux différentiels, tels que l'annulation de flux, l'immunité au bruit, etc. Si un fil de terre est ajouté au milieu, l'effet de couplage sera détruit.
19. La conception de panneaux rigides-flexibles nécessite-t-elle un logiciel de conception et des spécifications spécifiques ?
Le circuit imprimé flexible (FPC) peut être conçu avec un logiciel de conception de PCB général.Utilisez également le format Gerber pour produire pour les fabricants de FPC.
20. Quel est le principe de sélection correcte du point de mise à la terre du PCB et du boîtier ?
Le principe de sélection du point de masse du PCB et de la coque consiste à utiliser la masse du châssis pour fournir un chemin à faible impédance pour le courant de retour (courant de retour) et contrôler le chemin du courant de retour.Par exemple, généralement à proximité de l'appareil haute fréquence ou du générateur d'horloge, la couche de masse du PCB peut être connectée à la masse du châssis en fixant des vis pour minimiser la surface de l'ensemble de la boucle de courant, réduisant ainsi le rayonnement électromagnétique.
21. Par quels aspects devrions-nous commencer pour le DEBUG de la carte de circuit imprimé ?
En ce qui concerne les circuits numériques, déterminez d'abord trois choses dans l'ordre :
1. Vérifiez que toutes les valeurs d'alimentation sont dimensionnées pour la conception.Certains systèmes avec plusieurs alimentations peuvent nécessiter certaines spécifications pour l'ordre et la vitesse de certaines alimentations.
2. Vérifiez que toutes les fréquences du signal d'horloge fonctionnent correctement et qu'il n'y a pas de problèmes non monotones sur les fronts du signal.
3. Vérifiez si le signal de réinitialisation répond aux exigences de spécification.Si tout cela est normal, la puce doit envoyer le signal du premier cycle (cycle).Ensuite, déboguez selon le principe de fonctionnement du système et le protocole de bus.
22. Lorsque la taille de la carte de circuit imprimé est fixe, si plus de fonctions doivent être prises en compte dans la conception, il est souvent nécessaire d'augmenter la densité de traces du PCB, mais cela peut conduire à une interférence mutuelle accrue des traces, et à en même temps, les pistes sont trop fines pour augmenter l'impédance.Il ne peut pas être abaissé, s'il vous plaît, les experts présentent les compétences en conception de circuits imprimés haute densité à haute vitesse (≥ 100 MHz) ?
Lors de la conception de circuits imprimés haute vitesse et haute densité, les interférences diaphoniques doivent faire l'objet d'une attention particulière car elles ont un impact important sur la synchronisation et l'intégrité du signal.
Voici quelques éléments auxquels il faut prêter attention :
Contrôlez la continuité et l'adaptation de l'impédance caractéristique de la trace.
La taille de l'espacement des traces.Généralement, l'espacement qui est souvent vu est le double de la largeur de la ligne.L'impact de l'espacement des traces sur la synchronisation et l'intégrité du signal peut être connu par simulation, et l'espacement tolérable minimum peut être trouvé.Les résultats peuvent varier d'une puce à l'autre.
Choisissez la méthode de terminaison appropriée.
Evitez le même sens des traces sur les couches adjacentes supérieure et inférieure, voire chevauchez les traces supérieures et inférieures, car ce type de diaphonie est supérieur à celui des traces adjacentes sur la même couche.
Utilisez des vias borgnes/enterrés pour augmenter la zone de trace.Mais le coût de fabrication de la carte PCB va augmenter.Il est en effet difficile d'atteindre un parallélisme complet et une longueur égale dans la mise en œuvre réelle, mais encore faut-il le faire autant que possible.
De plus, la terminaison différentielle et la terminaison en mode commun peuvent être réservées pour atténuer l'impact sur la synchronisation et l'intégrité du signal.
23. Le filtre de l'alimentation analogique est souvent un circuit LC.Mais pourquoi parfois LC filtre moins efficacement que RC ?
La comparaison des effets des filtres LC et RC doit déterminer si la bande de fréquence à filtrer et la sélection de la valeur d'inductance sont appropriées.Parce que la réactance inductive (réactance) de l'inducteur est liée à la valeur et à la fréquence de l'inductance.
Si la fréquence de bruit de l'alimentation est faible et que la valeur d'inductance n'est pas assez grande, l'effet de filtrage peut ne pas être aussi bon que RC.Cependant, le prix à payer pour l'utilisation du filtrage RC est que la résistance elle-même dissipe la puissance, est moins efficace et fait attention à la quantité de puissance que la résistance sélectionnée peut gérer.
24. Quelle est la méthode de sélection de la valeur d'inductance et de capacité lors du filtrage ?
En plus de la fréquence de bruit que vous souhaitez filtrer, la sélection de la valeur d'inductance tient également compte de la capacité de réponse du courant instantané.Si la borne de sortie du LC a la possibilité de produire instantanément un courant important, une valeur d'inductance trop élevée entravera la vitesse du courant important traversant l'inducteur et augmentera le bruit d'ondulation.La valeur de capacité est liée à la taille de la valeur de spécification de bruit d'ondulation qui peut être tolérée.
Plus l'exigence de valeur de bruit d'ondulation est petite, plus la valeur du condensateur est grande.L'ESR/ESL du condensateur aura également un impact.De plus, si le LC est placé en sortie d'une puissance de régulation à découpage, il faut également faire attention à l'influence du pôle/zéro généré par le LC sur la stabilité de la boucle d'asservissement à contre-réaction..
25. Comment répondre au mieux aux exigences CEM sans trop peser sur les coûts ?
L'augmentation du coût due à la CEM sur le PCB est généralement due à l'augmentation du nombre de couches de masse pour améliorer l'effet de blindage et à l'ajout de perles de ferrite, d'inductances et d'autres dispositifs de suppression d'harmoniques haute fréquence.De plus, il est généralement nécessaire de coopérer avec des structures de blindage sur d'autres mécanismes pour que l'ensemble du système satisfasse aux exigences CEM.Voici quelques conseils de conception de carte PCB pour réduire l'effet de rayonnement électromagnétique généré par le circuit.
Choisissez un appareil avec une vitesse de balayage plus lente autant que possible pour réduire les composantes haute fréquence générées par le signal.
Faites attention au placement des composants haute fréquence, pas trop près des connecteurs externes.
Faites attention à l'adaptation d'impédance des signaux à haute vitesse, à la couche de câblage et à son chemin de courant de retour (chemin de courant de retour) pour réduire la réflexion et le rayonnement haute fréquence.
Placez des condensateurs de découplage suffisants et appropriés sur les broches d'alimentation de chaque appareil pour modérer le bruit sur les plans d'alimentation et de masse.Portez une attention particulière à savoir si la réponse en fréquence et les caractéristiques de température du condensateur répondent aux exigences de conception.
La masse près du connecteur externe peut être correctement séparée de la formation, et la masse du connecteur doit être connectée à la masse du châssis à proximité.
Utilisez de manière appropriée les traces de garde au sol/shunt à côté de certains signaux particulièrement rapides.Mais faites attention à l'effet des traces de garde/shunt sur l'impédance caractéristique de la trace.
La couche de puissance est 20H vers l'intérieur de la formation, et H est la distance entre la couche de puissance et la formation.
26. Lorsqu'il y a plusieurs blocs fonctionnels numériques/analogiques dans une carte PCB, la pratique courante consiste à séparer la masse numérique/analogique.Quelle est la raison?
La raison de la séparation de la masse numérique/analogique est que le circuit numérique générera du bruit sur l'alimentation et la masse lors de la commutation entre les potentiels haut et bas.L'amplitude du bruit est liée à la vitesse du signal et à l'amplitude du courant.Si le plan de masse n'est pas divisé et que le bruit généré par le circuit dans la zone numérique est important et que le circuit dans la zone analogique est très proche, alors même si les signaux numériques et analogiques ne se croisent pas, le signal analogique sera toujours interféré par le bruit du sol.C'est-à-dire que le procédé consistant à ne pas diviser les masses numériques et analogiques ne peut être utilisé que lorsque la zone de circuit analogique est éloignée de la zone de circuit numérique qui génère un bruit important.
27. Une autre approche consiste à s'assurer que la disposition séparée numérique/analogique et les lignes de signal numérique/analogique ne se croisent pas, que l'ensemble de la carte PCB n'est pas divisé et que la masse numérique/analogique est connectée à ce plan de masse.À quoi ça sert?
L'exigence selon laquelle les traces de signal numérique-analogique ne peuvent pas se croiser est due au fait que le chemin du courant de retour (chemin du courant de retour) du signal numérique légèrement plus rapide essaiera de revenir à la source du signal numérique le long du sol près du bas de la trace.croix, le bruit généré par le courant de retour apparaîtra dans la zone du circuit analogique.
28. Comment prendre en compte le problème d'adaptation d'impédance lors de la conception du schéma de principe de la conception de circuits imprimés à grande vitesse ?
Lors de la conception de circuits PCB à grande vitesse, l'adaptation d'impédance est l'un des éléments de conception.La valeur d'impédance a une relation absolue avec la méthode de routage, telle que la marche sur la couche de surface (microstrip) ou la couche interne (stripline/double stripline), la distance de la couche de référence (couche d'alimentation ou couche de masse), la largeur de trace, PCB matériau, etc. Les deux affecteront la valeur d'impédance caractéristique de la trace.
C'est-à-dire que la valeur d'impédance ne peut être déterminée qu'après câblage.Les logiciels de simulation généraux ne pourront pas considérer certaines conditions de câblage avec une impédance discontinue en raison de la limitation du modèle de ligne ou de l'algorithme mathématique utilisé.À l'heure actuelle, seules certaines terminaisons (terminaisons), telles que les résistances en série, peuvent être réservées sur le schéma de principe.pour atténuer l'effet des discontinuités d'impédance de trace.La vraie solution fondamentale au problème est d'essayer d'éviter la discontinuité d'impédance lors du câblage.
29. Où puis-je fournir une bibliothèque de modèles IBIS plus précise ?
La précision du modèle IBIS affecte directement les résultats de la simulation.Fondamentalement, IBIS peut être considéré comme les données de caractéristiques électriques du circuit équivalent du tampon d'E/S de la puce réelle, qui peuvent généralement être obtenues en convertissant le modèle SPICE, et les données de SPICE ont une relation absolue avec la fabrication de la puce, donc le même appareil est fourni par différents fabricants de puces.Les données dans SPICE sont différentes et les données du modèle IBIS converti seront également différentes en conséquence.
C'est-à-dire que si les appareils du fabricant A sont utilisés, eux seuls ont la capacité de fournir des données de modèle précises de leurs appareils, car personne d'autre ne sait mieux qu'eux de quel processus sont faits leurs appareils.Si l'IBIS fourni par le constructeur est inexact, la seule solution est de demander en permanence au constructeur de l'améliorer.
30. Lors de la conception de circuits imprimés à grande vitesse, sous quels aspects les concepteurs doivent-ils tenir compte des règles d'EMC et d'EMI ?
En général, la conception EMI/EMC doit tenir compte à la fois des aspects rayonnés et conduits.Le premier appartient à la partie haute fréquence (≥30MHz) et le second appartient à la partie basse fréquence (≤30MHz).
Vous ne pouvez donc pas simplement prêter attention à la haute fréquence et ignorer la partie basse fréquence.Une bonne conception EMI/EMC doit prendre en compte la position de l'appareil, la disposition de la pile de PCB, le chemin des connexions importantes, la sélection de l'appareil, etc. au début de la disposition.S'il n'y a pas de meilleur arrangement à l'avance, il peut être résolu par la suite. Il obtiendra le double du résultat avec la moitié de l'effort et augmentera le coût.
Par exemple, la position du générateur d'horloge ne doit pas être aussi proche que possible du connecteur externe, le signal à grande vitesse doit aller le plus loin possible vers la couche interne et faire attention à la continuité de l'adaptation d'impédance caractéristique et de la couche de référence pour réduire la réflexion, et la pente (vitesse de balayage) du signal poussé par l'appareil doit être aussi petite que possible pour réduire le haut Lors de la sélection d'un condensateur de découplage/bypass, faites attention à ce que sa réponse en fréquence réponde aux exigences de réduction bruit du plan de puissance.
De plus, faites attention au chemin de retour du courant de signal haute fréquence pour rendre la zone de boucle aussi petite que possible (c'est-à-dire que l'impédance de boucle est aussi petite que possible) pour réduire le rayonnement.Il est également possible de contrôler la plage de bruit à haute fréquence en divisant la formation.Enfin, sélectionnez correctement le point de mise à la terre du PCB et du boîtier (masse du châssis).
31. Comment choisir les outils EDA ?
Dans les logiciels de conception de circuits imprimés actuels, l'analyse thermique n'est pas un point fort, il n'est donc pas recommandé de l'utiliser.Pour les autres fonctions 1.3.4, vous pouvez choisir PADS ou Cadence, et le rapport performance/prix est bon.Les débutants en conception PLD peuvent utiliser l'environnement intégré fourni par les fabricants de puces PLD, et des outils à point unique peuvent être utilisés lors de la conception de plus d'un million de portes.
32. Veuillez recommander un logiciel EDA adapté au traitement et à la transmission de signaux à grande vitesse.
Pour la conception de circuits conventionnels, le PADS d'INNOVEDA est très bon, et il existe des logiciels de simulation correspondants, et ce type de conception représente souvent 70% des applications.Pour la conception de circuits à grande vitesse, les circuits mixtes analogiques et numériques, la solution Cadence devrait être un logiciel avec de meilleures performances et un meilleur prix.Bien sûr, les performances de Mentor sont toujours très bonnes, en particulier sa gestion du processus de conception devrait être la meilleure.
33. Explication de la signification de chaque couche de carte PCB
Topoverlay —- le nom de l'appareil de niveau supérieur, également appelé sérigraphie supérieure ou légende de composant supérieure, telle que R1 C5,
IC10.bottomoverlay–similarly multilayer—–Si vous concevez une carte à 4 couches, vous placez un pad libre ou via, définissez-le comme multilay, puis son pad apparaîtra automatiquement sur les 4 couches, si vous ne le définissez que comme couche supérieure, alors son pad n'apparaîtra que sur la couche supérieure.
34. À quels aspects faut-il prêter attention lors de la conception, du routage et de la disposition des PCB haute fréquence au-dessus de 2G ?
Les PCB haute fréquence au-dessus de 2G appartiennent à la conception des circuits radiofréquence et ne relèvent pas de la discussion sur la conception de circuits numériques haute vitesse.La disposition et le routage du circuit RF doivent être pris en compte avec le schéma de principe, car la disposition et le routage entraîneront des effets de distribution.
De plus, certains dispositifs passifs dans la conception de circuits RF sont réalisés grâce à une définition paramétrique et à une feuille de cuivre de forme spéciale.Par conséquent, les outils EDA sont nécessaires pour fournir des dispositifs paramétriques et éditer une feuille de cuivre de forme spéciale.
La station de bord de Mentor dispose d'un module de conception RF dédié qui répond à ces exigences.De plus, la conception générale de radiofréquences nécessite des outils spéciaux d'analyse de circuits de radiofréquences, le plus célèbre dans l'industrie est eesoft d'agilent, qui a une bonne interface avec les outils de Mentor.
35. Pour la conception de circuits imprimés haute fréquence au-dessus de 2G, quelles règles la conception de microruban doit-elle suivre ?
Pour la conception de lignes microruban RF, il est nécessaire d'utiliser des outils d'analyse de champ 3D pour extraire les paramètres de la ligne de transmission.Toutes les règles doivent être spécifiées dans cet outil d'extraction de champ.
36. Pour un PCB avec tous les signaux numériques, il y a une source d'horloge de 80 MHz sur la carte.En plus d'utiliser un treillis métallique (mise à la terre), quel type de circuit doit être utilisé pour la protection afin d'assurer une capacité de conduite suffisante ?
Pour assurer la capacité de conduite de l'horloge, celle-ci ne doit pas être réalisée par une protection.Généralement, l'horloge est utilisée pour piloter la puce.La préoccupation générale concernant la capacité du lecteur d'horloge est causée par de multiples charges d'horloge.Une puce de pilote d'horloge est utilisée pour convertir un signal d'horloge en plusieurs, et une connexion point à point est adoptée.Lors de la sélection de la puce du pilote, en plus de s'assurer qu'elle correspond fondamentalement à la charge et que le front du signal répond aux exigences (généralement, l'horloge est un signal efficace sur le front), lors du calcul de la synchronisation du système, le retard de l'horloge dans le pilote la puce doit être prise en compte.
37. Si une carte de signal d'horloge séparée est utilisée, quel type d'interface est généralement utilisé pour s'assurer que la transmission du signal d'horloge est moins affectée ?
Plus le signal d'horloge est court, plus l'effet de la ligne de transmission est faible.L'utilisation d'une carte de signal d'horloge séparée augmentera la longueur de routage du signal.Et l'alimentation au sol de la carte est également un problème.Pour la transmission longue distance, il est recommandé d'utiliser des signaux différentiels.La taille L peut répondre aux exigences de capacité du lecteur, mais votre horloge n'est pas trop rapide, ce n'est pas nécessaire.
38, 27M, ligne d'horloge SDRAM (80M-90M), les deuxième et troisième harmoniques de ces lignes d'horloge sont juste dans la bande VHF, et l'interférence est très importante après que la haute fréquence entre par l'extrémité de réception.En plus de raccourcir la longueur de ligne, quels autres bons moyens ?
Si la troisième harmonique est grande et la deuxième harmonique est petite, c'est peut-être parce que le rapport cyclique du signal est de 50 %, car dans ce cas, le signal n'a pas d'harmonique paire.A ce moment, il est nécessaire de modifier le rapport cyclique du signal.De plus, si le signal d'horloge est unidirectionnel, l'appariement série fin de source est généralement utilisé.Cela supprime les réflexions secondaires sans affecter le taux de front d'horloge.La valeur correspondante à l'extrémité source peut être obtenue en utilisant la formule de la figure ci-dessous.
39. Quelle est la topologie du câblage ?
Topologie, certains sont également appelés ordre de routage.Pour l'ordre de câblage du réseau connecté multiport.
40. Comment ajuster la topologie du câblage pour améliorer l'intégrité du signal ?
Ce type de direction du signal réseau est plus compliqué, car pour les signaux unidirectionnels, bidirectionnels et les signaux de différents niveaux, la topologie a des influences différentes, et il est difficile de dire quelle topologie est bénéfique pour la qualité du signal.De plus, lors de la pré-simulation, la topologie à utiliser est très exigeante pour les ingénieurs et nécessite une compréhension des principes de circuit, des types de signaux et même des difficultés de câblage.
41. Comment réduire les problèmes EMI en organisant le stackup ?
Tout d'abord, les EMI doivent être prises en compte à partir du système, et le PCB seul ne peut pas résoudre le problème.Pour EMI, je pense que l'empilement consiste principalement à fournir le chemin de retour du signal le plus court, à réduire la zone de couplage et à supprimer les interférences en mode différentiel.De plus, la couche de masse et la couche de puissance sont étroitement couplées et l'extension est convenablement plus grande que la couche de puissance, ce qui est bon pour supprimer les interférences en mode commun.
42. Pourquoi le cuivre est-il posé ?
Généralement, il y a plusieurs raisons de poser du cuivre.
1. CEM.Pour le cuivre de masse ou d'alimentation de grande surface, il jouera un rôle de blindage, et certains spéciaux, tels que PGND, joueront un rôle de protection.
2. Exigences du processus PCB.Généralement, afin d'assurer l'effet de la galvanoplastie ou du laminage sans déformation, le cuivre est posé sur la couche PCB avec moins de câblage.
3. Les exigences d'intégrité du signal donnent aux signaux numériques haute fréquence un chemin de retour complet et réduisent le câblage du réseau CC.Bien sûr, il existe également des raisons de dissipation de la chaleur, l'installation d'un appareil spécial nécessite une pose de cuivre, etc.
43. Dans un système, dsp et pld sont inclus, à quels problèmes faut-il prêter attention lors du câblage ?
Regardez le rapport entre votre débit de signal et la longueur du câblage.Si le retard du signal sur la ligne de transmission est comparable au moment du front de changement de signal, le problème d'intégrité du signal doit être pris en compte.De plus, pour plusieurs DSP, la topologie de routage des signaux d'horloge et de données affectera également la qualité et la synchronisation du signal, ce qui nécessite une attention particulière.
44. En plus du câblage de l'outil protel, y a-t-il d'autres bons outils ?
Côté outils, en plus de PROTEL, il existe de nombreux outils de câblage, tels que les séries WG2000, EN2000 et powerpcb de MENTOR, l'allegro de Cadence, le cadstar de zuken, le cr5000, etc., chacun avec ses propres atouts.
45. Qu'est-ce que le "chemin de retour du signal" ?
Chemin de retour du signal, c'est-à-dire courant de retour.Lorsqu'un signal numérique à grande vitesse est transmis, le signal circule du conducteur le long de la ligne de transmission PCB vers la charge, puis la charge revient à l'extrémité du conducteur le long du sol ou de l'alimentation par le chemin le plus court.
Ce signal de retour à la masse ou à l'alimentation est appelé chemin de retour du signal.Le Dr Johnson a expliqué dans son livre que la transmission de signaux à haute fréquence est en fait un processus de charge de la capacité diélectrique prise en sandwich entre la ligne de transmission et la couche CC.Ce que SI analyse, ce sont les propriétés électromagnétiques de cette enceinte et le couplage entre elles.
46. Comment mener une analyse SI sur les connecteurs ?
Dans la spécification IBIS3.2, il y a une description du modèle de connecteur.Utilisez généralement le modèle EBD.S'il s'agit d'une carte spéciale, telle qu'un fond de panier, un modèle SPICE est requis.Vous pouvez également utiliser un logiciel de simulation multi-cartes (HYPERLYNX ou IS_multiboard).Lors de la construction d'un système multi-cartes, saisissez les paramètres de distribution des connecteurs, qui sont généralement obtenus à partir du manuel du connecteur.Bien sûr, cette méthode ne sera pas assez précise, mais tant qu'elle se situe dans la plage acceptable.
47. Quelles sont les modalités de résiliation ?
Terminaison (terminal), également appelée correspondance.Généralement, selon la position de correspondance, il est divisé en correspondance d'extrémité active et correspondance de terminal.Parmi eux, l'appariement de source est généralement l'appariement en série de résistances et l'appariement de borne est généralement l'appariement parallèle.Il existe de nombreuses façons, y compris la résistance pull-up, la résistance pull-down, l'adaptation Thevenin, l'adaptation AC et l'adaptation de diode Schottky.
48. Quels facteurs déterminent le mode de résiliation (appariement) ?
La méthode d'adaptation est généralement déterminée par les caractéristiques BUFFER, les conditions de topologie, les types de niveau et les méthodes de jugement, et le rapport cyclique du signal et la consommation d'énergie du système doivent également être pris en compte.
49. Quelles sont les règles de résiliation (appariement) ?
Le problème le plus critique dans les circuits numériques est le problème de synchronisation.L'ajout d'une adaptation a pour but d'améliorer la qualité du signal et d'obtenir un signal déterminable au moment du jugement.Pour les signaux efficaces de niveau, la qualité du signal est stable sous la prémisse d'assurer l'établissement et le temps de maintien ;pour les signaux efficaces retardés, sous réserve d'assurer la monotonie du retard du signal, la vitesse de retard de changement de signal répond aux exigences.Il existe des informations sur la correspondance dans le manuel du produit Mentor ICX.
De plus, "High Speed Digital design a hand book of blackmagic" comporte un chapitre dédié au terminal, qui décrit le rôle de l'appariement sur l'intégrité du signal à partir du principe des ondes électromagnétiques, qui peut servir de référence.
50. Puis-je utiliser le modèle IBIS de l'appareil pour simuler la fonction logique de l'appareil ?Si ce n'est pas le cas, comment effectuer des simulations du circuit au niveau de la carte et au niveau du système ?
Les modèles IBIS sont des modèles de niveau comportemental et ne peuvent pas être utilisés pour la simulation fonctionnelle.Pour la simulation fonctionnelle, des modèles SPICE ou d'autres modèles de niveau structurel sont nécessaires.
51. Dans un système où le numérique et l'analogique coexistent, il existe deux méthodes de traitement.L'une consiste à séparer la masse numérique de la masse analogique.Les perles sont connectées, mais l'alimentation n'est pas séparée;l'autre est que l'alimentation analogique et l'alimentation numérique sont séparées et connectées avec FB, et la masse est une masse unifiée.Je voudrais demander à M. Li, si l'effet de ces deux méthodes est le même ?
Il faut dire que c'est pareil dans le principe.Parce que la puissance et la masse sont équivalentes à des signaux haute fréquence.
Le but de la distinction entre les parties analogiques et numériques est l'anti-interférence, principalement l'interférence des circuits numériques avec les circuits analogiques.Cependant, la segmentation peut entraîner un chemin de retour de signal incomplet, affectant la qualité du signal numérique et affectant la qualité CEM du système.
Par conséquent, quel que soit le plan divisé, cela dépend si le chemin de retour du signal est agrandi et dans quelle mesure le signal de retour interfère avec le signal de travail normal.Maintenant, il existe également des conceptions mixtes, indépendamment de l'alimentation et de la masse, lors de la disposition, séparez la disposition et le câblage en fonction de la partie numérique et de la partie analogique pour éviter les signaux interrégionaux.
52. Règles de sécurité : quelles sont les significations spécifiques de FCC et EMC ?
FCC : commission fédérale des communications American Communications Commission
CEM : compatibilité électromagnétique compatibilité électromagnétique
FCC est une organisation de normalisation, EMC est une norme.Il existe des raisons, des normes et des méthodes d'essai correspondantes pour la promulgation de normes.
53. Qu'est-ce que la distribution différentielle ?
Les signaux différentiels, dont certains sont également appelés signaux différentiels, utilisent deux signaux identiques de polarité opposée pour transmettre un canal de données et s'appuient sur la différence de niveau des deux signaux pour le jugement.Afin de s'assurer que les deux signaux sont parfaitement cohérents, ils doivent être maintenus en parallèle pendant le câblage, et la largeur et l'espacement des lignes restent inchangés.
54. Que sont les logiciels de simulation PCB ?
Il existe de nombreux types de simulation, les logiciels d'analyse de simulation d'analyse d'intégrité de signal de circuit numérique à grande vitesse (SI) couramment utilisés sont icx, signalvision, hyperlynx, XTK, spectraquest, etc. Certains utilisent également Hspice.
55. Comment le logiciel de simulation PCB effectue-t-il la simulation LAYOUT ?
Dans les circuits numériques à grande vitesse, afin d'améliorer la qualité du signal et de réduire la difficulté de câblage, des cartes multicouches sont généralement utilisées pour attribuer des couches de puissance et des couches de masse spéciales.
56. Comment gérer la disposition et le câblage pour assurer la stabilité des signaux au-dessus de 50M
La clé du câblage de signaux numériques à grande vitesse est de réduire l'impact des lignes de transmission sur la qualité du signal.Par conséquent, la disposition des signaux à grande vitesse au-dessus de 100M nécessite que les traces de signal soient aussi courtes que possible.Dans les circuits numériques, les signaux à grande vitesse sont définis par le temps de retard de montée du signal.De plus, différents types de signaux (tels que TTL, GTL, LVTTL) ont différentes méthodes pour assurer la qualité du signal.
57. La partie RF de l'unité extérieure, la partie fréquence intermédiaire et même la partie circuit basse fréquence qui surveille l'unité extérieure sont souvent déployées sur le même circuit imprimé.Quelles sont les exigences pour le matériau d'un tel PCB?Comment empêcher les circuits RF, IF et même à basse fréquence d'interférer les uns avec les autres ?
La conception de circuits hybrides est un gros problème.Il est difficile d'avoir une solution parfaite.
Généralement, le circuit radiofréquence est agencé et câblé comme une seule carte indépendante dans le système, et il y a même une cavité de blindage spéciale.De plus, le circuit RF est généralement unilatéral ou bilatéral, et le circuit est relativement simple, tout cela pour réduire l'impact sur les paramètres de distribution du circuit RF et améliorer la cohérence du système RF.
Par rapport au matériau FR4 général, les cartes de circuits RF ont tendance à utiliser des substrats à Q élevé.La constante diélectrique de ce matériau est relativement faible, la capacité distribuée de la ligne de transmission est faible, l'impédance est élevée et le retard de transmission du signal est faible.Dans la conception de circuits hybrides, bien que les circuits RF et numériques soient construits sur le même PCB, ils sont généralement divisés en une zone de circuit RF et une zone de circuit numérique, qui sont disposées et câblées séparément.Utilisez des vias de terre et des boîtiers de blindage entre eux.
58. Pour la partie RF, la partie fréquence intermédiaire et la partie circuit basse fréquence sont déployées sur le même PCB, quelle solution a mentor ?
Le logiciel de conception de système au niveau de la carte de Mentor, en plus des fonctions de conception de circuit de base, dispose également d'un module de conception RF dédié.Dans le module de conception schématique RF, un modèle de dispositif paramétré est fourni, et une interface bidirectionnelle avec des outils d'analyse et de simulation de circuit RF tels que EESOFT est fournie ;dans le module RF LAYOUT, une fonction d'édition de modèle spécialement utilisée pour la disposition et le câblage des circuits RF est fournie, et il existe également une interface bidirectionnelle des outils d'analyse et de simulation de circuits RF tels que EESOFT peut inverser les résultats de l'analyse et simulation vers le schéma et le PCB.
Dans le même temps, en utilisant la fonction de gestion de la conception du logiciel Mentor, la réutilisation de la conception, la dérivation de la conception et la conception collaborative peuvent être facilement réalisées.Accélérez considérablement le processus de conception de circuits hybrides.La carte de téléphonie mobile est une conception de circuit mixte typique, et de nombreux grands fabricants de conception de téléphones mobiles utilisent Mentor plus eesoft d'Angelon comme plate-forme de conception.
59. Quelle est la structure produit de Mentor ?
Les outils PCB de Mentor Graphics incluent les séries WG (anciennement veribest) et Enterprise (boardstation).
60. Comment le logiciel de conception de circuits imprimés de Mentor prend-il en charge les packages BGA, PGA, COB et autres ?
Le RE autoactif de Mentor, développé à partir de l'acquisition de Veribest, est le premier routeur sans grille et à n'importe quel angle de l'industrie.Comme nous le savons tous, pour les réseaux à billes, les dispositifs COB, les routeurs sans grille et à angle quelconque sont la clé pour résoudre le taux de routage.Dans le dernier RE autoactif, des fonctions telles que pousser des vias, une feuille de cuivre, REROUTE, etc. ont été ajoutées pour le rendre plus pratique à appliquer.De plus, il prend en charge le routage à grande vitesse, y compris le routage de signaux et le routage de paires différentielles avec des exigences de temporisation.
61. Comment le logiciel de conception de PCB de Mentor gère-t-il les paires de lignes différentielles ?
Une fois que le logiciel Mentor a défini les propriétés de la paire différentielle, les deux paires différentielles peuvent être acheminées ensemble, et la largeur, l'espacement et la longueur de la ligne de la paire différentielle sont strictement garantis.Ils peuvent être séparés automatiquement lorsqu'ils rencontrent des obstacles, et la méthode via peut être sélectionnée lors du changement de couches.
62. Sur une carte PCB à 12 couches, il y a trois couches d'alimentation 2.2v, 3.3v, 5v, et chacune des trois alimentations est sur une couche.Comment traiter le fil de terre?
D'une manière générale, les trois alimentations sont respectivement disposées au troisième étage, ce qui est préférable pour la qualité du signal.Parce qu'il est peu probable que le signal soit divisé sur des couches planes.La segmentation croisée est un facteur critique affectant la qualité du signal qui est généralement ignoré par les logiciels de simulation.Pour les plans de puissance et les plans de masse, il est équivalent pour les signaux haute fréquence.En pratique, outre la prise en compte de la qualité du signal, le couplage du plan de puissance (utilisant le plan de masse adjacent pour réduire l'impédance CA du plan de puissance) et la symétrie d'empilement sont tous des facteurs à prendre en compte.
63. Comment vérifier si le PCB répond aux exigences du processus de conception lorsqu'il quitte l'usine ?
De nombreux fabricants de PCB doivent passer par un test de continuité du réseau à la mise sous tension avant que le traitement du PCB ne soit terminé pour s'assurer que toutes les connexions sont correctes.Dans le même temps, de plus en plus de fabricants utilisent également des tests aux rayons X pour vérifier certains défauts lors de la gravure ou du laminage.
Pour la carte finie après le traitement des patchs, l'inspection de test ICT est généralement utilisée, ce qui nécessite l'ajout de points de test ICT lors de la conception du PCB.En cas de problème, un appareil d'inspection à rayons X spécial peut également être utilisé pour exclure si le défaut est causé par le traitement.
64. La « protection du mécanisme » est-elle la protection du carter ?
Oui.Le boîtier doit être aussi étanche que possible, utiliser moins ou pas de matériaux conducteurs et être mis à la terre autant que possible.
65. Est-il nécessaire de prendre en compte le problème esd de la puce elle-même lors de la sélection de la puce ?
Qu'il s'agisse d'un panneau double couche ou d'un panneau multicouche, la surface du sol doit être augmentée autant que possible.Lors du choix d'une puce, les caractéristiques ESD de la puce elle-même doivent être prises en compte.Ceux-ci sont généralement mentionnés dans la description de la puce, et même les performances de la même puce de différents fabricants seront différentes.
Accordez plus d'attention à la conception et considérez-la de manière plus complète, et les performances de la carte de circuit imprimé seront garanties dans une certaine mesure.Mais le problème de l'ESD peut encore apparaître, de sorte que la protection de l'organisation est également très importante pour la protection de l'ESD.
66. Lors de la fabrication d'une carte de circuit imprimé, afin de réduire les interférences, le fil de terre doit-il former une forme fermée ?
Lors de la fabrication de cartes PCB, de manière générale, il est nécessaire de réduire la surface de la boucle pour réduire les interférences.Lors de la pose du fil de terre, il ne doit pas être posé sous une forme fermée, mais sous une forme dendritique.La superficie de la terre.
67. Si l'émulateur utilise une alimentation et que la carte PCB utilise une alimentation, les masses des deux alimentations doivent-elles être connectées ensemble ?
Il serait préférable d'utiliser une alimentation séparée, car il n'est pas facile de provoquer des interférences entre les alimentations, mais la plupart des équipements ont des exigences spécifiques.Étant donné que l'émulateur et la carte PCB utilisent deux alimentations, je ne pense pas qu'ils devraient partager la même terre.
68. Un circuit est composé de plusieurs cartes PCB.Doivent-ils partager le terrain ?
Un circuit se compose de plusieurs PCB, dont la plupart nécessitent une masse commune, car il n'est pas pratique d'utiliser plusieurs alimentations dans un circuit.Mais si vous avez des conditions spécifiques, vous pouvez utiliser une alimentation différente, bien sûr les interférences seront moindres.
69. Concevez un produit portable avec un écran LCD et une coque métallique.Lors du test ESD, il ne peut pas passer le test ICE-1000-4-2, CONTACT ne peut passer que 1100V et AIR peut passer 6000V.Dans le test de couplage ESD, l'horizontale ne peut passer que 3000V et la verticale peut passer 4000V.La fréquence du processeur est de 33 MHz.Existe-t-il un moyen de passer le test ESD ?
Les produits portables sont des boîtiers métalliques, donc les problèmes d'ESD doivent être plus évidents, et les écrans LCD peuvent également avoir des phénomènes plus néfastes.S'il n'y a aucun moyen de changer le matériau métallique existant, il est recommandé d'ajouter un matériau anti-électrique à l'intérieur du mécanisme pour renforcer la masse du PCB, et en même temps trouver un moyen de mettre l'écran LCD à la terre.Bien sûr, la façon de fonctionner dépend de la situation spécifique.
70. Lors de la conception d'un système contenant DSP et PLD, quels aspects l'ESD doit-il être pris en compte ?
En ce qui concerne le système général, les parties en contact direct avec le corps humain doivent être principalement considérées et une protection appropriée doit être effectuée sur le circuit et le mécanisme.Quant à l'impact que l'ESD aura sur le système, cela dépend de différentes situations.
Heure de publication : 19 mars 2023