მაღალი სიხშირის PCB დიზაინის პრობლემა

1. როგორ გავუმკლავდეთ ზოგიერთ თეორიულ კონფლიქტს რეალურ გაყვანილობაში?
ძირითადად, სწორია ანალოგური/ციფრული გრუნტის დაყოფა და იზოლაცია. უნდა აღინიშნოს, რომ სიგნალის კვალი მაქსიმალურად არ უნდა კვეთდეს თხრილს, ხოლო ელექტრომომარაგებისა და სიგნალის დაბრუნების დენის გზა არ უნდა იყოს ძალიან დიდი.
კრისტალური ოსცილატორი არის ანალოგური დადებითი უკუკავშირის რხევის წრე. იმისათვის, რომ ჰქონდეს სტაბილური რხევის სიგნალი, ის უნდა აკმაყოფილებდეს მარყუჟის მომატებას და ფაზის სპეციფიკაციებს. ამ ანალოგური სიგნალის რხევის სპეციფიკაციები ადვილად დარღვეულია. მაშინაც კი, თუ მიწის დამცავი კვალი დაემატება, ჩარევა შეიძლება არ იყოს მთლიანად იზოლირებული. უფრო მეტიც, ხმაური მიწის სიბრტყეზე ასევე იმოქმედებს დადებითი უკუკავშირის რხევის წრედზე, თუ ის ძალიან შორს არის. ამიტომ ბროლის ოსცილატორსა და ჩიპს შორის მანძილი მაქსიმალურად ახლოს უნდა იყოს.
მართლაც, ბევრი კონფლიქტია მაღალსიჩქარიანი გაყვანილობისა და EMI მოთხოვნებს შორის. მაგრამ ძირითადი პრინციპი არის ის, რომ EMI-ს მიერ დამატებული წინააღმდეგობა და ტევადობა ან ფერიტის მარცვალი არ შეიძლება გამოიწვიოს სიგნალის ზოგიერთი ელექტრული მახასიათებლის არ დაკმაყოფილების სპეციფიკაციები. ამიტომ, უმჯობესია გამოიყენოთ კვალის მოწყობისა და PCB დაწყობის უნარები EMI პრობლემების გადასაჭრელად ან შესამცირებლად, როგორიცაა მაღალი სიჩქარის სიგნალები, რომლებიც მიდიან შიდა შრეში. დაბოლოს, სიგნალის დაზიანების შესამცირებლად გამოიყენება წინააღმდეგობის კონდენსატორები ან ფერიტის მძივები.

2. როგორ მოვაგვაროთ წინააღმდეგობა ხელით გაყვანილობასა და მაღალსიჩქარიანი სიგნალების ავტომატურ გაყვანილობას შორის?
ძლიერი გაყვანილობის პროგრამული უზრუნველყოფის ავტომატური მარშრუტიზატორების უმეტესობამ დააწესა შეზღუდვები ლიკვიდაციის მეთოდისა და ვიზების რაოდენობის გასაკონტროლებლად. გრაგნილი ძრავის შესაძლებლობები და სხვადასხვა EDA კომპანიების შეზღუდვების დაყენების ელემენტები ზოგჯერ მნიშვნელოვნად განსხვავდება.
მაგალითად, არის თუ არა საკმარისი შეზღუდვები სერპენტინის გრაგნილის გზის გასაკონტროლებლად, შესაძლებელია თუ არა დიფერენციალური წყვილის კვალის მანძილის კონტროლი და ა.შ.
გარდა ამისა, გაყვანილობის ხელით რეგულირების სირთულე ასევე აბსოლუტურად დაკავშირებულია გრაგნილი ძრავის უნართან. მაგალითად, კვალის უბიძგების უნარი, ვიას ბიძგების უნარი და კვალის სპილენძის საფარისკენ წაწევის უნარიც და ა.შ. ამიტომ გამოსავალი არის როუტერის არჩევა ძლიერი გრაგნილი ძრავის შესაძლებლობით.

3. ტესტის კუპონის შესახებ.
ტესტის კუპონი გამოიყენება იმის გასაზომად, აკმაყოფილებს თუ არა წარმოებული PCB დაფის დამახასიათებელი წინაღობა TDR (დროის დომენის რეფლექტომეტრი) დიზაინის მოთხოვნებს. ზოგადად, საკონტროლო წინაღობას აქვს ორი შემთხვევა: ერთი მავთული და დიფერენციალური წყვილი.
მაშასადამე, სატესტო კუპონზე ხაზის სიგანე და ხაზების მანძილი (როდესაც არსებობს დიფერენციალური წყვილი) უნდა იყოს იგივე, რაც გასაკონტროლებელი ხაზი. ყველაზე მნიშვნელოვანი არის დამიწების წერტილის მდებარეობა გაზომვის დროს.
დამიწების ტყვიის ინდუქციური მნიშვნელობის შესამცირებლად, TDR ზონდის დამიწების ადგილი ჩვეულებრივ ძალიან ახლოს არის ზონდის წვერთან. აქედან გამომდინარე, მანძილი და მეთოდი სიგნალის გაზომვის წერტილსა და სატესტო კუპონზე მიწის წერტილს შორის უნდა შეესაბამებოდეს გამოყენებულ ზონდს.

4. მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინში, სიგნალის ფენის ცარიელი უბანი შეიძლება იყოს დაფარული სპილენძით და როგორ უნდა გადანაწილდეს მრავალი სიგნალის ფენის სპილენძის საფარი მიწაზე და ელექტრომომარაგებაზე?
ზოგადად, ცარიელ ზონაში სპილენძის მოპირკეთება ძირითადად დასაბუთებულია. უბრალოდ ყურადღება მიაქციეთ მანძილს სპილენძსა და სასიგნალო ხაზს შორის მაღალსიჩქარიანი სასიგნალო ხაზის გვერდით სპილენძის გამოყენებისას, რადგან გამოყენებული სპილენძი ოდნავ შეამცირებს კვალის დამახასიათებელ წინაღობას. ასევე ფრთხილად იყავით, რომ არ იმოქმედოთ სხვა ფენების დამახასიათებელ წინაღობაზე, მაგალითად, ორმაგი ზოლის ხაზის სტრუქტურაში.

5. შესაძლებელია თუ არა მიკროზოლის ხაზის მოდელის გამოყენება სიმძლავრის სიბრტყეზე სიგნალის ხაზის დამახასიათებელი წინაღობის გამოსათვლელად? შეიძლება თუ არა ელექტრომომარაგებასა და მიწის სიბრტყეს შორის სიგნალის გამოთვლა სტრიპლაინის მოდელის გამოყენებით?
დიახ, სიმძლავრის სიბრტყე და მიწის სიბრტყე უნდა ჩაითვალოს საცნობარო სიბრტყეებად დამახასიათებელი წინაღობის გაანგარიშებისას. მაგალითად, ოთხი ფენის დაფა: ზედა ფენა-ძაბვის ფენა-მიწის ფენა-ქვედა ფენა. ამ დროს ზედა ფენის დამახასიათებელი წინაღობის მოდელი არის მიკროზოლის ხაზის მოდელი, რომლის სიმძლავრის სიბრტყეა საორიენტაციო სიბრტყე.

6. შესაძლებელია თუ არა სატესტო წერტილების ავტომატურად გენერირება პროგრამული უზრუნველყოფის მიერ მაღალი სიმკვრივის დაბეჭდილ დაფებზე ნორმალურ პირობებში, მასობრივი წარმოების ტესტის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად?
ზოგადად, პროგრამული უზრუნველყოფა ავტომატურად გამოიმუშავებს სატესტო წერტილებს ტესტის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, დამოკიდებულია იმაზე, აკმაყოფილებს თუ არა ტესტის ქულების დამატების სპეციფიკაციები ტესტის აღჭურვილობის მოთხოვნებს. გარდა ამისა, თუ გაყვანილობა ძალიან მკვრივია და სატესტო პუნქტების დამატების წესები მკაცრია, შეიძლება არ იყოს საშუალება ავტომატურად დაამატოთ ტესტის წერტილები თითოეულ ხაზში. რა თქმა უნდა, თქვენ ხელით უნდა შეავსოთ შესამოწმებელი ადგილები.

7. იმოქმედებს თუ არა სატესტო პუნქტების დამატება მაღალსიჩქარიანი სიგნალების ხარისხზე?
იმოქმედებს თუ არა ეს სიგნალის ხარისხზე, დამოკიდებულია ტესტის ქულების დამატების მეთოდზე და რამდენად სწრაფია სიგნალი. ძირითადად, დამატებითი სატესტო წერტილები (არ გამოიყენოთ არსებული via ან DIP პინი, როგორც ტესტის წერტილები) შეიძლება დაემატოს ხაზს ან გამოიყვანოს ხაზიდან მოკლე ხაზი.
პირველი ექვივალენტურია ხაზის მცირე კონდენსატორის დამატებისას, ხოლო მეორე არის დამატებითი განშტოება. ორივე ეს პირობა გავლენას მოახდენს მაღალსიჩქარიან სიგნალზე მეტ-ნაკლებად, ხოლო ეფექტის მასშტაბი დაკავშირებულია სიგნალის სიხშირის სიჩქარესთან და სიგნალის ზღვარზე. ზემოქმედების სიდიდე შეიძლება ცნობილი იყოს სიმულაციის საშუალებით. პრინციპში, რაც უფრო მცირეა საცდელი წერტილი, მით უკეთესი (რა თქმა უნდა, უნდა აკმაყოფილებდეს სატესტო ხელსაწყოს მოთხოვნებს) რაც უფრო მოკლეა განშტოება, მით უკეთესი.