Kõrgsageduslike PCB projekteerimisprobleem

1. Kuidas tulla toime mõningate teoreetiliste konfliktidega tegelikus juhtmestikus?
Põhimõtteliselt on õige analoog-/digitaalmaandus jagada ja isoleerida. Tuleb märkida, et signaali jälg ei tohiks võimalikult palju ületada vallikraavi ning toiteallika ja signaali tagasivoolutee ei tohiks olla liiga suur.
Kristallostsillaator on analoog positiivse tagasisidega võnkeahel. Stabiilse võnkesignaali saamiseks peab see vastama ahela võimenduse ja faasi spetsifikatsioonidele. Selle analoogsignaali võnkeomadused on kergesti häiritavad. Isegi kui maakaitse jäljed on lisatud, ei pruugi häired olla täielikult isoleeritud. Pealegi mõjutab maapinna müra positiivse tagasiside võnkeahelat, kui see on liiga kaugel. Seetõttu peab kristallostsillaatori ja kiibi vaheline kaugus olema võimalikult väike.
Tõepoolest, kiire juhtmestiku ja EMI nõuete vahel on palju vastuolusid. Kuid põhiprintsiip on see, et EMI poolt lisatud takistus ja mahtuvus või ferriithelmes ei saa põhjustada signaali mõningate elektriliste omaduste mittevastavust spetsifikatsioonidele. Seetõttu on kõige parem kasutada jälgede paigutamise ja PCB virnastamise oskusi, et lahendada või vähendada EMI probleeme, näiteks kiireid signaale, mis lähevad sisemisse kihti. Lõpuks kasutatakse signaali kahjustuste vähendamiseks takistuskondensaatoreid või ferriithelmeid.

2. Kuidas lahendada vastuolu manuaalse juhtmestiku ja kiirsignaalide automaatse ühendamise vahel?
Enamik tugeva juhtmestiku tarkvara automaatsetest ruuteritest on seadnud piirangud mähise meetodi ja läbipääsude arvu juhtimiseks. Erinevate EDA ettevõtete mähismootorite võimalused ja piirangute seadistus on mõnikord väga erinevad.
Näiteks, kas serpentiinmähise viisi juhtimiseks on piisavalt piiranguid, kas on võimalik juhtida diferentsiaalpaari jälgede vahekaugust jne. See mõjutab seda, kas automaatse marsruutimise marsruutimismeetod vastab projekteerija ideele.
Lisaks on juhtmestiku käsitsi reguleerimise raskus absoluutselt seotud ka mähise mootori võimekusega. Näiteks jälje tõukevõime, via tõukevõime ja isegi jälje tõukevõime vaskkatte külge jne. Seetõttu on lahenduseks tugeva mähisega mootorivõimega ruuteri valimine.

3. Testi kupongist.
Katsekupongi abil mõõdetakse, kas toodetud PCB plaadi iseloomulik takistus vastab TDR-i (Time Domain Reflectometer) projekteerimisnõuetele. Üldiselt on juhitaval impedantsil kaks juhtumit: üks juhe ja diferentsiaalpaar.
Seetõttu peaksid testkupongi joone laius ja reavahe (diferentsiaalpaaride olemasolul) olema samad, mis juhitaval real. Kõige olulisem on maanduspunkti asukoht mõõtmise ajal.
Maandusjuhtme induktiivsuse väärtuse vähendamiseks on TDR-sondi maanduskoht tavaliselt sondi otsale väga lähedal. Seetõttu peavad signaali mõõtmispunkti ja testkupongi maanduspunkti vaheline kaugus ja meetod vastama kasutatud sondile.

4. Kiire PCB projekteerimisel saab signaalikihi tühja ala katta vasega ja kuidas tuleks mitme signaalikihi vaskkate maapinnale ja toiteallikale jaotada?
Üldiselt on tühja ala vaskplaat enamasti maandatud. Lihtsalt pöörake tähelepanu vase ja signaaliliini vahelisele kaugusele, kui rakendate vaske kiirsignaaliliini kõrvale, sest rakendatud vask vähendab jälje iseloomulikku takistust veidi. Samuti olge ettevaatlik, et mitte mõjutada teiste kihtide iseloomulikku impedantsi, näiteks kahe ribaliini struktuuris.

5. Kas mikroribaliini mudelit saab kasutada signaaliliini iseloomuliku impedantsi arvutamiseks toitetasandil? Kas ribaliini mudeli abil saab arvutada signaali toiteallika ja maapinna vahel?
Jah, toitetasapinda ja maandusplaati tuleb karakteristliku impedantsi arvutamisel käsitleda võrdlustasanditena. Näiteks neljakihiline plaat: pealmine kiht-võimsuskiht-maakiht-alumine kiht. Praegu on pealmise kihi iseloomulikuks impedantsi mudeliks mikroriba joone mudel, mille võrdlustasapinnaks on toitetasand.

6. Kas tavaolukorras saab suure tihedusega trükiplaatidele tarkvara abil automaatselt luua testpunkte, et täita masstootmise katsenõudeid?
Üldiselt sõltub see, kas tarkvara testimisnõuete täitmiseks automaatselt katsepunkte genereerib, sellest, kas testpunktide lisamise spetsifikatsioonid vastavad testimisseadmete nõuetele. Lisaks, kui juhtmestik on liiga tihe ja katsepunktide lisamise reeglid on ranged, ei pruugi igale reale katsepunkte automaatselt lisada. Loomulikult tuleb testitavad kohad käsitsi täita.

7. Kas katsepunktide lisamine mõjutab kiirete signaalide kvaliteeti?
See, kas see mõjutab signaali kvaliteeti, sõltub testipunktide lisamise meetodist ja signaali kiirusest. Põhimõtteliselt võib liinile lisada täiendavaid katsepunkte (ärge kasutage katsepunktidena olemasolevat via- või DIP-tihvti) või tõmmata liinilt lühikese joone.
Esimene on samaväärne väikese kondensaatori lisamisega liinile, samas kui viimane on lisaharu. Mõlemad tingimused mõjutavad suuremal või vähemal määral kiiret signaali ning mõju ulatus on seotud signaali sageduskiirusega ja signaali servakiirusega. Löögi suurust saab teada simulatsiooni abil. Põhimõtteliselt on nii, et mida väiksem on katsepunkt, seda parem (loomulikult peab see vastama katsevahendi nõuetele) mida lühem haru, seda parem.