Masalah desain PCB frekuensi tinggi

1. Bagaimana cara mengatasi beberapa konflik teoretis dalam pengkabelan sebenarnya?
Pada dasarnya, membagi dan mengisolasi landasan analog/digital adalah hal yang benar. Perlu dicatat bahwa jejak sinyal tidak boleh melewati parit sebanyak mungkin, dan jalur arus balik dari catu daya dan sinyal tidak boleh terlalu besar.
Osilator kristal adalah rangkaian osilasi umpan balik positif analog. Untuk mendapatkan sinyal osilasi yang stabil, sinyal tersebut harus memenuhi penguatan loop dan spesifikasi fasa. Spesifikasi osilasi sinyal analog ini mudah terganggu. Bahkan jika jejak penjaga darat ditambahkan, gangguan tersebut mungkin tidak sepenuhnya terisolasi. Selain itu, kebisingan pada bidang tanah juga akan mempengaruhi rangkaian osilasi umpan balik positif jika jaraknya terlalu jauh. Oleh karena itu, jarak antara osilator kristal dan chip harus sedekat mungkin.
Memang benar, ada banyak konflik antara kabel berkecepatan tinggi dan persyaratan EMI. Namun prinsip dasarnya adalah resistansi dan kapasitansi atau manik ferit yang ditambahkan oleh EMI tidak dapat menyebabkan beberapa karakteristik kelistrikan sinyal tidak memenuhi spesifikasi. Oleh karena itu, yang terbaik adalah menggunakan keterampilan mengatur jejak dan penumpukan PCB untuk memecahkan atau mengurangi masalah EMI, seperti sinyal berkecepatan tinggi yang menuju ke lapisan dalam. Terakhir, kapasitor resistansi atau manik ferit digunakan untuk mengurangi kerusakan sinyal.

2. Bagaimana mengatasi kontradiksi antara pengkabelan manual dan pengkabelan otomatis sinyal berkecepatan tinggi?
Sebagian besar router otomatis dengan perangkat lunak pengkabelan yang kuat telah menetapkan batasan untuk mengontrol metode penggulungan dan jumlah vias. Kemampuan mesin penggulung dan item pengaturan batasan dari berbagai perusahaan EDA terkadang sangat berbeda.
Misalnya, apakah terdapat cukup batasan untuk mengontrol cara belitan serpentin, apakah mungkin untuk mengontrol jarak jejak pasangan diferensial, dll. Hal ini akan mempengaruhi apakah metode perutean dari perutean otomatis dapat memenuhi ide perancang.
Selain itu, sulitnya mengatur pengkabelan secara manual juga mutlak berkaitan dengan kemampuan mesin belitan. Misalnya saja kemampuan mendorong trace, kemampuan mendorong via, bahkan kemampuan mendorong trace ke lapisan tembaga, dll. Oleh karena itu, memilih router dengan kemampuan mesin lilitan yang kuat adalah solusinya.

3. Tentang kupon tes.
Kupon uji digunakan untuk mengukur apakah impedansi karakteristik papan PCB yang diproduksi memenuhi persyaratan desain dengan TDR (Time Domain Reflectometer). Secara umum, impedansi yang akan dikontrol memiliki dua kasus: kabel tunggal dan pasangan diferensial.
Oleh karena itu, lebar garis dan spasi garis pada kupon uji (bila terdapat pasangan diferensial) harus sama dengan garis yang akan dikontrol. Yang terpenting adalah letak titik grounding pada saat pengukuran.
Untuk mengurangi nilai induktansi kabel ground, tempat grounding probe TDR biasanya sangat dekat dengan ujung probe. Oleh karena itu, jarak dan metode antara titik pengukuran sinyal dan titik dasar pada kupon pengujian harus sesuai dengan probe yang digunakan.

4. Dalam desain PCB berkecepatan tinggi, area kosong pada lapisan sinyal dapat dilapisi dengan tembaga, dan bagaimana seharusnya lapisan tembaga dari beberapa lapisan sinyal didistribusikan di tanah dan catu daya?
Umumnya pelapisan tembaga di area kosong sebagian besar dibumikan. Perhatikan saja jarak antara tembaga dan garis sinyal ketika menerapkan tembaga di sebelah garis sinyal berkecepatan tinggi, karena tembaga yang diterapkan akan sedikit mengurangi impedansi karakteristik jejak. Hati-hati juga jangan sampai mempengaruhi impedansi karakteristik lapisan lain, misalnya pada struktur garis strip ganda.

5. Apakah mungkin menggunakan model saluran mikrostrip untuk menghitung impedansi karakteristik saluran sinyal pada bidang daya? Bisakah sinyal antara catu daya dan ground plane dihitung menggunakan model stripline?
Ya, bidang daya dan bidang bumi harus dianggap sebagai bidang referensi ketika menghitung impedansi karakteristik. Misalnya, papan empat lapis: lapisan atas-lapisan daya-lapisan tanah-lapisan bawah. Saat ini model impedansi karakteristik lapisan atas adalah model garis mikrostrip dengan bidang daya sebagai bidang acuan.

6. Dapatkah titik pengujian dihasilkan secara otomatis oleh perangkat lunak pada papan cetak berdensitas tinggi dalam keadaan normal untuk memenuhi persyaratan pengujian produksi massal?
Secara umum, apakah perangkat lunak secara otomatis menghasilkan titik uji untuk memenuhi persyaratan pengujian bergantung pada apakah spesifikasi penambahan titik uji memenuhi persyaratan peralatan pengujian. Selain itu, jika perkabelan terlalu padat dan aturan penambahan titik uji ketat, mungkin tidak ada cara untuk menambahkan titik uji secara otomatis ke setiap jalur. Tentu saja, Anda perlu mengisi tempat yang akan diuji secara manual.

7. Apakah penambahan titik uji akan mempengaruhi kualitas sinyal berkecepatan tinggi?
Apakah hal ini akan mempengaruhi kualitas sinyal tergantung pada metode penambahan titik uji dan seberapa cepat sinyalnya. Pada dasarnya, titik tes tambahan (jangan gunakan pin via atau DIP yang ada sebagai titik tes) dapat ditambahkan ke saluran atau ditarik garis pendek dari saluran.
Yang pertama setara dengan menambahkan kapasitor kecil pada saluran, sedangkan yang kedua adalah cabang tambahan. Kedua kondisi ini sedikit banyak akan mempengaruhi sinyal berkecepatan tinggi, dan luasnya pengaruhnya terkait dengan kecepatan frekuensi sinyal dan kecepatan tepi sinyal. Besaran dampak dapat diketahui melalui simulasi. Pada prinsipnya semakin kecil titik ujinya maka semakin baik (tentunya harus memenuhi syarat alat uji) semakin pendek cabangnya maka semakin baik.