Problem dizajna PCB-a visoke frekvencije

1. Kako se nositi s nekim teoretskim sukobima u stvarnom ožičenju?
U osnovi, ispravno je podijeliti i izolirati analogno/digitalno uzemljenje. Treba napomenuti da signalni trag ne bi trebao što više prelaziti preko jarka, a povratna strujna putanja napajanja i signala ne bi trebala biti prevelika.
Kristalni oscilator je analogni oscilacijski krug s pozitivnom povratnom spregom. Da bi imao stabilan oscilacijski signal, on mora zadovoljiti specifikacije pojačanja petlje i faze. Specifikacije oscilacije ovog analognog signala se lako poremete. Čak i ako se dodaju tragovi zemaljske zaštite, smetnje možda neće biti potpuno izolirane. Štoviše, šum na uzemljenoj ravni će također utjecati na oscilacijski krug pozitivne povratne sprege ako je previše udaljen. Stoga razmak između kristalnog oscilatora i čipa mora biti što je moguće bliži.
Zaista, postoji mnogo sukoba između ožičenja velike brzine i EMI zahtjeva. Ali osnovni princip je da otpor i kapacitivnost ili feritna perla dodana EMI ne mogu uzrokovati da neke električne karakteristike signala ne zadovolje specifikacije. Stoga je najbolje koristiti vještine uređenja tragova i slaganja PCB-a za rješavanje ili smanjenje EMI problema, kao što su signali velike brzine koji idu do unutrašnjeg sloja. Konačno, otporni kondenzatori ili feritne perle se koriste za smanjenje oštećenja signala.

2. Kako riješiti kontradikciju između ručnog ožičenja i automatskog ožičenja signala velike brzine?
Većina automatskih rutera sa jakim softverom za ožičenje postavila je ograničenja za kontrolu metode namotavanja i broja prolaza. Mogućnosti motora za namotavanje i postavke ograničenja različitih EDA kompanija ponekad se uvelike razlikuju.
Na primjer, da li postoji dovoljno ograničenja za kontrolu načina namotaja serpentina, da li je moguće kontrolisati razmak tragova diferencijalnog para, itd. Ovo će uticati na to da li metoda usmjeravanja automatskog usmjeravanja može zadovoljiti ideju projektanta.
Osim toga, poteškoća ručnog podešavanja ožičenja također je apsolutno povezana sa sposobnošću motora za namotavanje. Na primjer, sposobnost guranja traga, sposobnost guranja prolaza, pa čak i sposobnost guranja traga prema bakrenom premazu, itd. Stoga je odabir rutera sa sposobnošću motora snažnog namotaja rješenje.

3. O probnom kuponu.
Test kupon se koristi za mjerenje da li karakteristična impedansa proizvedene PCB ploče ispunjava zahtjeve dizajna sa TDR (Time Domain Reflectometer). Općenito, impedancija koju treba kontrolirati ima dva slučaja: jednu žicu i diferencijalni par.
Stoga, širina linije i razmak između linija na test kuponu (kada postoji diferencijalni par) treba da budu isti kao i linija koja se kontroliše. Najvažnija stvar je lokacija tačke uzemljenja tokom merenja.
Kako bi se smanjila vrijednost induktivnosti uzemljenja, mjesto uzemljenja TDR sonde je obično vrlo blizu vrha sonde. Stoga, udaljenost i metoda između tačke mjerenja signala i tačke uzemljenja na ispitnom kuponu moraju odgovarati korištenoj sondi.

4. U dizajnu PCB-a velike brzine, prazna površina signalnog sloja može biti obložena bakrom, a kako bi bakarni premaz više signalnih slojeva trebao biti raspoređen na tlo i napajanje?
Općenito, bakrene ploče u praznom području su uglavnom uzemljene. Samo obratite pažnju na udaljenost između bakra i signalne linije kada nanosite bakar pored brze signalne linije, jer će primijenjeni bakar malo smanjiti karakterističnu impedanciju traga. Također pazite da ne utičete na karakterističnu impedanciju drugih slojeva, na primjer u strukturi dvostruke trake.

5. Da li je moguće koristiti model mikrotrakaste linije za izračunavanje karakteristične impedanse signalne linije na power planu? Može li se signal između izvora napajanja i uzemljenja izračunati korištenjem trakastog modela?
Da, ravnina napajanja i uzemljena ravnina moraju se smatrati referentnim ravnima kada se izračunava karakteristična impedansa. Na primjer, četveroslojna ploča: gornji sloj-naponski sloj-zemlji sloj-donji sloj. U ovom trenutku, karakteristični model impedanse gornjeg sloja je model mikrotrakaste linije sa ravnim snage kao referentnom ravninom.

6. Da li se testne tačke mogu automatski generisati softverom na štampanim pločama visoke gustine pod normalnim okolnostima kako bi se ispunili zahtjevi testiranja masovne proizvodnje?
Generalno, da li softver automatski generiše ispitne tačke kako bi ispunio zahteve testa zavisi od toga da li specifikacije za dodavanje testnih tačaka ispunjavaju zahteve opreme za testiranje. Osim toga, ako je ožičenje previše gusto i pravila za dodavanje testnih tačaka su stroga, možda neće postojati način da se svake linije automatski dodaju ispitne tačke. Naravno, morate ručno popuniti mjesta za testiranje.

7. Hoće li dodavanje testnih tačaka uticati na kvalitet signala velike brzine?
Da li će to uticati na kvalitet signala zavisi od načina dodavanja testnih tačaka i koliko je signal brz. U osnovi, dodatne ispitne tačke (nemojte koristiti postojeći via ili DIP pin kao ispitne tačke) mogu se dodati na liniju ili povući kratku liniju iz linije.
Prvi je ekvivalentan dodavanju malog kondenzatora na liniju, dok je drugi dodatni ogranak. Oba ova uslova će uticati na signal velike brzine manje ili više, a stepen efekta je povezan sa frekvencijskom brzinom signala i brzinom ivice signala. Veličina uticaja može se znati kroz simulaciju. U principu, što je manja ispitna tačka, to je bolje (naravno, mora zadovoljiti zahtjeve testnog alata) što je kraća grana, to bolje.