PCB (placa de circuito impresso), o nome chinês é placa de circuito impresso, também conhecida como placa de circuito impresso, é um importante componente eletrônico, um suporte para componentes eletrônicos e um suporte para conexões elétricas de componentes eletrônicos.Por ser feito por meio de impressão eletrônica, é chamado de placa de circuito “impresso”.
1. Como escolher a placa PCB?
A escolha da placa PCB deve encontrar um equilíbrio entre atender aos requisitos de projeto, produção em massa e custo.Os requisitos de projeto contêm componentes elétricos e mecânicos.Normalmente, essa questão material é mais importante ao projetar placas PCB de altíssima velocidade (frequência maior que GHz).
Por exemplo, o material FR-4 comumente usado hoje pode não ser adequado porque a perda dielétrica em uma frequência de vários GHz terá um grande impacto na atenuação do sinal.No que diz respeito à eletricidade, é necessário prestar atenção se a constante dielétrica (constante dielétrica) e a perda dielétrica são adequadas para a frequência projetada.
2. Como evitar interferência de alta frequência?
A ideia básica de evitar a interferência de alta frequência é minimizar a interferência dos campos eletromagnéticos do sinal de alta frequência, que é o chamado crosstalk (Crosstalk).Você pode aumentar a distância entre o sinal de alta velocidade e o sinal analógico ou adicionar rastros de proteção/derivação de solo ao lado do sinal analógico.Preste atenção também à interferência de ruído do terra digital para o terra analógico.
3. No projeto de alta velocidade, como resolver o problema de integridade do sinal?
A integridade do sinal é basicamente uma questão de casamento de impedância.Os fatores que afetam a correspondência de impedância incluem a estrutura e a impedância de saída da fonte do sinal, a impedância característica do traço, as características do final da carga e a topologia do traço.A solução é confiar na terminação e ajustar a topologia da fiação.
4. Como é realizado o método de distribuição diferencial?
Há dois pontos a serem observados na fiação do par diferencial.Uma delas é que o comprimento das duas linhas deve ser o maior possível.Existem duas maneiras paralelas, uma é que as duas linhas correm na mesma camada de fiação (lado a lado) e a outra é que as duas linhas correm nas camadas adjacentes superior e inferior (over-under).Geralmente, o primeiro lado a lado (lado a lado, lado a lado) é usado de várias maneiras.
5. Para uma linha de sinal de clock com apenas um terminal de saída, como implementar a fiação diferencial?
Para usar a fiação diferencial, é significativo apenas que a fonte e o receptor do sinal sejam ambos sinais diferenciais.Portanto, não é possível usar fiação diferencial para um sinal de clock com apenas uma saída.
6. Um resistor correspondente pode ser adicionado entre os pares de linhas diferenciais na extremidade receptora?
A resistência correspondente entre os pares de linhas diferenciais na extremidade receptora geralmente é adicionada e seu valor deve ser igual ao valor da impedância diferencial.Assim a qualidade do sinal será melhor.
7. Por que a fiação dos pares diferenciais deve ser próxima e paralela?
O roteamento de pares diferenciais deve ser adequadamente próximo e paralelo.A chamada proximidade adequada ocorre porque a distância afetará o valor da impedância diferencial, que é um parâmetro importante para projetar um par diferencial.A necessidade de paralelismo também se deve à necessidade de manter a consistência da impedância diferencial.Se as duas linhas estiverem distantes ou próximas, a impedância diferencial será inconsistente, o que afetará a integridade do sinal (integridade do sinal) e o atraso de tempo (atraso de temporização).
8. Como lidar com alguns conflitos teóricos na fiação real
Basicamente, é correto separar o terra analógico/digital.Deve-se notar que os traços de sinal não devem cruzar o local dividido (fosso) tanto quanto possível, e o caminho da corrente de retorno (caminho da corrente de retorno) da fonte de alimentação e do sinal não deve se tornar muito grande.
O oscilador de cristal é um circuito analógico de oscilação de realimentação positiva.Para ter um sinal de oscilação estável, ele deve atender às especificações de ganho e fase do loop.No entanto, a especificação de oscilação deste sinal analógico é facilmente perturbada, e até mesmo adicionar traços de guarda de aterramento pode não ser capaz de isolar completamente a interferência.E se estiver muito longe, o ruído no plano de terra também afetará o circuito de oscilação de feedback positivo.Portanto, a distância entre o cristal oscilador e o chip deve ser a mais próxima possível.
De fato, existem muitos conflitos entre o roteamento de alta velocidade e os requisitos de EMI.Mas o princípio básico é que os resistores e capacitores ou esferas de ferrite adicionados devido à EMI não podem fazer com que algumas características elétricas do sinal não atendam às especificações.Portanto, é melhor usar as técnicas de arranjo de fiação e empilhamento de PCB para resolver ou reduzir problemas de EMI, como roteamento de sinais de alta velocidade para a camada interna.Por fim, use capacitor de resistor ou cordão de ferrite para reduzir os danos ao sinal.
9. Como resolver a contradição entre fiação manual e fiação automática de sinais de alta velocidade?
A maioria dos roteadores automáticos do software de roteamento mais forte agora definiu restrições para controlar o método de roteamento e o número de vias.Os itens de configuração das capacidades do motor de bobinagem e as condições de restrição de várias empresas de EDA às vezes diferem muito.
Por exemplo, existem restrições suficientes para controlar a forma como a serpentina serpenteia, o espaçamento dos pares diferenciais pode ser controlado e assim por diante.Isso afetará se o método de roteamento obtido pelo roteamento automático pode atender à ideia do designer.
Além disso, a dificuldade de ajustar manualmente a fiação também tem relação absoluta com a capacidade de enrolamento do motor.Por exemplo, a capacidade de envio de traços, a capacidade de envio de vias e até mesmo a capacidade de envio de traços para cobre, etc. Portanto, escolher um roteador com uma forte capacidade de mecanismo de enrolamento é a solução.
10. Sobre cupons de teste.
O cupom de teste é usado para medir se a impedância característica do PCB produzido atende aos requisitos de projeto com TDR (refletômetro no domínio do tempo).Geralmente, a impedância a ser controlada possui dois casos: uma única linha e um par diferencial.Portanto, a largura e o espaçamento entre linhas (quando houver pares diferenciais) no corpo de prova devem ser os mesmos das linhas a serem controladas.
O mais importante é a posição do ponto de aterramento durante a medição.Para reduzir o valor da indutância do condutor de aterramento (condutor de aterramento), o local onde a ponta de prova do TDR (sonda) é aterrada costuma ser muito próximo ao local onde o sinal é medido (ponta da sonda).Portanto, a distância e o método entre o ponto onde o sinal é medido no cupom de teste e o ponto de terra Para corresponder à sonda usada
11. No projeto de PCB de alta velocidade, a área em branco da camada de sinal pode ser coberta com cobre, mas como o cobre de várias camadas de sinal deve ser distribuído no aterramento e na fonte de alimentação?
Geralmente, a maior parte do cobre na área em branco é aterrada.Apenas preste atenção na distância entre o cobre e a linha de sinal ao depositar o cobre próximo à linha de sinal de alta velocidade, pois o cobre depositado reduzirá um pouco a impedância característica do traço.Também tome cuidado para não afetar a impedância característica de outras camadas, como na estrutura de uma linha de faixa dupla.
12. É possível usar o modelo de linha microstrip para calcular a impedância característica da linha de sinal acima do plano de potência?O sinal entre a potência e o plano de terra pode ser calculado usando o modelo stripline?
Sim, tanto o plano de potência quanto o plano de terra devem ser considerados como planos de referência ao calcular a impedância característica.Por exemplo, uma placa de quatro camadas: camada superior-camada de energia-camada de solo-camada inferior.Neste momento, o modelo da impedância característica do traço da camada superior é o modelo da linha microstrip com o plano de potência como plano de referência.
13. Em geral, a geração automática de pontos de teste por software em placas impressas de alta densidade atende aos requisitos de teste da produção em massa?
Se os pontos de teste gerados automaticamente pelo software geral atendem aos requisitos de teste depende se as especificações para adicionar pontos de teste atendem aos requisitos do equipamento de teste.Além disso, se a fiação for muito densa e a especificação para adicionar pontos de teste for relativamente rígida, pode não ser possível adicionar pontos de teste automaticamente a cada segmento da linha.Claro, é necessário preencher manualmente os locais a serem testados.
14. A adição de pontos de teste afetará a qualidade dos sinais de alta velocidade?
Quanto a afetar a qualidade do sinal, depende da maneira de adicionar pontos de teste e da velocidade do sinal.Basicamente, pontos de teste adicionais (sem usar a via existente ou o pino DIP como pontos de teste) podem ser adicionados à linha ou retirados da linha.O primeiro é equivalente a adicionar um pequeno capacitor online, enquanto o último é um ramal extra.
Essas duas situações afetarão mais ou menos o sinal de alta velocidade, e o grau de influência está relacionado à velocidade de frequência do sinal e à taxa de borda do sinal (taxa de borda).O tamanho do impacto pode ser conhecido por simulação.Em princípio, quanto menor o ponto de teste, melhor (claro, ele também deve atender aos requisitos do equipamento de teste).Quanto mais curto o galho, melhor.
15. Vários PCBs formam um sistema, como devem ser conectados os fios terra entre as placas?
Quando o sinal ou energia entre as várias placas PCB é conectado entre si, por exemplo, a placa A recebe energia ou os sinais são enviados para a placa B, deve haver uma quantidade igual de corrente fluindo da camada de aterramento de volta para a placa A (isso é lei atual de Kirchoff).
A corrente nesta formação encontrará o local de menor resistência para fluir de volta.Portanto, o número de pinos atribuídos ao plano de terra não deve ser muito pequeno em cada interface, seja uma fonte de alimentação ou um sinal, para reduzir a impedância, o que pode reduzir o ruído no plano de terra.
Além disso, também é possível analisar todo o loop de corrente, principalmente a parte com grande corrente, e ajustar o método de conexão da formação ou fio terra para controlar o fluxo de corrente (por exemplo, criar uma baixa impedância em algum lugar, para que a maior parte da corrente flui desses locais), reduz o impacto em outros sinais mais sensíveis.
16. Você pode apresentar alguns livros técnicos estrangeiros e dados sobre design de PCB de alta velocidade?
Agora, os circuitos digitais de alta velocidade são usados em áreas relacionadas, como redes de comunicação e calculadoras.Em termos de redes de comunicação, a frequência operacional da placa PCB atingiu GHz e o número de camadas empilhadas é de até 40 camadas, até onde eu sei.
Os aplicativos relacionados à calculadora também se devem ao avanço dos chips.Seja um PC geral ou um servidor (Server), a frequência máxima de operação na placa também atingiu 400MHz (como Rambus).
Em resposta aos requisitos de roteamento de alta velocidade e alta densidade, a demanda por vias cegas/enterradas, microvias e tecnologia de processo de construção está aumentando gradualmente.Esses requisitos de projeto estão disponíveis para produção em massa pelos fabricantes.
17. Duas fórmulas de impedância característica frequentemente referenciadas:
Linha de microfita (microfita) Z={87/[sqrt(Er+1,41)]}ln[5,98H/(0,8W+T)] onde W é a largura da linha, T é a espessura de cobre do traço e H é A distância do traço ao plano de referência, Er é a constante dielétrica do material PCB (constante dielétrica).Esta fórmula só pode ser aplicada quando 0,1≤(W/H)≤2,0 e 1≤(Er)≤15.
Stripline (stripline) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} onde, H é a distância entre os dois planos de referência e o traço está localizado no meio de os dois planos de referência.Esta fórmula só pode ser aplicada quando W/H≤0,35 e T/H≤0,25.
18. Pode-se adicionar um fio terra no meio da linha de sinal diferencial?
Geralmente, o fio terra não pode ser adicionado no meio do sinal diferencial.Porque o ponto mais importante do princípio de aplicação de sinais diferenciais é aproveitar os benefícios trazidos pelo acoplamento mútuo (acoplamento) entre sinais diferenciais, como cancelamento de fluxo, imunidade a ruídos, etc. Se um fio terra for adicionado no meio, o efeito de acoplamento será destruído.
19. O projeto de placas rígido-flexíveis requer software e especificações de projeto especiais?
O circuito impresso flexível (FPC) pode ser projetado com software de design de PCB geral.Use também o formato Gerber para produzir para fabricantes de FPC.
20. Qual é o princípio de selecionar corretamente o ponto de aterramento do PCB e do gabinete?
O princípio de selecionar o ponto de aterramento do PCB e do invólucro é usar o aterramento do chassi para fornecer um caminho de baixa impedância para a corrente de retorno (corrente de retorno) e controlar o caminho da corrente de retorno.Por exemplo, geralmente perto do dispositivo de alta frequência ou do gerador de clock, a camada de aterramento do PCB pode ser conectada ao aterramento do chassi fixando parafusos para minimizar a área de todo o loop de corrente, reduzindo assim a radiação eletromagnética.
21. Por quais aspectos devemos começar para o DEBUG da placa de circuito?
No que diz respeito aos circuitos digitais, primeiro determine três coisas em sequência:
1. Verifique se todos os valores de alimentação estão dimensionados para o projeto.Alguns sistemas com várias fontes de alimentação podem exigir determinadas especificações para a ordem e a velocidade de determinadas fontes de alimentação.
2. Verifique se todas as frequências do sinal de clock estão funcionando corretamente e se não há problemas não monotônicos nas bordas do sinal.
3. Confirme se o sinal de reinicialização atende aos requisitos de especificação.Se tudo isso estiver normal, o chip deve enviar o sinal do primeiro ciclo (ciclo).Em seguida, depure de acordo com o princípio de operação do sistema e o protocolo de barramento.
22. Quando o tamanho da placa de circuito é fixo, se mais funções precisam ser acomodadas no projeto, muitas vezes é necessário aumentar a densidade do traço do PCB, mas isso pode levar a uma interferência mútua aprimorada dos traços e, em ao mesmo tempo, os traços são muito finos para aumentar a impedância.Não pode ser reduzido, por favor, os especialistas apresentam as habilidades em design de PCB de alta velocidade (≥100MHz) de alta densidade?
Ao projetar PCBs de alta velocidade e alta densidade, a interferência de diafonia deve receber atenção especial porque tem um grande impacto no tempo e na integridade do sinal.
Aqui estão algumas coisas para prestar atenção:
Controle a continuidade e a correspondência da impedância característica do traço.
O tamanho do espaçamento do traço.Geralmente, o espaçamento frequentemente visto é o dobro da largura da linha.O impacto do espaçamento do traço no tempo e na integridade do sinal pode ser conhecido por meio de simulação, e o espaçamento mínimo tolerável pode ser encontrado.Os resultados podem variar de chip para chip.
Escolha o método de rescisão apropriado.
Evite a mesma direção dos traços nas camadas adjacentes superiores e inferiores, ou mesmo sobreponha os traços superiores e inferiores, pois esse tipo de crosstalk é maior do que os traços adjacentes na mesma camada.
Use vias cegas/enterradas para aumentar a área do traço.Mas o custo de fabricação da placa PCB aumentará.É realmente difícil conseguir paralelismo completo e comprimento igual na implementação real, mas ainda é necessário fazê-lo tanto quanto possível.
Além disso, a terminação diferencial e a terminação em modo comum podem ser reservadas para mitigar o impacto no tempo e na integridade do sinal.
23. O filtro na fonte de alimentação analógica geralmente é um circuito LC.Mas por que às vezes o LC filtra com menos eficiência do que o RC?
A comparação dos efeitos dos filtros LC e RC deve considerar se a faixa de frequência a ser filtrada e a seleção do valor da indutância são adequadas.Porque a reatância indutiva (reatância) do indutor está relacionada ao valor e à frequência da indutância.
Se a frequência de ruído da fonte de alimentação for baixa e o valor da indutância não for grande o suficiente, o efeito de filtragem pode não ser tão bom quanto o RC.No entanto, o preço a pagar pelo uso da filtragem RC é que o próprio resistor dissipa a energia, é menos eficiente e presta atenção em quanta energia o resistor selecionado pode suportar.
24. Qual é o método de seleção de valor de indutância e capacitância ao filtrar?
Além da frequência de ruído que você deseja filtrar, a seleção do valor da indutância também considera a capacidade de resposta da corrente instantânea.Se o terminal de saída do LC tiver a oportunidade de produzir uma grande corrente instantaneamente, um valor de indutância muito grande prejudicará a velocidade da grande corrente que flui através do indutor e aumentará o ruído de ondulação.O valor da capacitância está relacionado ao tamanho do valor de especificação do ruído de ondulação que pode ser tolerado.
Quanto menor for o requisito do valor do ruído de ondulação, maior será o valor do capacitor.O ESR/ESL do capacitor também terá um impacto.Além disso, se o LC for colocado na saída de uma potência de regulação de comutação, também é necessário prestar atenção à influência do pólo/zero gerado pelo LC na estabilidade do loop de controle de realimentação negativa..
25. Como atender ao máximo os requisitos de EMC sem causar muita pressão de custos?
O aumento do custo devido ao EMC no PCB é geralmente devido ao aumento no número de camadas de aterramento para aumentar o efeito de blindagem e a adição de cordão de ferrite, estrangulamento e outros dispositivos de supressão de harmônicos de alta frequência.Além disso, geralmente é necessário cooperar com estruturas de blindagem em outros mecanismos para fazer todo o sistema passar pelos requisitos de EMC.A seguir estão apenas algumas dicas de design de placa PCB para reduzir o efeito da radiação eletromagnética gerada pelo circuito.
Escolha um dispositivo com uma taxa de variação mais lenta possível para reduzir os componentes de alta frequência gerados pelo sinal.
Preste atenção ao posicionamento dos componentes de alta frequência, não muito perto de conectores externos.
Preste atenção à correspondência de impedância de sinais de alta velocidade, a camada de fiação e seu caminho de corrente de retorno (caminho de corrente de retorno) para reduzir a reflexão e a radiação de alta frequência.
Coloque capacitores de desacoplamento suficientes e apropriados nos pinos de alimentação de cada dispositivo para moderar o ruído nos planos de alimentação e terra.Preste atenção especial se a resposta de frequência e as características de temperatura do capacitor atendem aos requisitos do projeto.
O aterramento próximo ao conector externo pode ser devidamente separado da formação, e o aterramento do conector deve ser conectado ao aterramento do chassi próximo.
Use apropriadamente rastros de derivação/guarda de solo próximo a alguns sinais de alta velocidade.Mas preste atenção ao efeito dos traços de guarda/shunt na impedância característica do traço.
A camada de energia é 20H para dentro do que a formação, e H é a distância entre a camada de energia e a formação.
26. Quando há vários blocos de funções digitais/analógicas em uma placa PCB, a prática comum é separar o aterramento digital/analógico.Qual é a razão?
A razão para separar o aterramento digital/analógico é porque o circuito digital gerará ruído na fonte de alimentação e no aterramento ao alternar entre potenciais altos e baixos.A magnitude do ruído está relacionada com a velocidade do sinal e a magnitude da corrente.Se o plano de aterramento não estiver dividido e o ruído gerado pelo circuito na área digital for grande e o circuito na área analógica estiver muito próximo, mesmo que os sinais digital e analógico não se cruzem, o sinal analógico ainda sofrerá interferência pelo ruído de fundo.Ou seja, o método de não divisão dos aterramentos digital e analógico só pode ser utilizado quando a área do circuito analógico estiver distante da área do circuito digital que gera grande ruído.
27. Outra abordagem é garantir que o layout separado digital/analógico e as linhas de sinal digital/analógico não se cruzem, toda a placa PCB não seja dividida e o aterramento digital/analógico seja conectado a este plano de aterramento.Qual é o ponto?
O requisito de que os traços do sinal digital-analógico não podem se cruzar é porque o caminho da corrente de retorno (caminho da corrente de retorno) do sinal digital ligeiramente mais rápido tentará fluir de volta para a fonte do sinal digital ao longo do solo próximo à parte inferior do traço.cruz, o ruído gerado pela corrente de retorno aparecerá na área do circuito analógico.
28. Como considerar o problema de casamento de impedância ao projetar o diagrama esquemático do projeto de PCB de alta velocidade?
Ao projetar circuitos PCB de alta velocidade, a correspondência de impedância é um dos elementos do projeto.O valor da impedância tem uma relação absoluta com o método de roteamento, como andar na camada superficial (microstrip) ou na camada interna (stripline/double stripline), a distância da camada de referência (power layer ou ground layer), largura do traço, PCB material, etc. Ambos afetarão o valor de impedância característica do traço.
Ou seja, o valor da impedância só pode ser determinado após a fiação.O software de simulação geral não será capaz de considerar algumas condições de fiação com impedância descontínua devido à limitação do modelo de linha ou do algoritmo matemático usado.Neste momento, apenas alguns terminadores (terminações), como resistores em série, podem ser reservados no diagrama esquemático.para mitigar o efeito de descontinuidades de impedância de traço.A verdadeira solução fundamental para o problema é tentar evitar a descontinuidade da impedância durante a fiação.
29. Onde posso fornecer uma biblioteca de modelos IBIS mais precisa?
A precisão do modelo IBIS afeta diretamente os resultados da simulação.Basicamente, o IBIS pode ser considerado como os dados de características elétricas do circuito equivalente do buffer de E/S do chip real, que geralmente podem ser obtidos pela conversão do modelo SPICE, e os dados do SPICE têm uma relação absoluta com a fabricação do chip, então o mesmo dispositivo é fornecido por diferentes fabricantes de chips.Os dados no SPICE são diferentes e os dados no modelo IBIS convertido também serão diferentes de acordo.
Ou seja, se os dispositivos do fabricante A forem usados, somente eles têm a capacidade de fornecer dados de modelo precisos de seus dispositivos, porque ninguém sabe melhor do que eles de qual processo seus dispositivos são feitos.Se o IBIS fornecido pelo fabricante for impreciso, a única solução é pedir continuamente ao fabricante para melhorar.
30. Ao projetar PCBs de alta velocidade, de quais aspectos os projetistas devem considerar as regras de EMC e EMI?
Em geral, o projeto EMI/EMC precisa considerar os aspectos irradiados e conduzidos.O primeiro pertence à parte de frequência mais alta (≥30MHz) e o último pertence à parte de frequência mais baixa (≤30MHz).
Portanto, você não pode simplesmente prestar atenção na alta frequência e ignorar a parte da baixa frequência.Um bom projeto EMI/EMC deve levar em consideração a posição do dispositivo, a disposição da pilha de PCB, a forma de conexões importantes, a seleção do dispositivo, etc. no início do layout.Se não houver um arranjo melhor com antecedência, pode ser resolvido depois. Obterá o dobro do resultado com metade do esforço e aumentará o custo.
Por exemplo, a posição do gerador de clock não deve estar o mais próximo possível do conector externo, o sinal de alta velocidade deve ir para a camada interna o mais longe possível e prestar atenção à continuidade da correspondência de impedância característica e ao camada de referência para reduzir a reflexão, e a inclinação (taxa de variação) do sinal enviado pelo dispositivo deve ser a menor possível para reduzir o alto Ao selecionar um capacitor de desacoplamento/desvio, preste atenção se sua resposta de frequência atende aos requisitos para reduzir ruído do plano de energia.
Além disso, preste atenção ao caminho de retorno da corrente do sinal de alta frequência para tornar a área do loop a menor possível (ou seja, a impedância do loop é a menor possível) para reduzir a radiação.Também é possível controlar a faixa de ruído de alta frequência dividindo a formação.Por fim, selecione corretamente o ponto de aterramento da PCB e da caixa (terra do chassi).
31. Como escolher as ferramentas EDA?
No software de design de PCB atual, a análise térmica não é um ponto forte, portanto, não é recomendável usá-la.Para outras funções 1.3.4, você pode escolher PADS ou Cadence, e o desempenho e a relação preço são bons.Iniciantes em projeto PLD podem usar o ambiente integrado fornecido pelos fabricantes de chips PLD, e ferramentas de ponto único podem ser usadas ao projetar mais de um milhão de portas.
32. Por favor, recomende um software EDA adequado para processamento e transmissão de sinal de alta velocidade.
Para o projeto de circuito convencional, o PADS da INNOVEDA é muito bom, e há software de simulação correspondente, e esse tipo de projeto geralmente representa 70% das aplicações.Para projeto de circuitos de alta velocidade, circuitos mistos analógicos e digitais, a solução Cadence deve ser um software com melhor desempenho e preço.Claro, o desempenho do Mentor ainda é muito bom, especialmente seu gerenciamento de processo de design deve ser o melhor.
33. Explicação do significado de cada camada da placa PCB
Topoverlay —- o nome do dispositivo de nível superior, também chamado de serigrafia superior ou legenda do componente superior, como R1 C5,
IC10.bottomoverlay–similarly multilayer—–Se você projetar uma placa de 4 camadas, você coloca um pad livre ou via, define-o como multilay, então seu pad aparecerá automaticamente nas 4 camadas, se você definir apenas como camada superior, então seu pad aparecerá apenas na camada superior.
34. Quais aspectos devem ser observados no projeto, roteamento e layout de PCBs de alta frequência acima de 2G?
PCBs de alta frequência acima de 2G pertencem ao projeto de circuitos de radiofrequência e não estão dentro do escopo da discussão do projeto de circuito digital de alta velocidade.O layout e o roteamento do circuito de RF devem ser considerados junto com o diagrama esquemático, pois o layout e o roteamento causarão efeitos de distribuição.
Além disso, alguns dispositivos passivos no projeto de circuitos de RF são realizados por meio de definição paramétrica e folha de cobre com formato especial.Portanto, as ferramentas EDA são necessárias para fornecer dispositivos paramétricos e editar folhas de cobre de formato especial.
A boardstation da Mentor possui um módulo de design de RF dedicado que atende a esses requisitos.Além disso, o projeto geral de radiofrequência requer ferramentas especiais de análise de circuitos de radiofrequência, o mais famoso na indústria é o eesoft da agilent, que possui uma boa interface com as ferramentas do Mentor.
35. Para projeto de PCB de alta frequência acima de 2G, quais regras o projeto de microstrip deve seguir?
Para o projeto de linhas de microfita de RF, é necessário usar ferramentas de análise de campo 3D para extrair os parâmetros da linha de transmissão.Todas as regras devem ser especificadas nesta ferramenta de extração de campo.
36. Para uma PCB com todos os sinais digitais, há uma fonte de clock de 80MHz na placa.Além de usar malha de arame (aterramento), que tipo de circuito deve ser usado para proteção para garantir capacidade de condução suficiente?
Para garantir a capacidade de condução do relógio, ela não deve ser realizada por meio de proteção.Geralmente, o clock é usado para conduzir o chip.A preocupação geral sobre a capacidade do clock drive é causada por várias cargas de clock.Um chip de driver de clock é usado para converter um sinal de clock em vários, e uma conexão ponto a ponto é adotada.Ao selecionar o chip do driver, além de garantir que ele corresponda basicamente à carga e que a borda do sinal atenda aos requisitos (geralmente, o clock é um sinal eficaz na borda), ao calcular o tempo do sistema, o atraso do clock no driver chip deve ser levado em consideração.
37. Se for usada uma placa de sinal de clock separada, que tipo de interface geralmente é usada para garantir que a transmissão do sinal de clock seja menos afetada?
Quanto menor o sinal do clock, menor o efeito da linha de transmissão.O uso de uma placa de sinal de clock separada aumentará o comprimento do roteamento do sinal.E a fonte de alimentação de aterramento da placa também é um problema.Para transmissão de longa distância, recomenda-se o uso de sinais diferenciais.O tamanho L pode atender aos requisitos de capacidade da unidade, mas seu relógio não é muito rápido, não é necessário.
38, 27M, linha de clock SDRAM (80M-90M), o segundo e terceiro harmônicos dessas linhas de clock estão apenas na banda VHF, e a interferência é muito grande depois que a alta frequência entra na extremidade receptora.Além de encurtar o comprimento da linha, que outras boas maneiras?
Se o terceiro harmônico for grande e o segundo harmônico for pequeno, pode ser porque o ciclo de serviço do sinal é de 50%, pois neste caso o sinal não possui harmônicos pares.Neste momento, é necessário modificar o ciclo de serviço do sinal.Além disso, se o sinal de clock for unidirecional, geralmente é usada a correspondência de série final de origem.Isso suprime reflexões secundárias sem afetar a taxa de clock.O valor correspondente na extremidade da fonte pode ser obtido usando a fórmula na figura abaixo.
39. Qual é a topologia da fiação?
Topologia, alguns também são chamados de ordem de roteamento.Para obter a ordem de fiação da rede conectada por várias portas.
40. Como ajustar a topologia da fiação para melhorar a integridade do sinal?
Esse tipo de direção de sinal de rede é mais complicado, porque para sinais unidirecionais, bidirecionais e sinais de diferentes níveis, a topologia tem diferentes influências e é difícil dizer qual topologia é benéfica para a qualidade do sinal.Além disso, ao fazer a pré-simulação, qual topologia usar é muito exigente para os engenheiros e requer uma compreensão dos princípios do circuito, tipos de sinal e até mesmo dificuldades de fiação.
41. Como reduzir os problemas de EMI organizando o empilhamento?
Em primeiro lugar, a EMI deve ser considerada a partir do sistema, e o PCB sozinho não pode resolver o problema.Para EMI, acho que o empilhamento é principalmente para fornecer o caminho de retorno de sinal mais curto, reduzir a área de acoplamento e suprimir a interferência do modo diferencial.Além disso, a camada de solo e a camada de energia são fortemente acopladas e a extensão é apropriadamente maior que a camada de energia, o que é bom para suprimir a interferência de modo comum.
42. Por que o cobre é colocado?
Geralmente, existem várias razões para colocar cobre.
1. EMC.Para aterramento de grande área ou cobre da fonte de alimentação, ele desempenhará um papel de blindagem, e alguns especiais, como PGND, desempenharão um papel de proteção.
2. Requisitos do processo PCB.Geralmente, para garantir o efeito de galvanoplastia ou laminação sem deformação, o cobre é colocado na camada de PCB com menos fiação.
3. Os requisitos de integridade do sinal fornecem aos sinais digitais de alta frequência um caminho de retorno completo e reduzem a fiação da rede DC.Claro, também existem razões para a dissipação de calor, a instalação de dispositivos especiais requer a colocação de cobre e assim por diante.
43. Em um sistema, dsp e pld estão incluídos, quais problemas devem ser observados durante a fiação?
Observe a proporção entre a taxa de sinal e o comprimento da fiação.Se o atraso do sinal na linha de transmissão for comparável ao tempo da borda de mudança do sinal, o problema de integridade do sinal deve ser considerado.Além disso, para vários DSPs, a topologia de roteamento de sinal de clock e dados também afetará a qualidade e o tempo do sinal, o que requer atenção.
44. Além da fiação da ferramenta Protel, existem outras ferramentas boas?
Quanto às ferramentas, além do PROTEL, existem muitas ferramentas de fiação, como MENTOR WG2000, série EN2000 e powerpcb, allegro da Cadence, cadstar da zuken, cr5000, etc., cada uma com seus pontos fortes.
45. Qual é o “caminho de retorno do sinal”?
Caminho de retorno do sinal, ou seja, corrente de retorno.Quando um sinal digital de alta velocidade é transmitido, o sinal flui do driver ao longo da linha de transmissão do PCB para a carga e, em seguida, a carga retorna para a extremidade do driver ao longo do solo ou da fonte de alimentação pelo caminho mais curto.
Este sinal de retorno no solo ou fonte de alimentação é chamado de caminho de retorno do sinal.O Dr. Johnson explicou em seu livro que a transmissão de sinal de alta frequência é, na verdade, um processo de carregamento da capacitância dielétrica entre a linha de transmissão e a camada DC.O que o SI analisa são as propriedades eletromagnéticas desse invólucro e o acoplamento entre eles.
46. Como conduzir a análise SI em conectores?
Na especificação IBIS3.2, há uma descrição do modelo do conector.Geralmente usam o modelo EBD.Se for uma placa especial, como backplane, é necessário um modelo SPICE.Você também pode usar o software de simulação multiplaca (HYPERLYNX ou IS_multiboard).Ao construir um sistema multiplaca, insira os parâmetros de distribuição dos conectores, que geralmente são obtidos no manual do conector.Obviamente, esse método não será preciso o suficiente, mas desde que esteja dentro da faixa aceitável.
47. Quais são os métodos de rescisão?
Terminação (terminal), também conhecida como correspondência.Geralmente, de acordo com a posição de correspondência, ela é dividida em correspondência final ativa e correspondência terminal.Entre eles, a correspondência da fonte é geralmente a correspondência da série do resistor e a correspondência do terminal é geralmente a correspondência paralela.Existem muitas maneiras, incluindo pull-up do resistor, pull-down do resistor, correspondência de Thevenin, correspondência CA e correspondência de diodo Schottky.
48. Quais fatores determinam a forma de rescisão (matching)?
O método de correspondência é geralmente determinado pelas características do BUFFER, condições de topologia, tipos de nível e métodos de julgamento, e o ciclo de serviço do sinal e o consumo de energia do sistema também devem ser considerados.
49. Quais são as regras para a forma de rescisão (matching)?
A questão mais crítica em circuitos digitais é o problema de temporização.O objetivo de adicionar correspondência é melhorar a qualidade do sinal e obter um sinal determinável no momento do julgamento.Para sinais de nível efetivo, a qualidade do sinal é estável sob a premissa de garantir o estabelecimento e o tempo de espera;para sinais efetivos atrasados, sob a premissa de garantir a monotonicidade do atraso do sinal, a velocidade do atraso da mudança do sinal atende aos requisitos.Há algum material sobre correspondência no manual do produto Mentor ICX.
Além disso, “High Speed Digital design a hand book of blackmagic” tem um capítulo dedicado ao terminal, que descreve o papel da correspondência na integridade do sinal a partir do princípio das ondas eletromagnéticas, que pode ser usado como referência.
50. Posso usar o modelo IBIS do dispositivo para simular o funcionamento lógico do dispositivo?Se não, como as simulações do circuito podem ser realizadas no nível da placa e no nível do sistema?
Os modelos IBIS são modelos de nível comportamental e não podem ser usados para simulação funcional.Para simulação funcional, são necessários modelos SPICE ou outros modelos de nível estrutural.
51. Num sistema onde coexistem digital e analógico, existem dois métodos de processamento.Uma delas é separar o aterramento digital do aterramento analógico.As contas estão conectadas, mas a fonte de alimentação não está separada;a outra é que a fonte de alimentação analógica e a fonte de alimentação digital são separadas e conectadas com FB, e o aterramento é um aterramento unificado.Eu gostaria de perguntar ao Sr. Li, se o efeito desses dois métodos é o mesmo?
Deve-se dizer que é o mesmo em princípio.Porque potência e terra são equivalentes a sinais de alta frequência.
O propósito de distinguir entre peças analógicas e digitais é para anti-interferência, principalmente a interferência de circuitos digitais em circuitos analógicos.No entanto, a segmentação pode resultar em um caminho de retorno de sinal incompleto, afetando a qualidade do sinal digital e afetando a qualidade EMC do sistema.
Portanto, não importa qual plano seja dividido, depende se o caminho de retorno do sinal é ampliado e quanto o sinal de retorno interfere no sinal de trabalho normal.Agora também existem alguns designs mistos, independentemente da fonte de alimentação e do aterramento, ao fazer o layout, separe o layout e a fiação de acordo com a parte digital e a parte analógica para evitar sinais entre regiões.
52. Normas de segurança: Quais são os significados específicos de FCC e EMC?
FCC: comissão federal de comunicação Comissão Americana de Comunicações
EMC: compatibilidade eletromagnética compatibilidade eletromagnética
FCC é uma organização de padrões, EMC é um padrão.Existem motivos, padrões e métodos de teste correspondentes para a promulgação de padrões.
53. O que é distribuição diferencial?
Sinais diferenciais, alguns dos quais também são chamados de sinais diferenciais, usam dois sinais idênticos de polaridade oposta para transmitir um canal de dados e dependem da diferença de nível dos dois sinais para julgamento.Para garantir que os dois sinais sejam completamente consistentes, eles devem ser mantidos em paralelo durante a fiação, e a largura e o espaçamento da linha permanecem inalterados.
54. Quais são os softwares de simulação de PCB?
Existem muitos tipos de simulação, software de análise de simulação de análise de integridade de sinal de circuito digital de alta velocidade (SI) comumente usado são icx, signalvision, hyperlynx, XTK, spectraquest, etc. Alguns também usam Hspice.
55. Como o software de simulação de PCB executa a simulação de LAYOUT?
Em circuitos digitais de alta velocidade, a fim de melhorar a qualidade do sinal e reduzir a dificuldade de fiação, geralmente são usadas placas multicamadas para atribuir camadas especiais de potência e camadas de aterramento.
56. Como lidar com layout e fiação para garantir a estabilidade de sinais acima de 50M
A chave para a fiação de sinal digital de alta velocidade é reduzir o impacto das linhas de transmissão na qualidade do sinal.Portanto, o layout de sinais de alta velocidade acima de 100M requer que os traços do sinal sejam o mais curtos possível.Em circuitos digitais, os sinais de alta velocidade são definidos pelo tempo de atraso de subida do sinal.Além disso, diferentes tipos de sinais (como TTL, GTL, LVTTL) possuem diferentes métodos para garantir a qualidade do sinal.
57. A parte de RF da unidade externa, a parte de frequência intermediária e até mesmo a parte do circuito de baixa frequência que monitora a unidade externa geralmente são implantadas no mesmo PCB.Quais são os requisitos para o material de tal PCB?Como evitar que circuitos de RF, IF e até mesmo de baixa frequência interfiram entre si?
Projeto de circuito híbrido é um grande problema.É difícil ter uma solução perfeita.
Geralmente, o circuito de radiofrequência é disposto e conectado como uma única placa independente no sistema, e há até uma cavidade de proteção especial.Além disso, o circuito de RF é geralmente de um ou dois lados, e o circuito é relativamente simples, todos para reduzir o impacto nos parâmetros de distribuição do circuito de RF e melhorar a consistência do sistema de RF.
Em comparação com o material FR4 geral, as placas de circuito de RF tendem a usar substratos de alto Q.A constante dielétrica deste material é relativamente pequena, a capacitância distribuída da linha de transmissão é pequena, a impedância é alta e o atraso na transmissão do sinal é pequeno.No projeto de circuito híbrido, embora os circuitos de RF e digitais sejam construídos no mesmo PCB, eles geralmente são divididos em área de circuito de RF e área de circuito digital, que são dispostos e conectados separadamente.Use vias de aterramento e caixas de blindagem entre elas.
58. Para a parte de RF, a parte de frequência intermediária e a parte do circuito de baixa frequência são implantadas no mesmo PCB, qual solução o mentor tem?
O software de design de sistema em nível de placa da Mentor, além das funções básicas de design de circuito, também possui um módulo de design de RF dedicado.No módulo de projeto esquemático de RF, é fornecido um modelo de dispositivo parametrizado e uma interface bidirecional com ferramentas de análise e simulação de circuitos de RF, como EESOFT;no módulo RF LAYOUT, é fornecida uma função de edição de padrões especialmente usada para layout e fiação de circuitos de RF, e há também uma interface bidirecional de análise de circuitos de RF e ferramentas de simulação, como EESOFT, que podem rotular os resultados da análise e simulação de volta para o diagrama esquemático e PCB.
Ao mesmo tempo, usando a função de gerenciamento de design do software Mentor, a reutilização de design, a derivação de design e o design colaborativo podem ser facilmente realizados.Acelere bastante o processo de design de circuito híbrido.A placa do telefone móvel é um projeto de circuito misto típico, e muitos grandes fabricantes de design de telefone móvel usam o Mentor e o eesoft de Angelon como plataforma de projeto.
59. Qual é a estrutura de produto do Mentor?
As ferramentas de PCB da Mentor Graphics incluem as séries WG (anteriormente veribest) e Enterprise (boardstation).
60. Como o software de design de PCB da Mentor suporta BGA, PGA, COB e outros pacotes?
O RE autoativo da Mentor, desenvolvido a partir da aquisição da Veribest, é o primeiro roteador sem grade em qualquer ângulo do setor.Como todos sabemos, para matrizes de grade de bola, dispositivos COB, sem grade e roteadores de qualquer ângulo são a chave para resolver a taxa de roteamento.No RE autoativo mais recente, funções como push vias, folha de cobre, REROUTE, etc. foram adicionadas para torná-lo mais conveniente de aplicar.Além disso, ele suporta roteamento de alta velocidade, incluindo roteamento de sinal e roteamento de par diferencial com requisitos de atraso de tempo.
61. Como o software de projeto de PCB da Mentor lida com pares de linhas diferenciais?
Após o software Mentor definir as propriedades do par diferencial, os dois pares diferenciais podem ser roteados juntos, e a largura da linha, espaçamento e comprimento do par diferencial são estritamente garantidos.Eles podem ser separados automaticamente ao encontrar obstáculos, e o método via pode ser selecionado ao alterar as camadas.
62. Em uma placa PCB de 12 camadas, há três camadas de fonte de alimentação 2,2 V, 3,3 V, 5 V, e cada uma das três fontes de alimentação está em uma camada.Como lidar com o fio terra?
De um modo geral, as três fontes de alimentação estão dispostas respectivamente no terceiro andar, o que é melhor para a qualidade do sinal.Porque é improvável que o sinal seja dividido em camadas planas.A segmentação cruzada é um fator crítico que afeta a qualidade do sinal que geralmente é ignorado pelo software de simulação.Para planos de potência e planos de terra, é equivalente a sinais de alta frequência.Na prática, além de considerar a qualidade do sinal, o acoplamento do plano de energia (usando o plano de aterramento adjacente para reduzir a impedância CA do plano de energia) e a simetria de empilhamento são todos fatores que precisam ser considerados.
63. Como verificar se a placa de circuito impresso atende aos requisitos do processo de projeto ao sair da fábrica?
Muitos fabricantes de PCB precisam passar por um teste de continuidade de rede antes que o processamento do PCB seja concluído para garantir que todas as conexões estejam corretas.Ao mesmo tempo, mais e mais fabricantes também estão usando testes de raios-x para verificar algumas falhas durante a corrosão ou laminação.
Para a placa acabada após o processamento do patch, geralmente é usada a inspeção de teste ICT, o que requer a adição de pontos de teste ICT durante o projeto do PCB.Se houver um problema, um dispositivo especial de inspeção por raio-X também pode ser usado para descartar se a falha é causada pelo processamento.
64. A “proteção do mecanismo” é a proteção do invólucro?
Sim.O invólucro deve ser o mais estanque possível, usar menos ou nenhum material condutor e ser aterrado o máximo possível.
65. É necessário considerar o problema de esd do próprio chip ao selecionar o chip?
Seja uma placa de camada dupla ou multicamada, a área do solo deve ser aumentada o máximo possível.Ao escolher um chip, as características ESD do próprio chip devem ser consideradas.Estes são geralmente mencionados na descrição do chip, e mesmo o desempenho do mesmo chip de diferentes fabricantes será diferente.
Preste mais atenção ao design e considere-o de forma mais abrangente, e o desempenho da placa de circuito será garantido até certo ponto.Mas o problema da ESD ainda pode aparecer, então a proteção da organização também é muito importante para a proteção da ESD.
66. Ao fazer uma placa de circuito impresso, para reduzir a interferência, o fio terra deve ter uma forma fechada?
Ao fazer placas PCB, de um modo geral, é necessário reduzir a área do loop para reduzir a interferência.Ao colocar o fio terra, ele não deve ser colocado de forma fechada, mas dendrítica.A área da terra.
67. Se o emulador usa uma fonte de alimentação e a placa de circuito impresso usa uma fonte de alimentação, os aterramentos das duas fontes de alimentação devem ser conectados juntos?
Seria melhor se uma fonte de alimentação separada pudesse ser usada, porque não é fácil causar interferência entre as fontes de alimentação, mas a maioria dos equipamentos possui requisitos específicos.Como o emulador e a placa PCB usam duas fontes de alimentação, não acho que devam compartilhar o mesmo terreno.
68. Um circuito é composto por várias placas de circuito impresso.Eles devem compartilhar o terreno?
Um circuito consiste em vários PCBs, a maioria dos quais requer um aterramento comum, porque não é prático usar várias fontes de alimentação em um circuito.Mas se você tiver condições específicas, pode usar uma fonte de alimentação diferente, claro que a interferência será menor.
69. Projete um produto portátil com um LCD e um invólucro de metal.Ao testar ESD, ele não pode passar no teste de ICE-1000-4-2, CONTACT só pode passar em 1100V e AIR pode passar em 6000V.No teste de acoplamento ESD, a horizontal só pode passar de 3.000 V e a vertical pode passar de 4.000 V.Frequência da CPU é 33MHZ.Existe alguma maneira de passar no teste ESD?
Os produtos portáteis são invólucros de metal, então os problemas de ESD devem ser mais óbvios, e os LCDs também podem ter mais fenômenos adversos.Se não houver como trocar o material metálico existente, é recomendável adicionar material antielétrico dentro do mecanismo para fortalecer o aterramento do PCB e, ao mesmo tempo, encontrar uma maneira de aterrar o LCD.Claro, como operar depende da situação específica.
70. Ao projetar um sistema contendo DSP e PLD, quais aspectos o ESD deve ser considerado?
No que diz respeito ao sistema geral, as partes em contato direto com o corpo humano devem ser consideradas principalmente, e proteção adequada deve ser realizada no circuito e mecanismo.Quanto ao impacto que o ESD terá no sistema, depende de diferentes situações.
Horário da postagem: 19 de março de 2023