Problema di progettazione PCB ad alta frequenza

1. Come affrontare alcuni conflitti teorici nel cablaggio reale?
In sostanza è giusto dividere e isolare la massa analogico/digitale. Va notato che la traccia del segnale non dovrebbe attraversare il fossato il più possibile e il percorso della corrente di ritorno dell'alimentatore e del segnale non dovrebbe essere troppo grande.
L'oscillatore a cristallo è un circuito analogico di oscillazione con feedback positivo. Per avere un segnale di oscillazione stabile, deve soddisfare le specifiche di guadagno del loop e di fase. Le specifiche di oscillazione di questo segnale analogico vengono facilmente disturbate. Anche se vengono aggiunte le tracce della guardia a terra, l'interferenza potrebbe non essere completamente isolata. Inoltre, il rumore sul piano di massa influenzerà anche il circuito di oscillazione a feedback positivo se è troppo lontano. Pertanto, la distanza tra l'oscillatore a cristallo e il chip deve essere la più ridotta possibile.
In effetti, esistono molti conflitti tra il cablaggio ad alta velocità e i requisiti EMI. Ma il principio di base è che la resistenza, la capacità o il cordone di ferrite aggiunti dall'EMI non possono far sì che alcune caratteristiche elettriche del segnale non soddisfino le specifiche. Pertanto, è meglio utilizzare le capacità di organizzazione delle tracce e di impilamento del PCB per risolvere o ridurre i problemi EMI, come i segnali ad alta velocità diretti allo strato interno. Infine, vengono utilizzati condensatori di resistenza o sfere di ferrite per ridurre il danno al segnale.

2. Come risolvere la contraddizione tra cablaggio manuale e cablaggio automatico dei segnali ad alta velocità?
La maggior parte dei router automatici di software di cablaggio potente hanno fissato vincoli per controllare il metodo di avvolgimento e il numero di via. Le capacità dei motori di avvolgimento e gli elementi di impostazione dei vincoli delle varie società EDA a volte differiscono notevolmente.
Ad esempio, se ci sono vincoli sufficienti per controllare il modo di avvolgimento della serpentina, se è possibile controllare la spaziatura delle tracce della coppia differenziale, ecc. Ciò influenzerà se il metodo di instradamento dell'instradamento automatico può soddisfare l'idea del progettista.
Inoltre la difficoltà di regolare manualmente il cablaggio è assolutamente legata anche alla capacità del motore di avvolgimento. Ad esempio, la capacità di spinta della traccia, la capacità di spinta del via e persino la capacità di spinta della traccia sul rivestimento in rame, ecc. Pertanto, la soluzione è scegliere un router con una forte capacità del motore di avvolgimento.

3. Informazioni sul tagliando di prova.
Il coupon di prova viene utilizzato per misurare se l'impedenza caratteristica della scheda PCB prodotta soddisfa i requisiti di progettazione con TDR (Time Domain Reflectometer). Generalmente l'impedenza da controllare ha due casi: filo singolo e coppia differenziale.
Pertanto, la larghezza e l'interlinea della linea sul tagliando di prova (quando è presente una coppia differenziale) dovrebbero essere le stesse della linea da controllare. La cosa più importante è la posizione del punto di messa a terra durante la misurazione.
Per ridurre il valore di induttanza del cavo di terra, il punto di messa a terra della sonda TDR è solitamente molto vicino alla punta della sonda. Pertanto, la distanza e il metodo tra il punto di misurazione del segnale e il punto di terra sul coupon di prova devono corrispondere alla sonda utilizzata.

4. Nella progettazione PCB ad alta velocità, l'area vuota dello strato di segnale può essere rivestita in rame e come dovrebbe essere distribuito il rivestimento in rame di più strati di segnale sulla terra e sull'alimentazione?
Generalmente la placcatura in rame nell'area grezza è per lo più messa a terra. Prestare solo attenzione alla distanza tra il rame e la linea del segnale quando si applica il rame accanto alla linea del segnale ad alta velocità, poiché il rame applicato ridurrà leggermente l'impedenza caratteristica della traccia. Fare attenzione inoltre a non alterare l'impedenza caratteristica di altri strati, ad esempio nella struttura della linea dual strip.

5. È possibile utilizzare il modello della linea a microstriscia per calcolare l'impedenza caratteristica della linea di segnale sul piano di potenza? È possibile calcolare il segnale tra l'alimentatore e il piano di terra utilizzando il modello stripline?
Sì, il piano di potenza e il piano di massa devono essere considerati come piani di riferimento nel calcolo dell'impedenza caratteristica. Ad esempio, una scheda a quattro strati: strato superiore-strato di potenza-strato di terra-strato inferiore. Attualmente, il modello di impedenza caratteristica dello strato superiore è un modello di linea a microstriscia con il piano di potenza come piano di riferimento.

6. I punti di prova possono essere generati automaticamente dal software su schede stampate ad alta densità in circostanze normali per soddisfare i requisiti di prova della produzione di massa?
In generale, se il software genera automaticamente punti di test per soddisfare i requisiti di test dipende dal fatto che le specifiche per l'aggiunta di punti di test soddisfino i requisiti dell'apparecchiatura di test. Inoltre, se il cablaggio è troppo fitto e le regole per l'aggiunta dei punti di test sono rigide, potrebbe non essere possibile aggiungere automaticamente i punti di test a ciascuna linea. Naturalmente, è necessario compilare manualmente i luoghi da testare.

7. L'aggiunta di punti di test influirà sulla qualità dei segnali ad alta velocità?
L'eventuale effetto sulla qualità del segnale dipende dal metodo di aggiunta dei punti di test e dalla velocità del segnale. Fondamentalmente, è possibile aggiungere alla linea ulteriori punti di test (non utilizzare il via esistente o il pin DIP come punti di test) o estrarre una breve linea dalla linea.
Il primo equivale ad aggiungere un piccolo condensatore sulla linea, mentre il secondo è un ramo in più. Entrambe queste condizioni influenzeranno più o meno il segnale ad alta velocità e l'entità dell'effetto è correlata alla velocità della frequenza del segnale e alla velocità del fronte del segnale. L'entità dell'impatto può essere conosciuta attraverso la simulazione. In linea di principio, più piccolo è il punto di prova, meglio è (ovviamente deve soddisfare i requisiti dello strumento di prova), più corto è il ramo, meglio è.