PCB (друкована плата), китайська назва — друкована плата, також відома як друкована плата, є важливим електронним компонентом, опорою для електронних компонентів і носієм для електричних з’єднань електронних компонентів.Оскільки він виготовлений за допомогою електронного друку, його називають «друкованою» платою.
1. Як вибрати друковану плату?
Вибір друкованої плати повинен відповідати вимогам дизайну, масовому виробництву та вартості.Вимоги до конструкції містять як електричні, так і механічні компоненти.Зазвичай це питання матеріалу важливіше при проектуванні дуже високошвидкісних плат друкованих плат (частота вище ГГц).
Наприклад, матеріал FR-4, який зазвичай використовується сьогодні, може бути непридатним, оскільки діелектричні втрати на частоті в кілька ГГц будуть мати великий вплив на ослаблення сигналу.Що стосується електрики, необхідно звернути увагу на те, чи діелектрична проникність (діелектрична проникність) і діелектричні втрати підходять для проектної частоти.
2. Як уникнути високочастотних перешкод?
Основна ідея уникнення високочастотних перешкод полягає в мінімізації перешкод високочастотних сигнальних електромагнітних полів, які є так званими перехресними перешкодами (Crosstalk).Ви можете збільшити відстань між високошвидкісним сигналом і аналоговим сигналом або додати захисні/шунтові лінії поруч із аналоговим сигналом.Також зверніть увагу на шумові перешкоди цифрового заземлення аналоговому.
3. Як вирішити проблему цілісності сигналу у високошвидкісному дизайні?
Цілісність сигналу в основному залежить від відповідності імпедансу.Фактори, які впливають на узгодження імпедансу, включають структуру та вихідний опір джерела сигналу, характеристичний опір траси, характеристики кінця навантаження та топологію траси.Рішення полягає в тому, щоб покластися на термінацію та налаштувати топологію проводки.
4. Як реалізується диференціальний метод розподілу?
У проводці диференціальної пари слід звернути увагу на два моменти.Один полягає в тому, що довжина двох ліній має бути якомога довшою.Існує два паралельні способи: один полягає в тому, що дві лінії проходять на одному шарі проводки (пліч-о-пліч), а інший полягає в тому, що дві лінії проходять на верхньому та нижньому сусідніх шарах (над-під).Як правило, перше пліч-о-пліч (пліч-о-пліч, пліч-о-пліч) використовується по-різному.
5. Як реалізувати диференціальне з’єднання для лінії тактового сигналу лише з одним вихідним терміналом?
Для використання диференційної проводки має значення лише те, що джерело сигналу та приймач є диференціальними сигналами.Тому неможливо використовувати диференціальну проводку для тактового сигналу лише з одним виходом.
6. Чи можна додати узгоджувальний резистор між парами диференціальних ліній на приймальному кінці?
Зазвичай додається узгоджувальний опір між парами диференціальних ліній на приймальному кінці, і його значення має дорівнювати значенню диференціального опору.Таким чином якість сигналу буде кращою.
7. Чому підключення диференціальних пар має бути близьким і паралельним?
Маршрут диференціальних пар повинен бути належним чином близьким і паралельним.Так звана правильна близькість пояснюється тим, що відстань впливатиме на значення диференціального імпедансу, який є важливим параметром для розробки диференціальної пари.Необхідність паралельності також зумовлена необхідністю підтримувати постійність диференціального імпедансу.Якщо дві лінії розташовані далеко або поблизу, диференціальний опір буде непостійним, що вплине на цілісність сигналу (цілісність сигналу) і часову затримку (затримку часу).
8. Як впоратися з деякими теоретичними конфліктами в фактичному монтажі
В принципі, правильно розділити аналогову/цифрову землю.Слід зазначити, що сліди сигналу не повинні якомога більше перетинати розділене місце (рів), а шлях зворотного струму (шлях зворотного струму) джерела живлення та сигналу не повинен бути занадто великим.
Кристалічний генератор є аналоговим коливальним контуром з позитивним зворотним зв'язком.Щоб мати стабільний сигнал коливань, він повинен відповідати специфікаціям петлевого посилення та фази.Однак специфікацію коливань цього аналогового сигналу легко порушити, і навіть додавання захисних слідів заземлення може не вдатися повністю ізолювати перешкоди.І якщо він надто далеко, шум на заземленій площині також впливатиме на коливальний контур позитивного зворотного зв’язку.Тому відстань між кварцевим генератором і мікросхемою повинна бути максимально близькою.
Дійсно, існує багато конфліктів між високошвидкісною маршрутизацією та вимогами EMI.Але основний принцип полягає в тому, що резистори та конденсатори або феритові кульки, додані через EMI, не можуть призвести до того, що деякі електричні характеристики сигналу не відповідають специфікаціям.Таким чином, найкраще використовувати методи організації проводки та стекування друкованих плат, щоб вирішити або зменшити проблеми з електромагнітними перешкодами, такі як маршрутизація високошвидкісних сигналів на внутрішній рівень.Нарешті, використовуйте резисторний конденсатор або феритову кульку, щоб зменшити пошкодження сигналу.
9. Як вирішити протиріччя між ручною проводкою та автоматичною проводкою високошвидкісних сигналів?
Більшість автоматичних маршрутизаторів потужнішого програмного забезпечення для маршрутизації тепер мають обмеження для керування методом маршрутизації та кількістю переходів.Елементи налаштування можливостей двигуна намотування та умов обмеження різних компаній EDA іноді сильно відрізняються.
Наприклад, чи є достатньо обмежень для керування змієподібними зміями, чи можна контролювати відстань диференціальних пар тощо.Це вплине на те, чи відповідатиме метод маршрутизації, отриманий автоматичною маршрутизацією, ідеї дизайнера.
Крім того, складність ручного регулювання проводки також має абсолютний зв'язок зі здатністю заводити двигун.Наприклад, проштовхуваність трас, проштовхуваність отворів і навіть проштовхуваність трас до міді тощо. Таким чином, рішенням є вибір маршрутизатора з сильною здатністю намотування.
10. Про пробні талони.
Тестовий зразок використовується для вимірювання того, чи відповідає характеристичний опір виготовленої друкованої плати вимогам конструкції за допомогою TDR (рефлектометр у часовій області).Як правило, імпеданс, яким потрібно керувати, має два випадки: одна лінія та диференціальна пара.Таким чином, ширина рядка та міжрядковий інтервал (за наявності диференціальних пар) на тестовому купоні повинні бути такими ж, як і рядки, які підлягають контролю.
Найважливішим є положення точки заземлення під час вимірювання.Щоб зменшити значення індуктивності заземлюючого дроту (заземлюючого дроту), місце заземлення TDR-щупа (щупа) зазвичай розташовується дуже близько до місця вимірювання сигналу (наконечник щупа).Таким чином, відстань і метод між точкою, де вимірюється сигнал на тестовому зразку, і точкою заземлення Щоб узгодити використовуваний зонд
11. У високошвидкісному дизайні друкованої плати порожня область сигнального шару може бути покрита міддю, але як мідь кількох сигнальних шарів повинна бути розподілена на заземлення та джерело живлення?
Як правило, більша частина міді в порожній зоні заземлена.Просто зверніть увагу на відстань між міддю та сигнальною лінією, коли наносите мідь поруч із високошвидкісною сигнальною лінією, оскільки нанесена мідь дещо зменшить характеристичний опір траси.Також будьте обережні, щоб не вплинути на характеристичний опір інших шарів, наприклад у структурі подвійної смужкової лінії.
12. Чи можна використати модель мікросмужкової лінії для розрахунку характеристичного опору сигнальної лінії над площиною потужності?Чи можна обчислити сигнал між потужністю та землею за допомогою смужкової моделі?
Так, і площина потужності, і площина заземлення повинні розглядатися як опорні площини під час розрахунку характеристичного опору.Наприклад, чотиришарова плата: верхній шар-силовий шар-земний шар-нижній шар.У цей час моделлю характеристичного опору траси верхнього шару є модель мікросмужкової лінії з енергетичною площиною як опорною площиною.
13. Загалом, чи може автоматичне генерування тестових точок програмним забезпеченням на друкованих платах високої щільності відповідати вимогам тестування масового виробництва?
Відповідність тестових точок, автоматично згенерованих загальним програмним забезпеченням, вимогам до тестування залежить від того, чи відповідають специфікації додавання тестових точок вимогам тестового обладнання.Крім того, якщо електропроводка надто щільна, а специфікації для додавання контрольних точок є відносно суворими, може бути неможливо автоматично додати контрольні точки до кожного сегмента лінії.Звичайно, необхідно вручну заповнювати місця для тестування.
14. Чи вплине додавання тестових точок на якість високошвидкісних сигналів?
Що стосується того, чи вплине це на якість сигналу, це залежить від способу додавання тестових точок і швидкості сигналу.Загалом, додаткові контрольні точки (не використовуючи наявний прохідний або DIP-штифт як контрольні точки) можна додати до лінії або вилучити з лінії.Перше еквівалентно додаванню невеликого конденсатора в Інтернеті, тоді як останнє є додатковою гілкою.
Ці дві ситуації більш-менш впливатимуть на високошвидкісний сигнал, і ступінь впливу залежить від швидкості частоти сигналу та швидкості фронту сигналу (швидкість фронту).Розмір впливу можна дізнатися за допомогою моделювання.В принципі, чим менше тестова точка, тим краще (звичайно, вона також повинна відповідати вимогам тестового обладнання).Чим коротша гілка, тим краще.
15. Кілька друкованих плат утворюють систему, як повинні бути з’єднані дроти заземлення між платами?
Коли сигнал або живлення між різними платами друкованої плати з’єднані одна з одною, наприклад, плата A має живлення або сигнали, надіслані на плату B, повинна бути рівна кількість струму, що протікає від шару заземлення назад до плати A (це діючий закон Кірхгофа).
Потік у цьому утворенні знайде місце найменшого опору, щоб повернутися назад.Таким чином, кількість контактів, призначених для заземлення, не повинна бути занадто малою на кожному інтерфейсі, незалежно від того, чи це джерело живлення чи сигнал, щоб зменшити опір, що може зменшити шум на заземленні.
Крім того, також можна проаналізувати весь контур струму, особливо частину з великим струмом, і налаштувати спосіб підключення пласта або заземлюючого дроту для контролю потоку струму (наприклад, створити десь низький імпеданс, щоб більшість струму тече з цього місця), зменшити вплив на інші більш чутливі сигнали.
16. Чи можете ви представити деякі іноземні технічні книги та дані щодо високошвидкісного дизайну друкованої плати?
Зараз високошвидкісні цифрові схеми використовуються в суміжних областях, таких як мережі зв'язку та калькулятори.Що стосується комунікаційних мереж, то робоча частота друкованої плати досягла ГГц, а кількість шарів у стек, наскільки я знаю, становить 40 шарів.
Додатки, пов’язані з калькуляторами, також пов’язані з розвитком чіпів.Незалежно від того, чи це звичайний ПК чи сервер (сервер), максимальна робоча частота на платі також досягла 400 МГц (наприклад, Rambus).
У відповідь на вимоги високошвидкісної та високої щільності маршрутизації попит на сліпі/закопані переходи, мікровідвертки та технології процесу нарощування поступово зростає.Ці вимоги до конструкції доступні для масового виробництва виробниками.
17. Дві часто згадувані формули характеристичного опору:
Мікросмужкова лінія (мікросмужка) Z={87/[sqrt(Er+1,41)]}ln[5,98H/(0,8W+T)], де W — ширина лінії, T — товщина міді на сліді, а H — Відстань від доріжки до базової площини, Er — діелектрична проникність матеріалу друкованої плати (діелектрична проникність).Цю формулу можна застосовувати, лише коли 0,1≤(W/H)≤2,0 і 1≤(Er)≤15.
Полоскова лінія (полоскова лінія) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0,67π(T+0,8W)]}, де H – відстань між двома базовими площинами, а слід розташовано посередині дві опорні площини.Цю формулу можна застосовувати, лише коли W/H≤0,35 і T/H≤0,25.
18. Чи можна додати дріт заземлення в середині лінії диференціального сигналу?
Як правило, дріт заземлення не можна додати в середині диференціального сигналу.Оскільки найважливішим моментом принципу застосування диференціальних сигналів є використання переваг, які приносить взаємний зв’язок (зв’язок) між диференціальними сигналами, наприклад придушення потоку, перешкодостійкість тощо. Якщо посередині додається дріт заземлення, ефект зв'язку буде зруйновано.
19. Чи потрібна конструкція жорсткої гнучкої плати спеціального програмного забезпечення та специфікацій?
Гнучка друкована схема (FPC) може бути розроблена за допомогою загального програмного забезпечення для проектування друкованої плати.Також використовуйте формат Gerber для виробництва для виробників FPC.
20. Який принцип правильного вибору точки заземлення друкованої плати та корпусу?
Принцип вибору точки заземлення друкованої плати та оболонки полягає у використанні заземлення шасі для забезпечення низькоомного шляху для зворотного струму (зворотного струму) та контролю шляху зворотного струму.Наприклад, зазвичай поблизу високочастотного пристрою або тактового генератора заземлюючий шар друкованої плати можна з’єднати з заземленням шасі за допомогою кріпильних гвинтів, щоб мінімізувати площу всієї петлі струму, тим самим зменшуючи електромагнітне випромінювання.
21. З яких аспектів ми повинні почати НАЛАШТУВАННЯ друкованої плати?
Що стосується цифрових схем, спочатку визначте три речі послідовно:
1. Переконайтеся, що розміри всіх витратних матеріалів відповідають проекту.Деякі системи з кількома джерелами живлення можуть вимагати певних специфікацій щодо порядку та швидкості певних джерел живлення.
2. Переконайтеся, що всі частоти тактового сигналу працюють належним чином і немає немонотонних проблем на фронтах сигналу.
3. Перевірте, чи відповідає сигнал скидання вимогам специфікації.Якщо все це в нормі, мікросхема повинна видавати сигнал першого циклу (такту).Далі виконайте налагодження за принципом роботи системи та протоколом шини.
22. Коли розмір друкованої плати є фіксованим, якщо в проекті потрібно розмістити більше функцій, часто необхідно збільшити щільність траси друкованої плати, але це може призвести до посилення взаємної інтерференції трас, а при в той же час, сліди занадто тонкі, щоб збільшити імпеданс.Його не можна знизити, будь ласка, експерти познайомтеся з навичками високошвидкісного (≥100 МГц) дизайну друкованих плат високої щільності?
При розробці високошвидкісних і високощільних друкованих плат слід приділяти особливу увагу перехресним перешкодам, оскільки вони мають великий вплив на синхронізацію та цілісність сигналу.
Ось кілька речей, на які варто звернути увагу:
Контролюйте безперервність і узгодження хвильового опору.
Розмір інтервалу між слідами.Як правило, інтервал, який часто можна побачити, вдвічі перевищує ширину лінії.Вплив інтервалу траси на синхронізацію та цілісність сигналу можна дізнатися за допомогою моделювання, а також можна знайти мінімально допустимий інтервал.Результати можуть відрізнятися від чіпа до чіпа.
Виберіть відповідний спосіб завершення.
Уникайте однакового напрямку слідів на верхніх і нижніх суміжних шарах або навіть накладання верхніх і нижніх слідів, оскільки цей вид перехресних перешкод є більшим, ніж у сусідніх слідів на тому самому шарі.
Використовуйте сліпі/закопані переходи, щоб збільшити площу трасування.Але вартість виготовлення друкованої плати зросте.Дійсно, важко досягти повної паралельності та однакової довжини в реальній реалізації, але все одно необхідно робити це якомога більше.
Крім того, можна зарезервувати диференціальне завершення та завершення загального режиму для пом’якшення впливу на синхронізацію та цілісність сигналу.
23. Фільтр в аналоговому джерелі живлення часто є схемою LC.Але чому іноді LC фільтрує менш ефективно, ніж RC?
Порівняння ефектів LC- і RC-фільтрів має брати до уваги, чи відповідний діапазон частот, який потрібно відфільтрувати, і вибір значення індуктивності.Тому що індуктивний опір (реактивний опір) котушки індуктивності пов’язаний зі значенням індуктивності та частотою.
Якщо шумова частота джерела живлення низька, а значення індуктивності недостатньо велике, ефект фільтрації може бути не таким хорошим, як RC.Однак ціна, яку потрібно заплатити за використання RC-фільтрації, полягає в тому, що сам резистор розсіює потужність, є менш ефективним і звертає увагу на те, яку потужність може витримати вибраний резистор.
24. Який спосіб вибору значення індуктивності та ємності при фільтрації?
Окрім частоти шуму, яку потрібно відфільтрувати, вибір значення індуктивності також враховує здатність відгуку миттєвого струму.Якщо вихідна клема LC має можливість миттєво видавати великий струм, занадто велике значення індуктивності перешкоджатиме швидкості великого струму, що протікає через котушку індуктивності, і збільшить пульсаційний шум.Значення ємності пов’язане з розміром допустимого значення пульсаційного шуму.
Чим менше вимога до значення шуму пульсацій, тим більше значення конденсатора.ESR/ESL конденсатора також матиме вплив.Крім того, якщо LC розміщено на виході комутаційної регулюючої потужності, необхідно також звернути увагу на вплив полюса/нуля, створених LC, на стабільність контуру керування негативним зворотним зв’язком..
25. Як максимально відповідати вимогам електромагнітної сумісності, не спричиняючи надмірного тиску витрат?
Підвищення вартості через електромагнітну сумісність на друкованій платі зазвичай пов’язане зі збільшенням кількості шарів заземлення для посилення ефекту екранування та додаванням феритових кульок, дроселів та інших пристроїв придушення високочастотних гармонік.Крім того, зазвичай необхідно співпрацювати з екрануючими структурами на інших механізмах, щоб уся система відповідала вимогам ЕМС.Нижче наведено лише кілька порад щодо дизайну друкованої плати, щоб зменшити ефект електромагнітного випромінювання, створюваного схемою.
Виберіть пристрій із нижчою швидкістю наростання, наскільки це можливо, щоб зменшити високочастотні компоненти, створювані сигналом.
Зверніть увагу на розташування високочастотних компонентів, не надто близько до зовнішніх роз'ємів.
Зверніть увагу на узгодження імпедансу високошвидкісних сигналів, шар проводки та шлях зворотного струму (шлях зворотного струму), щоб зменшити високочастотне відображення та випромінювання.
Розмістіть достатню кількість відповідних розв’язувальних конденсаторів на контактах живлення кожного пристрою, щоб зменшити шум на площинах живлення та заземлення.Зверніть особливу увагу на те, чи відповідають АЧХ і температурні характеристики конденсатора проектним вимогам.
Заземлення біля зовнішнього роз’єму може бути належним чином відокремлено від пласта, а заземлення роз’єму має бути з’єднане із заземленням шасі поблизу.
Належним чином використовуйте захисні/шунтові лінії поруч із особливо високошвидкісними сигналами.Але зверніть увагу на вплив захисних / шунтових слідів на характеристичний опір сліду.
Енергетичний шар знаходиться на 20H всередину, ніж пласт, а H є відстанню між енергетичним шаром і пластом.
26. Якщо на одній платі друкованої плати є кілька цифрових/аналогових функціональних блоків, загальною практикою є розділення цифрової/аналогової землі.В чому причина?
Причина розділення цифрового/аналогового заземлення полягає в тому, що цифрова схема генеруватиме шум на джерелі живлення та землі під час перемикання між високим і низьким потенціалами.Величина шуму пов'язана зі швидкістю сигналу та величиною струму.Якщо площина заземлення не розділена, а шум, створюваний ланцюгом у цифровій зоні, великий, а ланцюг в аналоговій зоні дуже близький, то навіть якщо цифровий і аналоговий сигнали не перетинаються, аналоговий сигнал все одно матиме перешкоди. від шуму землі.Тобто метод нерозділення цифрових і аналогових заземлень можна використовувати лише тоді, коли область аналогового ланцюга знаходиться далеко від області цифрового ланцюга, яка генерує великий шум.
27. Інший підхід полягає в тому, щоб переконатися, що цифрова/аналогова окрема схема та лінії цифрового/аналогового сигналу не перетинаються одна з одною, уся друкована плата не розділена, а цифрова/аналогова земля підключена до цієї площини заземлення.В чому справа?
Вимога, згідно з якою траси цифрово-аналогового сигналу не можуть перетинатися, пов’язана з тим, що шлях зворотного струму (шлях зворотного струму) трохи швидшого цифрового сигналу намагатиметься повернутися до джерела цифрового сигналу вздовж землі біля дна траси.хрест, шум, створений зворотним струмом, з’явиться в області аналогового кола.
28. Як розглянути проблему узгодження імпедансу при проектуванні принципової схеми високошвидкісної конструкції друкованої плати?
При проектуванні високошвидкісних схем друкованих плат узгодження імпедансу є одним із елементів конструкції.Значення імпедансу має абсолютний зв’язок із методом маршрутизації, таким як ходьба по поверхневому шару (мікросмужковий) або внутрішній шар (полоскова/подвійна смугова лінія), відстань від опорного шару (шар живлення або шар заземлення), ширина сліду, друкована плата матеріал тощо. Обидва впливатимуть на значення характеристичного опору траси.
Тобто значення імпедансу можна визначити лише після підключення.Загальне програмне забезпечення моделювання не зможе розглянути деякі умови проводки з переривчастим опором через обмеження моделі лінії або використаного математичного алгоритму.На даний момент на принциповій схемі можна зарезервувати лише деякі термінатори (термінатори), наприклад послідовні резистори.щоб пом'якшити вплив розривів імпедансу траси.Справжнім фундаментальним рішенням проблеми є намагання уникнути розриву імпедансу під час підключення.
29. Де я можу надати більш точну бібліотеку моделей IBIS?
Точність моделі IBIS безпосередньо впливає на результати моделювання.По суті, IBIS можна розглядати як дані електричних характеристик еквівалентної схеми фактичного буфера вводу/виводу мікросхеми, які, як правило, можна отримати шляхом перетворення моделі SPICE, а дані SPICE мають абсолютний зв’язок із виробництвом мікросхеми, тому один і той же пристрій випускається різними виробниками мікросхем.Дані в SPICE відрізняються, і дані в перетвореній моделі IBIS також будуть відрізнятися відповідно.
Тобто, якщо використовуються пристрої виробника А, лише вони мають можливість надати точні модельні дані своїх пристроїв, оскільки ніхто інший не знає краще за них, за яким процесом виготовлено їхні пристрої.Якщо IBIS, наданий виробником, є неточним, єдине рішення — постійно просити виробника вдосконалюватися.
30. Під час проектування високошвидкісних друкованих плат, з яких аспектів розробники повинні враховувати правила EMC та EMI?
Загалом при розробці електромагнітних завад та електромагнітної сумісності необхідно враховувати як випромінювані, так і кондуктивні аспекти.Перший відноситься до високочастотної частини (≥30 МГц), а останній належить до нижчої (≤30 МГц).
Тож ви не можете просто звернути увагу на високу частоту та ігнорувати низькочастотну частину.Хороший дизайн EMI/EMC повинен враховувати положення пристрою, розташування стека друкованих плат, спосіб важливих з’єднань, вибір пристрою тощо на початку макета.Якщо заздалегідь немає кращої домовленості, це можна вирішити пізніше. Це призведе до отримання удвічі більшого результату з половиною зусиль і збільшення вартості.
Наприклад, положення тактового генератора не повинно бути якомога ближче до зовнішнього роз'єму, високошвидкісний сигнал повинен надходити на внутрішній рівень якомога далі, і звертайте увагу на безперервність узгодження характеристичного опору та еталонний рівень, щоб зменшити відображення, а нахил (швидкість наростання) сигналу, який надсилає пристрій, має бути якомога меншим, щоб зменшити високий. Вибираючи розв’язувальний/обхідний конденсатор, зверніть увагу на те, чи відповідає його частотна характеристика вимогам щодо зменшення шум силового літака.
Крім того, зверніть увагу на зворотний шлях струму високочастотного сигналу, щоб зробити площу петлі якомога меншою (тобто опір петлі якомога меншим), щоб зменшити випромінювання.Також можна контролювати діапазон високочастотного шуму шляхом поділу утворення.Нарешті, правильно виберіть точку заземлення друкованої плати та корпусу (заземлення шасі).
31. Як вибрати засоби EDA?
У поточному програмному забезпеченні проектування друкованих плат термічний аналіз не є сильною стороною, тому не рекомендується його використовувати.Для інших функцій 1.3.4 ви можете вибрати PADS або Cadence, а співвідношення продуктивності та ціни хороше.Початківці в проектуванні PLD можуть використовувати інтегроване середовище, надане виробниками мікросхем PLD, а одноточкові інструменти можуть бути використані при проектуванні більше одного мільйона вентилів.
32. Будь ласка, порекомендуйте програмне забезпечення EDA, придатне для високошвидкісної обробки та передачі сигналу.
Для проектування звичайних схем PADS від INNOVEDA дуже хороші, і є відповідне програмне забезпечення для моделювання, і цей тип конструкції часто становить 70% додатків.Для проектування високошвидкісних схем, аналогових і цифрових змішаних схем рішення Cadence має бути програмним забезпеченням з кращою продуктивністю та ціною.Звичайно, продуктивність Mentor залишається дуже хорошою, особливо його керування процесом проектування повинно бути найкращим.
33. Пояснення значення кожного шару друкованої плати
Topoverlay — назва пристрою верхнього рівня, який також називають верхнім шовкографією або легендою верхнього компонента, наприклад R1 C5,
IC10.bottomoverlay—так само багатошаровий—–Якщо ви розробляєте 4-шарову плату, ви розміщуєте вільну прокладку або через, визначите її як багатошарову, тоді її прокладка автоматично з’явиться на 4-х шарах, якщо ви визначите її лише як верхній шар, тоді його майданчик з’явиться лише на верхньому шарі.
34. На які аспекти слід звернути увагу при проектуванні, прокладці та компонуванні високочастотних друкованих плат понад 2G?
Високочастотні друковані плати понад 2G належать до конструкції радіочастотних схем і не входять до сфери обговорення високошвидкісної цифрової схеми.Компонування та маршрутизацію радіочастотного ланцюга слід розглядати разом із принциповою схемою, оскільки компонування та маршрутизація призведе до розподілу.
Крім того, деякі пасивні пристрої в схемах радіочастот реалізовані через параметричне визначення та мідну фольгу спеціальної форми.Тому інструменти EDA потрібні для створення параметричних пристроїв і редагування спеціальної форми мідної фольги.
Boardstation від Mentor має спеціальний RF модуль розробки, який відповідає цим вимогам.Крім того, загальне радіочастотне проектування вимагає спеціальних інструментів для аналізу радіочастотних ланцюгів, найвідомішим у галузі є eesoft від Agilent, який має хороший інтерфейс із інструментами Mentor.
35. Для високочастотного дизайну друкованої плати вище 2G, яким правилам слід дотримуватися дизайну мікросмужкових?
Для проектування радіочастотних мікросмужкових ліній необхідно використовувати інструменти 3D аналізу поля для отримання параметрів лінії передачі.Усі правила мають бути вказані в цьому інструменті вилучення полів.
36. Для друкованої плати з усіма цифровими сигналами на платі є джерело тактової частоти 80 МГц.На додаток до використання дротяної сітки (заземлення), який тип схеми слід використовувати для захисту, щоб забезпечити достатню здатність керування?
Щоб забезпечити здатність годинника керувати, він не повинен бути реалізований через захист.Як правило, годинник використовується для керування чіпом.Загальне занепокоєння щодо можливостей тактового приводу викликане кількома навантаженнями тактового генератора.Мікросхема тактового драйвера використовується для перетворення одного тактового сигналу в кілька, і використовується з’єднання «точка-точка».Під час вибору чіпа драйвера, окрім забезпечення того, що він в основному відповідає навантаженню, а фронт сигналу відповідає вимогам (загалом, тактовий сигнал є сигналом, ефективним по краю), під час розрахунку системного часу затримка годинника в драйвері чіп треба брати до уваги.
37. Якщо використовується окрема плата тактового сигналу, який тип інтерфейсу зазвичай використовується для забезпечення меншого впливу на передачу тактового сигналу?
Чим коротший тактовий сигнал, тим менший ефект лінії передачі.Використання окремої плати тактового сигналу збільшить довжину маршрутизації сигналу.І наземне живлення плати також є проблемою.Для передачі на великі відстані рекомендується використовувати диференціальні сигнали.Розмір L може відповідати вимогам до ємності накопичувача, але ваш годинник не надто швидкий, це не обов’язково.
38, 27M, тактова лінія SDRAM (80M-90M), друга і третя гармоніки цих тактових ліній знаходяться лише в діапазоні VHF, і перешкоди є дуже великими після надходження високої частоти з приймального кінця.Крім скорочення довжини лінії, які ще хороші способи?
Якщо третя гармоніка велика, а друга гармоніка мала, це може бути тому, що шпаруватість сигналу становить 50%, оскільки в цьому випадку сигнал не має парних гармонік.У цей час необхідно змінити робочий цикл сигналу.Крім того, якщо тактовий сигнал є односпрямованим, зазвичай використовується узгодження вихідного кінцевого ряду.Це пригнічує вторинні відбиття, не впливаючи на частоту фронту синхронізації.Значення відповідності на кінці джерела можна отримати за допомогою формули на малюнку нижче.
39. Яка топологія електропроводки?
Топологія, деякі також називають порядком маршрутизації.Для порядку підключення багатопортової підключеної мережі.
40. Як налаштувати топологію проводки для покращення цілісності сигналу?
Такий напрямок мережевого сигналу складніший, оскільки для односторонніх, двосторонніх сигналів і сигналів різних рівнів топологія має різні впливи, і важко сказати, яка топологія є вигідною для якості сигналу.Більше того, під час попереднього моделювання інженерам дуже важливо визначити, яку топологію використовувати, і вимагає розуміння принципів схеми, типів сигналів і навіть труднощів підключення.
41. Як зменшити проблеми електромагнітних перешкод, організувавши стек?
Перш за все, EMI слід розглядати з боку системи, і сама друкована плата не може вирішити проблему.Щодо EMI, я вважаю, що стекування головним чином покликане забезпечити найкоротший шлях повернення сигналу, зменшити зону зв’язку та придушити перешкоди диференціального режиму.Крім того, заземлюючий рівень і рівень живлення тісно пов’язані, а розширення відповідно більше, ніж рівень живлення, що добре для придушення синфазних перешкод.
42. Чому закладена мідь?
Взагалі, причин для укладання міді кілька.
1. ЕМС.Для заземлення великої площі або міді джерела живлення вона відіграватиме роль екранування, а деякі спеціальні, такі як PGND, відіграватимуть захисну роль.
2. Вимоги до процесу PCB.Як правило, щоб забезпечити ефект гальванічного покриття або ламінування без деформації, мідь укладається на шар друкованої плати з меншою кількістю проводів.
3. Вимоги до цілісності сигналу, надайте високочастотним цифровим сигналам повний зворотний шлях і зменшіть кількість проводів мережі постійного струму.Звичайно, також є причини для розсіювання тепла, установка спеціального пристрою вимагає мідної прокладки і так далі.
43. У системі включені dsp і pld, на які проблеми слід звернути увагу при підключенні?
Подивіться на співвідношення швидкості сигналу до довжини проводки.Якщо затримка сигналу на лінії передачі порівнянна з часом фронту зміни сигналу, слід розглянути проблему цілісності сигналу.Крім того, для кількох DSP топологія маршрутизації тактового сигналу та сигналу даних також впливатиме на якість сигналу та синхронізацію, що потребує уваги.
44. Крім проводки інструменту protel, чи існують інші хороші інструменти?
Щодо інструментів, крім PROTEL, існує багато інструментів для підключення, таких як WG2000 від MENTOR, серії EN2000 і powerpcb, allegro від Cadence, cadstar від zuken, cr5000 тощо, кожен із яких має свої сильні сторони.
45. Що таке «шлях повернення сигналу»?
Зворотний шлях сигналу, тобто зворотний струм.Коли передається високошвидкісний цифровий сигнал, сигнал проходить від драйвера по лінії передачі друкованої плати до навантаження, а потім навантаження повертається до кінця драйвера вздовж землі або джерела живлення через найкоротший шлях.
Цей зворотний сигнал на землю або джерело живлення називається зворотним шляхом сигналу.Доктор Джонсон пояснив у своїй книзі, що передача високочастотного сигналу насправді є процесом заряджання діелектричної ємності між лінією передачі та шаром постійного струму.SI аналізує електромагнітні властивості цього корпусу та зв’язок між ними.
46. Як провести аналіз SI на з'єднувачах?
У специфікації IBIS3.2 є опис моделі роз'єму.Зазвичай використовують модель EBD.Якщо це спеціальна плата, наприклад об’єднавча плата, потрібна модель SPICE.Ви також можете використовувати програмне забезпечення моделювання кількох плат (HYPERLYNX або IS_multiboard).Під час побудови багатоплатної системи введіть параметри розподілу роз’ємів, які, як правило, отримані з посібника з роз’єму.Звичайно, цей метод не буде достатньо точним, але поки він знаходиться в допустимих межах.
47. Які є способи припинення?
Термінація (термінал), також відома як відповідність.Загалом, відповідно до позиції збігу, він поділяється на активний кінцевий збіг і кінцевий збіг.Серед них узгодження джерела, як правило, є узгодженням послідовності резисторів, а узгодження клем, як правило, є паралельним узгодженням.Існує багато способів, включаючи підтягування резистора, ослаблення резистора, узгодження Тевеніна, узгодження змінного струму та узгодження діода Шотткі.
48. Які фактори визначають спосіб припинення (узгодження)?
Метод узгодження зазвичай визначається характеристиками БУФЕРА, умовами топології, типами рівнів і методами оцінки, а також слід враховувати робочий цикл сигналу та енергоспоживання системи.
49. Які існують правила способу припинення (відповідності)?
Найбільш критичною проблемою в цифрових схемах є проблема синхронізації.Метою додавання відповідності є покращення якості сигналу та отримання сигналу, який можна визначити в момент оцінки.Для ефективних сигналів рівня якість сигналу є стабільною за умови забезпечення встановлення та часу утримання;для ефективних сигналів із затримкою, за умови забезпечення монотонності затримки сигналу, швидкість затримки зміни сигналу відповідає вимогам.У підручнику з продукту Mentor ICX є певний матеріал щодо відповідності.
Крім того, у «High Speed Digital design a hand book of blackmagic» є розділ, присвячений терміналу, який описує роль узгодження цілісності сигналу за принципом електромагнітних хвиль, який можна використовувати для довідки.
50. Чи можу я використовувати модель пристрою IBIS для імітації логічної функції пристрою?Якщо ні, то як можна виконати моделювання схеми на рівні плати та на рівні системи?
Моделі IBIS є моделями поведінкового рівня і не можуть використовуватися для функціонального моделювання.Для функціонального моделювання потрібні моделі SPICE або інші моделі структурного рівня.
51. У системі, де співіснують цифровий і аналоговий, є два методи обробки.Один полягає в тому, щоб відокремити цифрову землю від аналогової.Намистини підключені, але джерело живлення не відокремлено;інший полягає в тому, що аналогове джерело живлення та цифрове джерело живлення розділені та з’єднані з FB, а земля є єдиною землею.Я хотів би запитати пана Лі, чи ефект від цих двох методів однаковий?
Варто сказати, що в принципі це однаково.Оскільки потужність і заземлення еквівалентні високочастотним сигналам.
Метою розрізнення між аналоговими та цифровими частинами є запобігання перешкодам, головним чином перешкодам цифрових схем аналоговим схемам.Однак сегментація може призвести до неповного зворотного шляху сигналу, що вплине на якість цифрового сигналу та якість електромагнітної сумісності системи.
Таким чином, незалежно від того, яку площину розділити, це залежить від того, чи розширено зворотний шлях сигналу та наскільки зворотний сигнал заважає нормальному робочому сигналу.Зараз також є деякі змішані конструкції, незалежно від джерела живлення та заземлення, під час планування розділяйте схему та проводку відповідно до цифрової частини та аналогової частини, щоб уникнути міжрегіональних сигналів.
52. Правила безпеки: які конкретні значення FCC та EMC?
FCC: федеральна комісія зі зв’язку Американська комісія зі зв’язку
EMC: електромагнітна сумісність електромагнітна сумісність
FCC – це організація зі стандартизації, EMC – це стандарт.Існують відповідні причини, стандарти та методи випробувань для оприлюднення стандартів.
53. Що таке диференціальний розподіл?
Диференціальні сигнали, деякі з яких також називають диференціальними сигналами, використовують два ідентичні сигнали протилежної полярності для передачі одного каналу даних і покладаються на різницю рівнів двох сигналів для оцінки.Щоб переконатися, що два сигнали повністю узгоджені, вони повинні бути паралельними під час проводки, а ширина лінії та міжрядковий інтервал залишаються незмінними.
54. Що таке програмне забезпечення для моделювання друкованих плат?
Існує багато типів моделювання, аналіз цілісності високошвидкісного цифрового сигналу, аналіз симуляції (SI). Зазвичай використовуються програмні засоби icx, signalvision, hyperlynx, XTK, spectraquest тощо. Деякі також використовують Hspice.
55. Як програмне забезпечення для моделювання друкованих плат виконує моделювання LAYOUT?
У високошвидкісних цифрових схемах, щоб покращити якість сигналу та зменшити складність підключення, зазвичай використовуються багатошарові плати для призначення спеціальних рівнів живлення та рівнів заземлення.
56. Як впоратися з компонуванням і проводкою, щоб забезпечити стабільність сигналів вище 50M
Ключ до високошвидкісної проводки цифрового сигналу полягає в зменшенні впливу ліній передачі на якість сигналу.Тому компонування високошвидкісних сигналів понад 100 М вимагає, щоб сигнальні траси були якомога коротшими.У цифрових схемах високошвидкісні сигнали визначаються часом затримки наростання сигналу.Крім того, різні типи сигналів (такі як TTL, GTL, LVTTL) мають різні методи забезпечення якості сигналу.
57. Радіочастотна частина зовнішнього блоку, частина проміжної частоти і навіть частина низькочастотної схеми, яка контролює зовнішній блок, часто розгортаються на одній друкованій платі.Які вимоги до матеріалу такої друкованої плати?Як запобігти перешкодам один одному РЧ, ПЧ і навіть низькочастотні схеми?
Дизайн гібридної схеми є великою проблемою.Важко знайти ідеальне рішення.
Як правило, радіочастотний ланцюг прокладений і з’єднаний як незалежна одиночна плата в системі, і навіть є спеціальна екрануюча порожнина.Крім того, радіочастотна схема, як правило, є односторонньою або двосторонньою, і схема є відносно простою, і всі вони мають зменшити вплив на параметри розподілу радіочастотної схеми та покращити послідовність радіочастотної системи.
Порівняно зі звичайним матеріалом FR4, радіочастотні друковані плати, як правило, використовують підкладки з високою добротністю.Діелектрична проникність цього матеріалу відносно невелика, розподілена ємність лінії передачі мала, повний опір високий, а затримка передачі сигналу мала.У гібридній схемотехніці, хоча радіочастотні та цифрові схеми побудовані на одній друкованій платі, вони зазвичай поділяються на зону радіочастотної схеми та область цифрової схеми, які розміщуються та підключаються окремо.Використовуйте заземлюючі отвори та екрануючі коробки між ними.
58. Що стосується радіочастотної частини, частина проміжної частоти та частина низькочастотної схеми розгорнуті на одній друкованій платі, яке рішення має наставник?
Програмне забезпечення для системного проектування на рівні плати Mentor, крім основних функцій проектування схем, також має спеціальний RF модуль проектування.У модулі проектування схем RF надається параметризована модель пристрою, а також надається двонаправлений інтерфейс із інструментами аналізу та моделювання радіочастотних схем, такими як EESOFT;у модулі RF LAYOUT передбачена функція редагування шаблону, яка спеціально використовується для компонування та підключення радіочастотних схем, а також є двосторонній інтерфейс інструментів аналізу та моделювання радіочастотних схем, таких як EESOFT, які можуть зворотно позначати результати аналізу та моделювання назад до принципової діаграми та друкованої плати.
У той же час, використовуючи функцію управління проектуванням програмного забезпечення Mentor, можна легко реалізувати повторне використання дизайну, похідне проектування та спільне проектування.Значно прискорює процес проектування гібридної схеми.Плата мобільного телефону є типовою змішаною схемою, і багато великих виробників мобільних телефонів використовують Mentor і eesoft Angelon як платформу для розробки.
59. Яка структура продукту Mentor?
Інструменти PCB Mentor Graphics включають серії WG (раніше veribest) і Enterprise (boardstation).
60. Як програмне забезпечення для проектування друкованих плат Mentor підтримує BGA, PGA, COB та інші пакети?
Autoactive RE Mentor, розроблений після придбання Veribest, є першим у галузі безмережевим маршрутизатором із будь-яким кутом.Як ми всі знаємо, для масивів кулькових сіток ключем до визначення швидкості маршрутизації є пристрої COB, безконтактні та будь-які кутові маршрутизатори.В останній автоматично активній RE такі функції, як проштовхування переходів, мідна фольга, REROUTE тощо, були додані, щоб зробити його більш зручним у застосуванні.Крім того, він підтримує високошвидкісну маршрутизацію, включаючи маршрутизацію сигналів і диференціальну парну маршрутизацію з вимогами до затримки часу.
61. Як програмне забезпечення для проектування друкованих плат Mentor обробляє диференціальні пари ліній?
Після того, як програмне забезпечення Mentor визначає властивості диференціальної пари, дві диференціальні пари можуть бути маршрутизовані разом, і суворо гарантується ширина лінії, інтервал і довжина диференціальної пари.Їх можна автоматично відокремити при зустрічі з перешкодами, а метод переходу можна вибрати під час зміни шарів.
62. На 12-шаровій друкованій платі є три шари джерела живлення 2,2 В, 3,3 В, 5 В, і кожен із трьох джерел живлення знаходиться на одному рівні.Як бути з проводом заземлення?
Загалом, три джерела живлення розташовані відповідно на третьому поверсі, що краще для якості сигналу.Тому що малоймовірно, що сигнал буде розділений на рівні рівні.Перехресна сегментація є критичним фактором, що впливає на якість сигналу, який зазвичай ігнорується програмним забезпеченням моделювання.Для площин потужності та площин заземлення це еквівалентно для високочастотних сигналів.На практиці, окрім розгляду якості сигналу, слід враховувати фактори зв’язку площини потужності (використання сусідньої площини заземлення для зменшення імпедансу змінного струму площини потужності) і симетрії стекування.
63. Як перевірити, чи відповідає друкована плата вимогам процесу проектування, коли вона виходить із заводу?
Багато виробників друкованих плат повинні пройти перевірку безперервності мережі під час увімкнення живлення до завершення обробки друкованої плати, щоб переконатися, що всі з’єднання правильні.У той же час все більше і більше виробників також використовують рентгенівське тестування для перевірки деяких несправностей під час травлення або ламінування.
Для готової плати після обробки латок зазвичай використовується тестова перевірка ІКТ, яка вимагає додавання тестових точок ІКТ під час проектування друкованої плати.У разі виникнення проблеми також можна використовувати спеціальний рентгенівський пристрій, щоб виключити, чи несправність викликана обробкою.
64. Чи є «захист механізму» захистом корпусу?
Так.Корпус має бути якомога щільнішим, використовувати менше або взагалі не використовувати струмопровідні матеріали та бути максимально заземленим.
65. Чи необхідно враховувати проблему esd самого чіпа при виборі чіпа?
Будь то двошарова дошка або багатошарова дошка, площа землі повинна бути максимально збільшена.При виборі чіпа слід враховувати характеристики ESD самого чіпа.Зазвичай вони згадуються в описі чіпа, і навіть продуктивність одного чіпа від різних виробників буде різною.
Приділіть більше уваги дизайну та розгляньте його більш комплексно, і продуктивність друкованої плати буде певною мірою гарантована.Але проблема ESD все ще може виникнути, тому захист організації також дуже важливий для захисту ESD.
66. При виготовленні друкованої плати, щоб зменшити перешкоди, дріт заземлення повинен утворювати закриту форму?
При виготовленні друкованих плат, взагалі кажучи, необхідно зменшити площу шлейфу, щоб зменшити перешкоди.При прокладанні заземлюючого проводу його слід прокладати не в замкнутому вигляді, а в дендритній формі.Площа землі.
67. Якщо емулятор використовує одне джерело живлення, а плата друкованої плати використовує одне джерело живлення, чи повинні заземлення двох джерел живлення з’єднуватися разом?
Було б краще, якщо можна було б використовувати окреме джерело живлення, оскільки створити перешкоди між джерелами живлення нелегко, але більшість обладнання має особливі вимоги.Оскільки емулятор і друкована плата використовують два джерела живлення, я не думаю, що вони повинні мати одну землю.
68. Схема складається з кількох друкованих плат.Чи повинні вони ділити землю?
Схема складається з кількох друкованих плат, більшість із яких вимагає спільного заземлення, оскільки непрактично використовувати кілька джерел живлення в одній схемі.Але якщо у вас є особливі умови, ви можете використовувати інший блок живлення, звичайно, перешкод буде менше.
69. Розробіть дизайн портативного виробу з РК-дисплеєм і металевою оболонкою.Під час тестування ESD він не може пройти тест ICE-1000-4-2, CONTACT може пройти лише 1100 В, а AIR може пройти 6000 В.Під час випробування на зв’язок електростатичного розряду горизонтальна лінія може передавати лише 3000 В, а вертикальна – 4000 В.Частота процесора становить 33 МГц.Чи є спосіб пройти ESD тест?
Портативні пристрої мають металевий корпус, тому проблеми з електростатичним розрядом мають бути більш очевидними, а РК-дисплеї також можуть мати більш несприятливі явища.Якщо немає можливості змінити наявний металевий матеріал, рекомендується додати всередину механізму антиелектричний матеріал, щоб посилити заземлення друкованої плати, і в той же час знайти спосіб заземлення РК-дисплея.Звичайно, як діяти, залежить від конкретної ситуації.
70. Які аспекти ESD слід враховувати при проектуванні системи, що містить DSP і PLD?
Що стосується загальної системи, слід в основному враховувати частини, які безпосередньо контактують з тілом людини, і відповідний захист повинен бути здійснений на схемі та механізмі.Що стосується впливу ESD на систему, це залежить від різних ситуацій.
Час публікації: 19 березня 2023 р