مشكلة تصميم PCB عالية التردد

1. كيفية التعامل مع بعض التعارضات النظرية في التوصيلات الفعلية؟
في الأساس، من الصحيح تقسيم وعزل الأرضية التناظرية/الرقمية. تجدر الإشارة إلى أن مسار الإشارة لا ينبغي أن يعبر الخندق قدر الإمكان، ويجب ألا يكون مسار تيار العودة لمصدر الطاقة والإشارة كبيرًا جدًا.
المذبذب البلوري عبارة عن دائرة تذبذب ردود فعل إيجابية تناظرية. للحصول على إشارة تذبذب مستقرة، يجب أن تستوفي كسب الحلقة ومواصفات الطور. يمكن بسهولة إزعاج مواصفات التذبذب لهذه الإشارة التناظرية. وحتى إذا تمت إضافة آثار الحماية الأرضية، فقد لا يتم عزل التداخل بشكل كامل. علاوة على ذلك، فإن الضوضاء الموجودة على المستوى الأرضي ستؤثر أيضًا على دائرة تذبذب ردود الفعل الإيجابية إذا كانت بعيدة جدًا. ولذلك، يجب أن تكون المسافة بين المذبذب البلوري والرقاقة قريبة قدر الإمكان.
في الواقع، هناك العديد من التعارضات بين الأسلاك عالية السرعة ومتطلبات EMI. لكن المبدأ الأساسي هو أن المقاومة والسعة أو حبة الفريت المضافة بواسطة EMI لا يمكن أن تتسبب في فشل بعض الخصائص الكهربائية للإشارة في تلبية المواصفات. ولذلك، فمن الأفضل استخدام مهارات ترتيب الآثار وتكديس ثنائي الفينيل متعدد الكلور لحل مشاكل EMI أو تقليلها، مثل انتقال الإشارات عالية السرعة إلى الطبقة الداخلية. وأخيرا، يتم استخدام مكثفات المقاومة أو حبة الفريت لتقليل الضرر الذي يلحق بالإشارة.

2. كيفية حل التناقض بين الأسلاك اليدوية والأسلاك التلقائية للإشارات عالية السرعة؟
وضعت معظم أجهزة التوجيه التلقائية لبرامج الأسلاك القوية قيودًا للتحكم في طريقة اللف وعدد مرات التوصيل. تختلف أحيانًا قدرات محرك اللف وعناصر ضبط القيد الخاصة بشركات EDA المختلفة بشكل كبير.
على سبيل المثال، ما إذا كانت هناك قيود كافية للتحكم في طريقة اللف المتعرج، وما إذا كان من الممكن التحكم في تباعد التتبع للزوج التفاضلي، وما إلى ذلك. سيؤثر هذا على ما إذا كانت طريقة التوجيه للتوجيه التلقائي يمكن أن تلبي فكرة المصمم.
بالإضافة إلى ذلك، فإن صعوبة ضبط الأسلاك يدويًا ترتبط تمامًا بقدرة محرك اللف. على سبيل المثال، قدرة دفع التتبع، وقدرة الدفع عبر، وحتى قدرة دفع التتبع إلى الطلاء النحاسي، وما إلى ذلك. لذلك، فإن اختيار جهاز توجيه بقدرة محرك لف قوية هو الحل.

3. حول قسيمة الاختبار.
يتم استخدام قسيمة الاختبار لقياس ما إذا كانت المعاوقة المميزة للوحة PCB المنتجة تلبي متطلبات التصميم باستخدام TDR (مقياس انعكاس المجال الزمني). بشكل عام، المعاوقة التي سيتم التحكم فيها لها حالتان: سلك واحد وزوج تفاضلي.
لذلك، يجب أن يكون عرض الخط وتباعد الأسطر في قسيمة الاختبار (عندما يكون هناك زوج تفاضلي) هو نفس الخط الذي سيتم التحكم فيه. الشيء الأكثر أهمية هو موقع نقطة التأريض أثناء القياس.
من أجل تقليل قيمة الحث للسلك الأرضي، عادة ما يكون مكان التأريض لمسبار TDR قريبًا جدًا من طرف المسبار. ولذلك فإن المسافة والطريقة بين نقطة قياس الإشارة ونقطة الأرض على قسيمة الاختبار يجب أن تتطابق مع المسبار المستخدم.

4. في تصميم PCB عالي السرعة، يمكن طلاء المنطقة الفارغة من طبقة الإشارة بالنحاس، وكيف يجب توزيع الطلاء النحاسي لطبقات الإشارة المتعددة على الأرض وإمدادات الطاقة؟
بشكل عام، يتم تأريض الطلاء النحاسي في المنطقة الفارغة في الغالب. ما عليك سوى الانتباه إلى المسافة بين النحاس وخط الإشارة عند تطبيق النحاس بجوار خط الإشارة عالي السرعة، لأن النحاس المطبق سيقلل من المقاومة المميزة للتتبع قليلاً. احرص أيضًا على عدم التأثير على المعاوقة المميزة للطبقات الأخرى، على سبيل المثال في بنية خط الشريط المزدوج.

5. هل من الممكن استخدام نموذج خط microstrip لحساب الممانعة المميزة لخط الإشارة على مستوى الطاقة؟ هل يمكن حساب الإشارة بين مصدر الطاقة والمستوى الأرضي باستخدام النموذج الشريطي؟
نعم، يجب اعتبار مستوى القدرة والمستوى الأرضي مستويين مرجعيين عند حساب الممانعة المميزة. على سبيل المثال، لوحة من أربع طبقات: الطبقة العليا، طبقة الطاقة، الطبقة الأرضية، الطبقة السفلية. في هذا الوقت، نموذج المعاوقة المميزة للطبقة العليا هو نموذج خط شريطي صغير مع مستوى الطاقة باعتباره المستوى المرجعي.

6. هل يمكن إنشاء نقاط الاختبار تلقائيًا بواسطة برنامج على لوحات مطبوعة عالية الكثافة في ظل الظروف العادية لتلبية متطلبات الاختبار للإنتاج الضخم؟
بشكل عام، يعتمد ما إذا كان البرنامج يقوم تلقائيًا بإنشاء نقاط اختبار لتلبية متطلبات الاختبار على ما إذا كانت مواصفات إضافة نقاط الاختبار تلبي متطلبات معدات الاختبار. بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت الأسلاك كثيفة جدًا وكانت قواعد إضافة نقاط الاختبار صارمة، فقد لا تكون هناك طريقة لإضافة نقاط اختبار تلقائيًا إلى كل سطر. بالطبع، تحتاج إلى ملء الأماكن المراد اختبارها يدويًا.

7. هل تؤثر إضافة نقاط الاختبار على جودة الإشارات عالية السرعة؟
يعتمد ما إذا كان سيؤثر على جودة الإشارة على طريقة إضافة نقاط الاختبار ومدى سرعة الإشارة. بشكل أساسي، يمكن إضافة نقاط اختبار إضافية (لا تستخدم منفذ via أو DIP الحالي كنقاط اختبار) إلى الخط أو سحب خط قصير من الخط.
الأول يعادل إضافة مكثف صغير على الخط، بينما الأخير عبارة عن فرع إضافي. سيؤثر كلا هذين الشرطين على الإشارة عالية السرعة بشكل أو بآخر، ويرتبط مدى التأثير بسرعة تردد الإشارة ومعدل حافة الإشارة. ويمكن معرفة حجم التأثير من خلال المحاكاة. من حيث المبدأ، كلما كانت نقطة الاختبار أصغر، كلما كان ذلك أفضل (بالطبع، يجب أن تفي بمتطلبات أداة الاختبار) كلما كان الفرع أقصر، كلما كان ذلك أفضل.