PCB (печатная плата), китайское название печатной платы, также известной как печатная плата, является важным электронным компонентом, опорой для электронных компонентов и носителем для электрических соединений электронных компонентов.Поскольку она изготовлена с использованием электронной печати, ее называют «печатной» платой.
1. Как выбрать печатную плату?
Выбор печатной платы должен обеспечивать баланс между соблюдением требований к дизайну, массовым производством и стоимостью.Требования к конструкции включают как электрические, так и механические компоненты.Обычно этот вопрос материала более важен при проектировании очень высокоскоростных печатных плат (частота выше ГГц).
Например, широко используемый сегодня материал FR-4 может оказаться непригодным, поскольку диэлектрические потери на частоте в несколько ГГц будут сильно влиять на затухание сигнала.Что касается электричества, то необходимо обратить внимание на то, подходят ли диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость) и диэлектрические потери для расчетной частоты.
2. Как избежать высокочастотных помех?
Основная идея предотвращения высокочастотных помех состоит в том, чтобы свести к минимуму интерференцию высокочастотных сигнальных электромагнитных полей, которая представляет собой так называемые перекрестные помехи (Crosstalk).Вы можете увеличить расстояние между высокоскоростным сигналом и аналоговым сигналом или добавить наземные защитные/шунтирующие дорожки рядом с аналоговым сигналом.Также обратите внимание на шумовые помехи цифрового заземления аналоговому заземлению.
3. Как решить проблему целостности сигнала в высокоскоростном дизайне?
Целостность сигнала в основном зависит от согласования импеданса.Факторы, влияющие на согласование импеданса, включают структуру и выходное сопротивление источника сигнала, характеристическое сопротивление трассы, характеристики конца нагрузки и топологию трассы.Решение состоит в том, чтобы положиться на заделку и настроить топологию проводки.
4. Как реализуется дифференциальный метод распределения?
Есть два момента, на которые следует обратить внимание при подключении дифференциальной пары.Во-первых, длина двух строк должна быть максимально возможной.Существует два параллельных способа: один состоит в том, что две линии проходят по одному и тому же слою проводки (бок о бок), а другой заключается в том, что две линии проходят по верхнему и нижнему соседним слоям (сверху вниз).Как правило, первое бок о бок (бок о бок, бок о бок) используется по-разному.
5. Как реализовать дифференциальную проводку для линии тактового сигнала только с одним выходным терминалом?
Для использования дифференциального подключения имеет смысл только то, что источник и приемник сигнала являются дифференциальными сигналами.Поэтому невозможно использовать дифференциальную проводку для тактового сигнала только с одним выходом.
6. Можно ли добавить согласующий резистор между парами дифференциальных линий на приемном конце?
Согласующее сопротивление между парами дифференциальных линий на приемном конце обычно добавляется, и его значение должно быть равно значению дифференциального сопротивления.Таким образом, качество сигнала будет лучше.
7. Почему разводка дифференциальных пар должна быть близкой и параллельной?
Маршрутизация дифференциальных пар должна быть надлежащим образом близкой и параллельной.Так называемая правильная близость связана с тем, что расстояние будет влиять на значение дифференциального сопротивления, которое является важным параметром для проектирования дифференциальной пары.Необходимость параллелизма обусловлена также необходимостью поддержания постоянства дифференциального импеданса.Если две линии расположены далеко или близко, дифференциальный импеданс будет непостоянным, что повлияет на целостность сигнала (целостность сигнала) и временную задержку (временную задержку).
8. Как справиться с некоторыми теоретическими конфликтами в реальной проводке
В принципе, правильно разделить аналоговую/цифровую землю.Следует отметить, что дорожки сигнала не должны максимально пересекать место разделения (ров), а путь обратного тока (путь обратного тока) источника питания и сигнала не должен становиться слишком большим.
Кварцевый генератор представляет собой аналоговую схему генерации с положительной обратной связью.Чтобы иметь стабильный колебательный сигнал, он должен соответствовать спецификациям усиления контура и фазы.Однако характеристика колебаний этого аналогового сигнала легко нарушается, и даже добавление трасс наземной защиты не сможет полностью изолировать помехи.И если он слишком далеко, шум на заземляющем слое также повлияет на цепь колебаний с положительной обратной связью.Поэтому расстояние между кварцевым генератором и микросхемой должно быть как можно меньше.
Действительно, существует множество противоречий между высокоскоростной маршрутизацией и требованиями к электромагнитным помехам.Но основной принцип заключается в том, что резисторы и конденсаторы или ферритовые бусины, добавленные из-за электромагнитных помех, не могут привести к тому, что некоторые электрические характеристики сигнала не будут соответствовать спецификациям.Поэтому лучше всего использовать методы организации проводки и укладки печатных плат для решения или уменьшения проблем с электромагнитными помехами, таких как маршрутизация высокоскоростных сигналов на внутренний слой.Наконец, используйте резисторный конденсатор или ферритовую бусину, чтобы уменьшить повреждение сигнала.
9. Как решить противоречие между ручной разводкой и автоматической разводкой высокоскоростных сигналов?
Большинство автоматических маршрутизаторов более мощного программного обеспечения для маршрутизации теперь имеют ограничения для управления методом маршрутизации и количеством переходных отверстий.Пункты настройки возможностей двигателя намотки и условий ограничений различных компаний ЭДА иногда сильно различаются.
Например, достаточно ли ограничений, чтобы управлять тем, как извиваются змеиные змеи, можно ли контролировать расстояние между дифференциальными парами и так далее.Это повлияет на то, сможет ли метод трассировки, полученный с помощью автоматической трассировки, соответствовать идее проектировщика.
Кроме того, сложность ручной регулировки проводки также имеет абсолютную связь со способностью двигателя намотки.Например, продавливание дорожек, продавливание переходных отверстий и даже продавливание дорожек в медь и т. д. Таким образом, решением является выбор маршрутизатора с мощной намоткой.
10. О тестовых купонах.
Тестовый образец используется для измерения того, соответствует ли характеристическое сопротивление произведенной печатной платы проектным требованиям с помощью TDR (рефлектометра во временной области).Как правило, импеданс, которым нужно управлять, имеет два случая: одиночная линия и дифференциальная пара.Поэтому ширина линии и расстояние между линиями (при наличии дифференциальных пар) на тестовом образце должны быть такими же, как и линии, подлежащие контролю.
Наиболее важным является положение точки заземления при измерении.Чтобы уменьшить значение индуктивности заземляющего провода (заземляющего провода), место заземления рефлектометра (щуп) обычно находится очень близко к месту измерения сигнала (наконечнику щупа).Таким образом, расстояние и метод между точкой измерения сигнала на тестовом образце и точкой заземления должны соответствовать используемому зонду.
11. В конструкции высокоскоростной печатной платы пустая область сигнального слоя может быть покрыта медью, но как медь нескольких сигнальных слоев должна быть распределена по заземлению и источнику питания?
Как правило, большая часть меди в пустой области заземлена.Просто обратите внимание на расстояние между медью и сигнальной линией при нанесении меди рядом с высокоскоростной сигнальной линией, потому что нанесенная медь немного уменьшит волновое сопротивление дорожки.Также будьте осторожны, чтобы не повлиять на волновое сопротивление других слоев, например, в структуре двойной полосковой линии.
12. Можно ли использовать модель микрополосковой линии для расчета характеристического сопротивления сигнальной линии над плоскостью питания?Можно ли рассчитать сигнал между питанием и заземлением с помощью полосковой модели?
Да, и плоскость питания, и плоскость заземления должны рассматриваться как эталонные плоскости при расчете характеристического импеданса.Например, четырехслойная плата: верхний слой-силовой слой-земляной слой-нижний слой.В настоящее время модель характеристического импеданса трассы верхнего слоя представляет собой модель микрополосковой линии с плоскостью питания в качестве плоскости отсчета.
13. В целом, может ли автоматическая генерация контрольных точек с помощью программного обеспечения на печатных платах высокой плотности соответствовать требованиям тестирования массового производства?
Отвечают ли тестовые точки, автоматически сгенерированные общим программным обеспечением, требованиям тестирования, зависит от того, соответствуют ли спецификации добавления контрольных точек требованиям тестового оборудования.Кроме того, если проводка слишком плотная и требования к добавлению контрольных точек относительно строгие, автоматическое добавление контрольных точек к каждому сегменту линии может оказаться невозможным.Конечно, необходимо вручную заполнять тестируемые места.
14. Повлияет ли добавление контрольных точек на качество высокоскоростных сигналов?
Что касается того, повлияет ли это на качество сигнала, то это зависит от способа добавления контрольных точек и скорости сигнала.В принципе, дополнительные контрольные точки (не использующие существующие сквозные или DIP-выводы в качестве контрольных точек) могут быть добавлены к линии или удалены из линии.Первый эквивалентен подключению небольшого конденсатора к сети, а второй — дополнительной ветви.
Эти две ситуации будут влиять на высокоскоростной сигнал в большей или меньшей степени, и степень влияния связана с частотной скоростью сигнала и скоростью фронта сигнала (коэффициентом фронта).Размер воздействия можно узнать с помощью моделирования.В принципе, чем меньше контрольная точка, тем лучше (конечно, она также должна соответствовать требованиям тестируемого оборудования).Чем короче ветка, тем лучше.
15. Несколько печатных плат образуют систему, как должны быть подключены заземляющие провода между платами?
Когда сигнал или питание между различными платами печатных плат соединены друг с другом, например, плата A имеет питание или сигналы, отправленные на плату B, должно быть равное количество тока, протекающего от слоя заземления обратно к плате A (это действующий закон Кирхгофа).
Течение в этой формации найдет место наименьшего сопротивления для обратного течения.Следовательно, количество контактов, назначенных заземляющей плоскости, не должно быть слишком маленьким на каждом интерфейсе, независимо от того, является ли это источником питания или сигналом, чтобы уменьшить импеданс, что может уменьшить шум на заземляющей плоскости.
Кроме того, также можно проанализировать всю токовую петлю, особенно часть с большим током, и скорректировать способ подключения пласта или заземляющего провода для управления протеканием тока (например, создать где-то низкий импеданс, чтобы большая часть тока течет из этих мест), уменьшить влияние на другие более чувствительные сигналы.
16. Можете ли вы представить некоторые зарубежные технические книги и данные по проектированию высокоскоростных печатных плат?
Теперь высокоскоростные цифровые схемы используются в смежных областях, таких как сети связи и калькуляторы.В плане коммуникационных сетей рабочая частота печатной платы достигла ГГц, а количество сложенных слоев, насколько мне известно, достигает 40 слоев.
Приложения, связанные с калькуляторами, также появились благодаря развитию микросхем.Будь то обычный ПК или сервер (Server), максимальная рабочая частота на плате также достигает 400 МГц (например, Rambus).
В ответ на требования к высокоскоростной и высокой плотности маршрутизации постепенно растет спрос на глухие/скрытые переходные отверстия, микропереходные отверстия и технологии наплавки.Эти требования к конструкции доступны для массового производства производителями.
17. Две часто используемые формулы волнового сопротивления:
Микрополосковая линия (микрополосковая линия) Z={87/[sqrt(Er+1,41)]}ln[5,98H/(0,8W+T)], где W — ширина линии, T — толщина меди дорожки, H — Расстояние от дорожки до базовой плоскости, Er — диэлектрическая проницаемость материала печатной платы (диэлектрическая проницаемость).Эту формулу можно применять, только если 0,1≤(W/H)≤2,0 и 1≤(Er)≤15.
Полосковая (полосковая) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0,67π(T+0,8W)]}, где H — расстояние между двумя опорными плоскостями, а трасса расположена посередине две опорные плоскости.Эта формула может применяться только тогда, когда W/H≤0,35 и T/H≤0,25.
18. Можно ли добавить заземляющий провод в середине линии дифференциального сигнала?
Как правило, провод заземления не может быть добавлен в середине дифференциального сигнала.Потому что наиболее важным моментом принципа применения дифференциальных сигналов является использование преимуществ, обеспечиваемых взаимной связью (связью) между дифференциальными сигналами, таких как подавление потока, помехозащищенность и т. д. Если в середине добавляется заземляющий провод, эффект связи будет разрушен.
19. Требуется ли для проектирования гибко-жестких плат специальное программное обеспечение и спецификации?
Гибкая печатная схема (FPC) может быть разработана с помощью общего программного обеспечения для проектирования печатных плат.Также используйте формат Gerber для производства для производителей FPC.
20. Каков принцип правильного выбора точки заземления печатной платы и корпуса?
Принцип выбора точки заземления печатной платы и корпуса заключается в использовании заземления шасси для обеспечения пути обратного тока с низким импедансом (возвратного тока) и управления путем обратного тока.Например, обычно рядом с высокочастотным устройством или тактовым генератором слой земли печатной платы можно соединить с землей шасси с помощью крепежных винтов, чтобы минимизировать площадь всей токовой петли, тем самым уменьшая электромагнитное излучение.
21. С каких аспектов нам следует начать для DEBUG печатной платы?
Что касается цифровых схем, сначала последовательно определите три вещи:
1. Убедитесь, что все значения поставок соответствуют дизайну.Для некоторых систем с несколькими источниками питания могут потребоваться определенные спецификации для порядка и скорости определенных источников питания.
2. Убедитесь, что все частоты тактового сигнала работают правильно и нет немонотонных проблем на фронтах сигнала.
3. Подтвердите, соответствует ли сигнал сброса требованиям спецификации.Если все это в норме, чип должен выдать сигнал первого такта (цикла).Далее отладка по принципу работы системы и протоколу шины.
22. При фиксированном размере печатной платы, если в конструкции необходимо разместить больше функций, часто необходимо увеличить плотность дорожек печатной платы, но это может привести к усилению взаимной интерференции дорожек, а при в то же время дорожки слишком тонкие, чтобы увеличить импеданс.Это не может быть снижено, пожалуйста, эксперты представят навыки в высокоскоростном (≥100 МГц) проектировании печатных плат высокой плотности?
При проектировании высокоскоростных печатных плат с высокой плотностью перекрестных помех следует уделять особое внимание, поскольку они оказывают большое влияние на синхронизацию и целостность сигнала.
Вот несколько вещей, на которые следует обратить внимание:
Контролируйте непрерывность и соответствие волнового сопротивления трассы.
Размер интервала трассировки.Как правило, расстояние, которое часто встречается, в два раза превышает ширину строки.Влияние расстояния между трассами на синхронизацию и целостность сигнала можно узнать с помощью моделирования и найти минимально допустимое расстояние.Результаты могут варьироваться от чипа к чипу.
Выберите подходящий метод прекращения.
Избегайте одинакового направления дорожек на верхнем и нижнем соседних слоях или даже перекрывайте верхние и нижние дорожки, потому что такого рода перекрестные помехи больше, чем перекрестные помехи соседних дорожек на том же слое.
Используйте глухие/скрытые переходные отверстия для увеличения площади трассировки.Но стоимость изготовления печатной платы увеличится.Добиться полного параллелизма и одинаковой длины в реальной реализации действительно сложно, но сделать это по возможности необходимо.
Кроме того, можно зарезервировать дифференциальное и синфазное согласование, чтобы уменьшить влияние на синхронизацию и целостность сигнала.
23. Фильтр аналогового блока питания часто представляет собой LC-контур.Но почему иногда LC фильтрует менее эффективно, чем RC?
При сравнении эффектов LC- и RC-фильтров необходимо учитывать, насколько уместна полоса частот, которую нужно отфильтровать, и выбор значения индуктивности.Потому что индуктивное сопротивление (реактивное сопротивление) катушки индуктивности связано со значением индуктивности и частотой.
Если частота шума источника питания низкая, а значение индуктивности недостаточно велико, эффект фильтрации может быть не таким хорошим, как у RC.Однако цена использования RC-фильтрации заключается в том, что сам резистор рассеивает мощность, менее эффективен и обращает внимание на то, какую мощность может выдержать выбранный резистор.
24. Каков метод выбора значения индуктивности и емкости при фильтрации?
В дополнение к частоте шума, которую вы хотите отфильтровать, при выборе значения индуктивности также учитывается способность отклика мгновенного тока.Если выходная клемма LC имеет возможность мгновенно выводить большой ток, слишком большое значение индуктивности будет препятствовать скорости большого тока, протекающего через индуктор, и увеличивать шум пульсаций.Значение емкости связано с величиной допустимого значения пульсирующего шума.
Чем меньше требуемое значение пульсирующего шума, тем больше емкость конденсатора.ESR/ESL конденсатора также окажут влияние.Кроме того, если LC размещается на выходе импульсного регулятора мощности, необходимо также обратить внимание на влияние полюса/ноля, генерируемого LC, на устойчивость контура управления с отрицательной обратной связью..
25. Как максимально соответствовать требованиям ЭМС, не вызывая чрезмерного давления на затраты?
Увеличение стоимости из-за электромагнитной совместимости на печатной плате обычно связано с увеличением количества слоев заземления для усиления эффекта экранирования и добавлением ферритовых шайб, дросселей и других устройств подавления высокочастотных гармоник.Кроме того, обычно необходимо взаимодействовать с экранирующими конструкциями по другим механизмам, чтобы вся система соответствовала требованиям ЭМС.Ниже приведены лишь несколько советов по проектированию печатной платы, чтобы уменьшить эффект электромагнитного излучения, создаваемого схемой.
Выберите устройство с более низкой скоростью нарастания, насколько это возможно, чтобы уменьшить высокочастотные компоненты, генерируемые сигналом.
Обратите внимание на размещение высокочастотных компонентов, не слишком близко к внешним разъемам.
Обратите внимание на согласование импеданса высокоскоростных сигналов, слой проводки и его путь обратного тока (путь обратного тока), чтобы уменьшить высокочастотное отражение и излучение.
Поместите достаточное количество подходящих развязывающих конденсаторов на выводы питания каждого устройства, чтобы снизить уровень шума на плоскостях питания и заземления.Обратите особое внимание на то, соответствуют ли частотная характеристика и температурные характеристики конденсатора проектным требованиям.
Заземление рядом с внешним разъемом может быть надлежащим образом отделено от формации, а заземление разъема должно быть подключено к заземлению корпуса поблизости.
Надлежащим образом используйте наземные охранные/шунтирующие трассы рядом с некоторыми особенно высокоскоростными сигналами.Но обратите внимание на влияние защитных/шунтирующих дорожек на волновое сопротивление дорожки.
Слой мощности расположен на 20H внутрь пласта, а H — расстояние между слоем мощности и пластом.
26. Когда на одной печатной плате имеется несколько цифровых/аналоговых функциональных блоков, обычной практикой является разделение цифрового/аналогового заземления.Какова причина?
Причина разделения цифрового/аналогового заземления заключается в том, что цифровая схема будет генерировать шум на источнике питания и заземлении при переключении между высоким и низким потенциалами.Величина шума связана со скоростью сигнала и величиной тока.Если плоскость заземления не разделена и шум, создаваемый схемой в цифровой области, велик, а цепь в аналоговой области очень близка, то даже если цифровой и аналоговый сигналы не пересекаются, аналоговый сигнал все равно будет мешать. по шуму земли.То есть метод неразделения цифрового и аналогового заземления можно использовать только тогда, когда область аналоговой цепи находится далеко от области цифровой цепи, создающей большие помехи.
27. Другой подход заключается в обеспечении того, чтобы цифровая/аналоговая отдельная разводка и линии цифровых/аналоговых сигналов не пересекались друг с другом, вся плата печатной платы не была разделена, а цифровое/аналоговое заземление подключалось к этой плоскости заземления.В чем смысл?
Требование, чтобы дорожки цифро-аналогового сигнала не могли пересекаться, связано с тем, что путь обратного тока (путь обратного тока) более быстрого цифрового сигнала будет пытаться течь обратно к источнику цифрового сигнала по земле у основания дорожки.крест, шум, создаваемый обратным током, появится в области аналоговой цепи.
28. Как учитывать проблему согласования импедансов при разработке принципиальной схемы конструкции быстродействующей печатной платы?
При проектировании высокоскоростных печатных плат согласование импедансов является одним из элементов конструкции.Значение импеданса имеет абсолютную зависимость от метода трассировки, такого как ходьба по поверхностному слою (микрополосковая линия) или внутреннему слою (полосковая/двойная полосковая линия), расстоянию от опорного слоя (слой питания или слой земли), ширине дорожки, печатной плате. материала и т. д. Оба будут влиять на значение характеристического импеданса дорожки.
То есть значение импеданса можно определить только после подключения.Программное обеспечение общего моделирования не сможет учитывать некоторые условия проводки с прерывистым импедансом из-за ограничений модели линии или используемого математического алгоритма.В настоящее время на принципиальной схеме могут быть зарезервированы только некоторые терминаторы (терминаторы), такие как последовательные резисторы.чтобы смягчить влияние разрывов импеданса трассы.Настоящее фундаментальное решение проблемы состоит в том, чтобы попытаться избежать разрыва импеданса при подключении.
29. Где я могу предоставить более точную библиотеку моделей IBIS?
Точность модели IBIS напрямую влияет на результаты моделирования.По сути, IBIS можно рассматривать как данные электрических характеристик эквивалентной схемы фактического буфера ввода-вывода чипа, которые обычно можно получить путем преобразования модели SPICE, а данные SPICE имеют абсолютную связь с производством чипа, поэтому одно и то же устройство предоставляется разными производителями чипов.Данные в SPICE другие, и данные в преобразованной модели IBIS также будут другими соответственно.
То есть, если используются устройства производителя А, только они могут предоставить точные данные о моделях своих устройств, потому что никто лучше них не знает, из какого процесса изготовлены их устройства.Если IBIS, предоставленный производителем, неточен, единственное решение — постоянно просить производителя улучшить его.
30. При проектировании высокоскоростных печатных плат, с каких аспектов проектировщики должны учитывать правила ЭМС и ЭМП?
В целом, при проектировании EMI/EMC необходимо учитывать как излучаемые, так и кондуктивные аспекты.Первый относится к более высокой частотной части (≥30 МГц), а второй относится к более низкой частотной части (≤30 МГц).
Таким образом, вы не можете просто обращать внимание на высокие частоты и игнорировать низкочастотную часть.Хороший проект EMI / EMC должен учитывать положение устройства, расположение стека печатных плат, способ важных соединений, выбор устройства и т. Д. В начале компоновки.Если нет лучшей договоренности заранее, ее можно решить потом. Это даст вдвое больший результат с половиной усилий и увеличит стоимость.
Например, положение тактового генератора не должно быть максимально близко к внешнему разъему, высокоскоростной сигнал должен как можно дальше уходить на внутренний слой и обращать внимание на непрерывность согласования характеристического сопротивления и эталонный слой для уменьшения отражения, а наклон (скорость нарастания) сигнала, подаваемого устройством, должен быть как можно меньше, чтобы уменьшить высокие значения. При выборе развязывающего/шунтирующего конденсатора обратите внимание на то, соответствует ли его шум силовой плоскости.
Кроме того, обратите внимание на обратный путь тока высокочастотного сигнала, чтобы площадь контура была как можно меньше (то есть полное сопротивление контура было как можно меньше), чтобы уменьшить излучение.Также возможно управлять диапазоном высокочастотного шума путем разделения пласта.Наконец, правильно выберите точку заземления печатной платы и корпуса (заземление шасси).
31. Как выбрать инструменты EDA?
В текущем программном обеспечении для проектирования печатных плат термический анализ не является сильной стороной, поэтому его использование не рекомендуется.Для других функций 1.3.4 вы можете выбрать PADS или Cadence, и соотношение производительности и цены хорошее.Новички в проектировании PLD могут использовать интегрированную среду, предоставляемую производителями микросхем PLD, а одноточечные инструменты можно использовать при проектировании более миллиона вентилей.
32. Пожалуйста, порекомендуйте программное обеспечение EDA, подходящее для высокоскоростной обработки и передачи сигналов.
Для проектирования обычных схем PADS от INNOVEDA очень хорош, и существует соответствующее программное обеспечение для моделирования, и этот тип проектирования часто составляет 70% приложений.Для проектирования высокоскоростных схем, аналоговых и цифровых смешанных схем решение Cadence должно быть программным обеспечением с лучшими характеристиками и ценой.Конечно, производительность Mentor по-прежнему очень высока, особенно его управление процессом проектирования должно быть лучшим.
33. Объяснение значения каждого слоя печатной платы
Topoverlay — имя устройства верхнего уровня, также называемое верхней шелкографией или легендой верхнего компонента, например R1 C5,
IC10.bottomoverlay — аналогично многослойному — если вы проектируете 4-слойную плату, размещаете свободную контактную площадку или переходное отверстие, определяете ее как многослойную, тогда ее контактная площадка автоматически появится на 4 слоях, если вы определите ее только как верхний слой, тогда его панель будет отображаться только на верхнем слое.
34. На какие аспекты следует обратить внимание при проектировании, прокладке и компоновке высокочастотных печатных плат выше 2G?
Высокочастотные печатные платы выше 2G относятся к конструкции радиочастотных цепей и не входят в сферу обсуждения проектирования высокоскоростных цифровых схем.Компоновку и маршрутизацию ВЧ-цепи следует рассматривать вместе со принципиальной схемой, поскольку компоновка и маршрутизация вызовут эффекты распределения.
Более того, некоторые пассивные устройства в конструкции радиочастотных цепей реализованы с помощью параметрического определения и медной фольги специальной формы.Следовательно, инструменты EDA необходимы для обеспечения параметрических устройств и редактирования медной фольги специальной формы.
На платной станции Mentor имеется специальный модуль проектирования радиочастот, отвечающий этим требованиям.Кроме того, для общего проектирования радиочастот требуются специальные инструменты анализа радиочастотных цепей, наиболее известным в отрасли является eesoft компании Agilent, который имеет хороший интерфейс с инструментами Mentor.
35. Каким правилам следует придерживаться при проектировании высокочастотных печатных плат выше 2G?
Для проектирования ВЧ микрополосковых линий необходимо использовать инструменты трехмерного анализа поля для извлечения параметров линии передачи.Все правила должны быть указаны в этом инструменте извлечения полей.
36. Для печатной платы со всеми цифровыми сигналами на плате имеется источник тактовой частоты 80 МГц.В дополнение к использованию проволочной сетки (заземления), какую цепь следует использовать для защиты, чтобы обеспечить достаточную управляемость?
Чтобы обеспечить работоспособность часов, это не должно быть реализовано через защиту.Как правило, часы используются для управления чипом.Общая озабоченность по поводу возможностей тактового привода вызвана множественными тактовыми нагрузками.Микросхема драйвера часов используется для преобразования одного тактового сигнала в несколько, и используется двухточечное соединение.При выборе микросхемы драйвера, в дополнение к тому, чтобы убедиться, что он в основном соответствует нагрузке, а фронт сигнала соответствует требованиям (как правило, часы являются сигналом, эффективным по фронту), при расчете системного времени задержка часов в драйвере Чип надо учитывать.
37. Если используется отдельная плата тактового сигнала, какой тип интерфейса обычно используется для обеспечения меньшего влияния на передачу тактового сигнала?
Чем короче тактовый сигнал, тем меньше влияние линии передачи.Использование отдельной платы тактового сигнала увеличит длину маршрутизации сигнала.И заземление питания платы тоже проблема.Для передачи на большие расстояния рекомендуется использовать дифференциальные сигналы.Размер L может удовлетворить требования к емкости диска, но ваши часы не слишком быстрые, в этом нет необходимости.
38, 27M, тактовая линия SDRAM (80M-90M), вторая и третья гармоники этих тактовых линий находятся как раз в диапазоне VHF, и помехи очень велики после того, как высокая частота поступает с приемной стороны.Помимо сокращения длины линии, какие еще есть хорошие способы?
Если третья гармоника велика, а вторая мала, это может быть связано с тем, что коэффициент заполнения сигнала составляет 50 %, так как в этом случае сигнал не имеет четных гармоник.В это время необходимо изменить рабочий цикл сигнала.Кроме того, если тактовый сигнал является однонаправленным, обычно используется последовательное согласование источника и конца.Это подавляет вторичные отражения, не влияя на частоту фронта тактового сигнала.Соответствующее значение на стороне источника можно получить, используя формулу на рисунке ниже.
39. Какая топология проводки?
Топология, некоторые также называются порядком маршрутизации.Для порядка подключения многопортовой подключенной сети.
40. Как настроить топологию проводки для улучшения целостности сигнала?
Этот тип направления сетевого сигнала является более сложным, потому что для односторонних, двусторонних сигналов и сигналов разных уровней топология оказывает различное влияние, и трудно сказать, какая топология выгодна для качества сигнала.Более того, при предварительном моделировании выбор топологии очень требователен к инженерам и требует понимания принципов работы схемы, типов сигналов и даже сложностей с проводкой.
41. Как уменьшить проблемы с электромагнитными помехами, организовав стек?
Прежде всего следует учитывать электромагнитные помехи от системы, и одна только печатная плата не может решить проблему.Для EMI я думаю, что суммирование в основном предназначено для обеспечения кратчайшего обратного пути сигнала, уменьшения площади связи и подавления помех дифференциального режима.Кроме того, уровень земли и уровень мощности тесно связаны, а расширение соответственно больше, чем уровень мощности, что хорошо для подавления синфазных помех.
42. Почему проложена медь?
Как правило, существует несколько причин для укладки меди.
1. ЭМС.Для медных проводов заземления или питания большой площади он будет играть экранирующую роль, а некоторые специальные, такие как PGND, будут играть защитную роль.
2. Требования к процессу печатной платы.Как правило, чтобы обеспечить эффект гальванического покрытия или ламинирования без деформации, медь укладывается на слой печатной платы с меньшим количеством проводов.
3. Требования к целостности сигнала, дайте высокочастотным цифровым сигналам полный обратный путь и уменьшите количество проводов в сети постоянного тока.Конечно, есть и причины тепловыделения, установка специального устройства требует медной прокладки и так далее.
43. В системе включены dsp и pld, на какие проблемы следует обратить внимание при разводке?
Посмотрите на отношение скорости вашего сигнала к длине проводки.Если задержка сигнала на линии передачи сравнима со временем смены фронта сигнала, следует рассматривать проблему целостности сигнала.Кроме того, для нескольких DSP топология маршрутизации тактового сигнала и сигнала данных также будет влиять на качество сигнала и синхронизацию, что требует внимания.
44. Помимо проводки protel tool, есть ли другие хорошие инструменты?
Что касается инструментов, помимо PROTEL существует множество инструментов для электромонтажа, таких как MENTOR WG2000, серии EN2000 и powerpcb, allegro Cadence, cadstar zuken, cr5000 и т. д., каждый из которых имеет свои сильные стороны.
45. Что такое «обратный путь сигнала»?
Обратный путь сигнала, то есть обратный ток.При передаче высокоскоростного цифрового сигнала сигнал проходит от драйвера по линии передачи печатной платы к нагрузке, а затем нагрузка возвращается к драйверу по земле или источнику питания по кратчайшему пути.
Этот обратный сигнал на землю или источник питания называется обратным путем сигнала.Доктор Джонсон объяснил в своей книге, что передача высокочастотного сигнала на самом деле является процессом зарядки диэлектрической емкости, зажатой между линией передачи и слоем постоянного тока.Что анализирует СИ, так это электромагнитные свойства этого корпуса и связь между ними.
46. Как провести анализ SI на разъемах?
В спецификации IBIS3.2 есть описание модели коннектора.Обычно используют модель EBD.Если это специальная плата, например объединительная плата, требуется модель SPICE.Вы также можете использовать программное обеспечение для моделирования нескольких плат (HYPERLYNX или IS_multiboard).При построении многоплатной системы введите параметры распределения разъемов, которые обычно берутся из руководства по разъемам.Конечно, этот метод будет недостаточно точен, но пока он находится в допустимых пределах.
47. Какие есть способы прекращения?
Завершение (терминал), также известное как сопоставление.Как правило, в соответствии с положением сопоставления, оно делится на согласование активного конца и согласование терминала.Среди них согласование источника обычно представляет собой последовательное согласование резисторов, а согласование выводов обычно представляет собой параллельное согласование.Существует много способов, в том числе подтягивание резистора, подтягивание резистора, согласование по Тевенину, согласование по переменному току и согласование с диодами Шоттки.
48. Какие факторы определяют способ терминации (совпадения)?
Метод согласования обычно определяется характеристиками БУФЕРА, условиями топологии, типами уровней и методами оценки, а также следует учитывать коэффициент заполнения сигнала и потребляемую мощность системы.
49. Каковы правила способа расторжения (совпадения)?
Наиболее важной проблемой в цифровых схемах является проблема синхронизации.Целью добавления согласования является улучшение качества сигнала и получение определяемого сигнала в момент оценки.Для сигналов с эффективным уровнем качество сигнала является стабильным при условии обеспечения времени установления и удержания;для задержанных эффективных сигналов, при условии обеспечения монотонности задержки сигнала, скорость задержки изменения сигнала соответствует требованиям.В учебнике по продукту Mentor ICX есть материалы по согласованию.
Кроме того, в «High Speed Digital design a hand book of blackmagic» есть глава, посвященная терминалу, в которой описывается роль согласования целостности сигнала с принципом электромагнитных волн, который можно использовать для справки.
50. Могу ли я использовать модель устройства IBIS для имитации логической функции устройства?Если нет, то как можно выполнить моделирование схемы на уровне платы и системы?
Модели IBIS являются моделями поведенческого уровня и не могут использоваться для функционального моделирования.Для функционального моделирования требуются модели SPICE или другие модели структурного уровня.
51. В системе, в которой сосуществуют цифровые и аналоговые данные, существует два метода обработки.Один из них — отделить цифровую землю от аналоговой.Бусины подключены, но питание не разъединено;другой заключается в том, что аналоговый источник питания и цифровой источник питания разделены и подключены к FB, а земля представляет собой единую землю.Я хотел бы спросить г-на Ли, одинаков ли эффект от этих двух методов?
Надо сказать, что в принципе это одно и то же.Потому что мощность и земля эквивалентны высокочастотным сигналам.
Целью различения аналоговых и цифровых частей является защита от помех, в основном помех цифровых цепей аналоговым цепям.Однако сегментация может привести к неполному обратному тракту сигнала, что повлияет на качество цифрового сигнала и качество электромагнитной совместимости системы.
Следовательно, независимо от того, какая плоскость разделена, это зависит от того, увеличен ли обратный путь сигнала и насколько обратный сигнал мешает нормальному рабочему сигналу.Теперь есть также некоторые смешанные конструкции, независимо от источника питания и заземления, при прокладке разделите схему и проводку в соответствии с цифровой частью и аналоговой частью, чтобы избежать межрегиональных сигналов.
52. Правила техники безопасности: каково конкретное значение FCC и EMC?
FCC: федеральная комиссия по связи, Американская комиссия по связи.
ЭМС: электромагнитная совместимость электромагнитная совместимость
FCC — это организация по стандартизации, EMC — это стандарт.Существуют соответствующие причины, стандарты и методы испытаний для обнародования стандартов.
53. Что такое дифференциальное распределение?
Дифференциальные сигналы, некоторые из которых также называются дифференциальными сигналами, используют два идентичных сигнала противоположной полярности для передачи одного канала данных и полагаются на разность уровней двух сигналов для оценки.Чтобы два сигнала были полностью согласованы, они должны быть параллельны во время подключения, а ширина линии и расстояние между линиями должны оставаться неизменными.
54. Что такое программное обеспечение для моделирования печатных плат?
Существует много типов моделирования, высокоскоростного анализа целостности сигнала цифровой цепи, имитационного анализа (SI), широко используемого программного обеспечения: icx, signalvision, hyperlynx, XTK, speckquest и т. д. Некоторые также используют Hspice.
55. Как программное обеспечение для моделирования печатных плат выполняет моделирование LAYOUT?
В высокоскоростных цифровых схемах для улучшения качества сигнала и уменьшения сложности проводки обычно используются многослойные платы для назначения специальных слоев питания и слоев заземления.
56. Как поступить с компоновкой и проводкой, чтобы обеспечить стабильность сигналов выше 50М
Ключом к высокоскоростной проводке цифровых сигналов является снижение влияния линий передачи на качество сигнала.Следовательно, разводка высокоскоростных сигналов свыше 100M требует, чтобы трассы сигналов были как можно короче.В цифровых схемах высокоскоростные сигналы определяются временем задержки нарастания сигнала.Более того, для разных типов сигналов (таких как TTL, GTL, LVTTL) используются разные методы обеспечения качества сигнала.
57. Радиочастотная часть наружного блока, часть промежуточной частоты и даже часть низкочастотной цепи, которая контролирует наружный блок, часто размещаются на одной и той же печатной плате.Какие требования к материалу такой печатной платы?Как предотвратить помехи ВЧ, ПЧ и даже низкочастотных цепей друг другу?
Гибридная схема — большая проблема.Трудно иметь идеальное решение.
Как правило, радиочастотная цепь монтируется и разводится как независимая одиночная плата в системе, и даже имеется специальная экранирующая полость.Кроме того, РЧ-схема, как правило, односторонняя или двусторонняя, и схема относительно проста, и все это должно уменьшить влияние на параметры распределения РЧ-цепи и улучшить согласованность РЧ-системы.
По сравнению с обычным материалом FR4, в печатных платах RF, как правило, используются подложки с высокой добротностью.Диэлектрическая проницаемость этого материала относительно мала, распределенная емкость линии передачи мала, импеданс высок, а задержка передачи сигнала мала.При проектировании гибридных схем, несмотря на то, что ВЧ и цифровые схемы построены на одной печатной плате, они обычно делятся на область ВЧ схемы и область цифровой схемы, которые располагаются и подключаются отдельно.Используйте заземляющие переходные отверстия и экранирующие коробки между ними.
58. Что касается радиочастотной части, часть промежуточной частоты и часть цепи низкой частоты развернуты на одной и той же печатной плате, какое решение предлагает наставник?
Программное обеспечение Mentor для проектирования систем на уровне платы, в дополнение к основным функциям проектирования схем, также имеет специальный модуль проектирования ВЧ.В модуле проектирования радиочастотных схем предоставляется параметризованная модель устройства, а также предоставляется двунаправленный интерфейс с инструментами анализа и моделирования радиочастотных цепей, такими как EESOFT;в модуле RF LAYOUT предусмотрена функция редактирования шаблона, специально используемая для компоновки и проводки радиочастотных цепей, а также имеется двусторонний интерфейс инструментов анализа и моделирования радиочастотных цепей, таких как EESOFT, которые могут маркировать результаты анализа и моделирование обратно к принципиальной схеме и печатной плате.
В то же время, используя функцию управления дизайном программного обеспечения Mentor, можно легко реализовать повторное использование дизайна, создание дизайна и совместный дизайн.Значительно ускорить процесс проектирования гибридных схем.Плата мобильного телефона представляет собой типичную смешанную схему, и многие крупные производители мобильных телефонов используют Mentor plus eesoft компании Angelon в качестве платформы для проектирования.
59. Какова структура продукта Mentor?
Инструменты Mentor Graphics для печатных плат включают серию WG (ранее veribest) и серию Enterprise (boardstation).
60. Как программное обеспечение Mentor для проектирования печатных плат поддерживает BGA, PGA, COB и другие пакеты?
Autoactive RE от Mentor, разработанный в результате приобретения Veribest, является первым в отрасли маршрутизатором без сетки, работающим под любым углом.Как мы все знаем, для массивов с шаровой сеткой, устройств COB, маршрутизаторов без сетки и маршрутизаторов с любым углом являются ключом к решению проблемы скорости маршрутизации.В последнем автоактивном RE были добавлены такие функции, как проталкивание переходных отверстий, медная фольга, ПЕРЕНАПРАВЛЕНИЕ и т. д., чтобы сделать его более удобным в применении.Кроме того, он поддерживает высокоскоростную маршрутизацию, включая маршрутизацию сигналов и маршрутизацию дифференциальных пар с требованиями по времени задержки.
61. Как программное обеспечение Mentor для проектирования печатных плат обрабатывает дифференциальные пары линий?
После того, как программное обеспечение Mentor определит свойства дифференциальной пары, две дифференциальные пары могут быть проложены вместе, а ширина линии, интервал и длина дифференциальной пары строго гарантированы.Они могут быть автоматически разделены при столкновении с препятствиями, а метод перехода может быть выбран при смене слоев.
62. На 12-слойной печатной плате имеется три слоя блоков питания 2,2 В, 3,3 В, 5 В, и каждый из трех блоков питания находится на одном слое.Как быть с заземляющим проводом?
Вообще говоря, три источника питания соответственно расположены на третьем этаже, что лучше для качества сигнала.Потому что маловероятно, что сигнал будет расщеплен по плоским слоям.Кросс-сегментация является критическим фактором, влияющим на качество сигнала, который обычно игнорируется программным обеспечением для моделирования.Для слоев питания и заземления это эквивалентно высокочастотным сигналам.На практике, в дополнение к рассмотрению качества сигнала, связь плоскости питания (использование соседней плоскости заземления для уменьшения импеданса плоскости питания по переменному току) и симметрия суммирования — все это факторы, которые необходимо учитывать.
63. Как проверить, соответствует ли печатная плата требованиям процесса проектирования, когда она покидает завод?
Многие производители печатных плат должны пройти проверку целостности сети при включении питания, прежде чем обработка печатной платы будет завершена, чтобы убедиться в правильности всех соединений.В то же время все больше и больше производителей также используют рентгеновский контроль для проверки некоторых дефектов во время травления или ламинирования.
Для готовой платы после обработки патчей обычно используется тестовая проверка ICT, которая требует добавления контрольных точек ICT во время проектирования печатной платы.В случае возникновения проблемы можно также использовать специальное устройство рентгеновского контроля, чтобы исключить, вызвана ли неисправность обработкой.
64. Является ли «защита механизма» защитой кожуха?
Да.Корпус должен быть как можно более герметичным, с использованием меньшего количества проводящих материалов или вообще без них, а также должен быть максимально заземлен.
65. Нужно ли учитывать проблему электростатического разряда самого чипа при выборе чипа?
Будь то двухслойная доска или многослойная доска, площадь земли должна быть максимально увеличена.При выборе микросхемы следует учитывать характеристики электростатического разряда самой микросхемы.Они обычно упоминаются в описании чипа, и даже производительность одного и того же чипа от разных производителей будет разной.
Уделите больше внимания дизайну и рассмотрите его более всесторонне, и производительность печатной платы будет в определенной степени гарантирована.Но проблема электростатического разряда все же может появиться, поэтому защита организации также очень важна для защиты от электростатического разряда.
66. При изготовлении печатной платы, для уменьшения помех, должен ли заземляющий провод образовывать замкнутую форму?
При изготовлении печатных плат, вообще говоря, необходимо уменьшить площадь контура, чтобы уменьшить помехи.При прокладке грозотроса его следует укладывать не в замкнутом, а в дендритном виде.Площадь земли.
67. Если эмулятор использует один источник питания, а печатная плата использует один источник питания, должны ли заземления двух источников питания быть соединены вместе?
Было бы лучше, если бы можно было использовать отдельный источник питания, потому что создать помехи между источниками питания непросто, но большая часть оборудования имеет особые требования.Поскольку эмулятор и печатная плата используют два источника питания, я не думаю, что они должны иметь одну и ту же землю.
68. Схема состоит из нескольких печатных плат.Должны ли они делить землю?
Цепь состоит из нескольких печатных плат, большинство из которых требуют общего заземления, поскольку использовать несколько источников питания в одной цепи нецелесообразно.Но если у вас особые условия, то можно использовать другой блок питания, естественно помех будет меньше.
69. Разработайте портативный продукт с ЖК-дисплеем и металлическим корпусом.При тестировании ESD он не может пройти тест ICE-1000-4-2, CONTACT может пройти только 1100 В, а AIR может пройти 6000 В.В тесте связи ESD горизонтальная линия может пройти только 3000 В, а вертикальная — 4000 В.Частота процессора 33МГц.Есть ли способ пройти тест ESD?
Портативные устройства имеют металлический корпус, поэтому проблемы с электростатическим разрядом должны быть более очевидными, а ЖК-дисплеи также могут иметь более неблагоприятные явления.Если нет возможности изменить существующий металлический материал, рекомендуется добавить антиэлектрический материал внутрь механизма, чтобы усилить заземление печатной платы, и в то же время найти способ заземления ЖК-дисплея.Конечно, как действовать, зависит от конкретной ситуации.
70. При проектировании системы, содержащей DSP и PLD, какие аспекты следует учитывать ESD?
Что касается общей системы, следует в основном рассматривать части, находящиеся в непосредственном контакте с человеческим телом, и необходимо обеспечить соответствующую защиту цепи и механизма.Что касается того, какое влияние электростатический разряд окажет на систему, это зависит от различных ситуаций.
Время публикации: 19 марта 2023 г.