Augstas frekvences PCB projektēšanas problēma

1. Kā risināt dažus teorētiskus konfliktus faktiskajā elektroinstalācijā?
Būtībā ir pareizi sadalīt un izolēt analogo/digitālo zemējumu. Jāņem vērā, ka signāla trase pēc iespējas nedrīkst šķērsot grāvi, un barošanas avota un signāla atgriešanās strāvas ceļš nedrīkst būt pārāk liels.
Kristāla oscilators ir analoga pozitīvas atgriezeniskās saites svārstību ķēde. Lai iegūtu stabilu svārstību signālu, tam jāatbilst cilpas pastiprinājuma un fāzes specifikācijām. Šī analogā signāla svārstību specifikācijas ir viegli izjauktas. Pat ja tiek pievienotas zemes apsardzes pēdas, traucējumi var nebūt pilnībā izolēti. Turklāt iezemētās plaknes troksnis ietekmēs arī pozitīvās atgriezeniskās saites svārstību ķēdi, ja tā atrodas pārāk tālu. Tāpēc attālumam starp kristāla oscilatoru un mikroshēmu jābūt pēc iespējas tuvākam.
Patiešām, starp ātrgaitas vadiem un EMI prasībām ir daudz pretrunu. Bet pamatprincips ir tāds, ka EMI pievienotā pretestība un kapacitāte vai ferīta lodītes nevar izraisīt atsevišķu signāla elektrisko raksturlielumu neatbilstību specifikācijām. Tāpēc vislabāk ir izmantot trasēšanas un PCB sakraušanas prasmes, lai atrisinātu vai samazinātu EMI problēmas, piemēram, ātrgaitas signālus, kas nonāk iekšējā slānī. Visbeidzot, lai samazinātu signāla bojājumus, tiek izmantoti pretestības kondensatori vai ferīta lodītes.

2. Kā atrisināt pretrunu starp manuālo elektroinstalāciju un ātrgaitas signālu automātisko vadu?
Lielākajai daļai spēcīgas vadu programmatūras automātisko maršrutētāju ir noteikti ierobežojumi, lai kontrolētu tinumu metodi un caurumu skaitu. Dažādu EDA uzņēmumu tinumu dzinēju iespējas un ierobežojumu iestatīšanas vienumi dažkārt ļoti atšķiras.
Piemēram, vai ir pietiekami daudz ierobežojumu, lai kontrolētu serpentīna tinuma veidu, vai ir iespējams kontrolēt diferenciāļa pāra trases attālumu utt. Tas ietekmēs to, vai automātiskās maršrutēšanas maršrutēšanas metode var atbilst projektētāja idejai.
Turklāt grūtības manuāli regulēt vadu ir arī absolūti saistītas ar tinuma dzinēja spēju. Piemēram, trases stumšanas spēja, caurejas stumšanas spēja un pat trases stumšanas spēja uz vara pārklājumu utt. Tāpēc risinājums ir izvēlēties maršrutētāju ar spēcīgu tinuma dzinēja spēju.

3. Par testa kuponu.
Testa kupons tiek izmantots, lai izmērītu, vai ražotās PCB plates raksturīgā pretestība atbilst TDR (Time Domain Reflectometer) projektēšanas prasībām. Parasti kontrolējamai pretestībai ir divi gadījumi: viens vads un diferenciālais pāris.
Tāpēc līnijas platumam un līniju atstatumam uz testa kupona (ja ir diferenciālais pāris) ir jābūt tādam pašam kā vadāmajai līnijai. Vissvarīgākais ir zemējuma punkta atrašanās vieta mērīšanas laikā.
Lai samazinātu zemējuma pievada induktivitātes vērtību, TDR zondes zemējuma vieta parasti ir ļoti tuvu zondes galam. Tāpēc attālumam un metodei starp signāla mērīšanas punktu un zemes punktu testa kuponā ir jāatbilst izmantotajai zondei.

4. Ātrgaitas PCB projektēšanā signāla slāņa tukšo laukumu var pārklāt ar varu, un kā vairāku signāla slāņu vara pārklājums ir jāsadala uz zemes un barošanas avota?
Parasti vara pārklājums tukšajā zonā lielākoties ir iezemēts. Pieliekot varu blakus ātrgaitas signāla līnijai, vienkārši pievērsiet uzmanību attālumam starp vara un signāla līniju, jo pielietotais varš nedaudz samazinās trases raksturīgo pretestību. Tāpat uzmanieties, lai neietekmētu citu slāņu raksturīgo pretestību, piemēram, divu joslu līniju struktūrā.

5. Vai ir iespējams izmantot mikrosloksnes līnijas modeli, lai aprēķinātu signāla līnijas raksturīgo pretestību jaudas plaknē? Vai signālu starp barošanas avotu un iezemēto plakni var aprēķināt, izmantojot sloksnes modeli?
Jā, aprēķinot raksturīgo pretestību, jaudas plakne un iezemētā plakne ir jāuzskata par atskaites plaknēm. Piemēram, četrslāņu dēlis: augšējais slānis-jaudas slānis-zemes slānis-apakšējais slānis. Šobrīd augšējā slāņa raksturīgais pretestības modelis ir mikrosloksnes līnijas modelis ar barošanas plakni kā atskaites plakni.

6. Vai parastos apstākļos var automātiski ģenerēt testa punktus uz augsta blīvuma drukātajām plāksnēm, lai izpildītu masveida ražošanas pārbaudes prasības?
Parasti tas, vai programmatūra automātiski ģenerē testa punktus, lai atbilstu testa prasībām, ir atkarīgs no tā, vai testa punktu pievienošanas specifikācijas atbilst testa aprīkojuma prasībām. Turklāt, ja elektroinstalācija ir pārāk blīva un pārbaudes punktu pievienošanas noteikumi ir stingri, var nebūt iespējas automātiski pievienot testa punktus katrai līnijai. Protams, pārbaudāmās vietas ir jāaizpilda manuāli.

7. Vai testa punktu pievienošana ietekmēs ātrgaitas signālu kvalitāti?
Tas, vai tas ietekmēs signāla kvalitāti, ir atkarīgs no testa punktu pievienošanas metodes un signāla ātruma. Pamatā līnijai var pievienot papildu pārbaudes punktus (neizmantojiet esošo caureju vai DIP tapu kā pārbaudes punktu) vai novilkt īsu līniju no līnijas.
Pirmais ir līdzvērtīgs neliela kondensatora pievienošanai līnijai, bet otrais ir papildu atzars. Abi šie apstākļi vairāk vai mazāk ietekmēs ātrgaitas signālu, un efekta apjoms ir saistīts ar signāla frekvences ātrumu un signāla malas ātrumu. Trieciena lielumu var uzzināt, izmantojot simulāciju. Principā, jo mazāks ir pārbaudes punkts, jo labāk (protams, tam jāatbilst testa instrumenta prasībām), jo īsāks zars, jo labāk.