ปัญหาการออกแบบ PCB ความถี่สูง

1. จะจัดการกับข้อขัดแย้งทางทฤษฎีในการเดินสายจริงได้อย่างไร?
โดยพื้นฐานแล้ว การแบ่งและแยกกราวด์อนาล็อก/ดิจิทัลนั้นถูกต้อง ควรสังเกตว่าการติดตามสัญญาณไม่ควรข้ามคูน้ำให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และเส้นทางกระแสไฟกลับของแหล่งจ่ายไฟและสัญญาณไม่ควรใหญ่เกินไป
คริสตัลออสซิลเลเตอร์เป็นวงจรออสซิลเลเตอร์ตอบรับเชิงบวกแบบอะนาล็อก หากต้องการให้สัญญาณออสซิลเลชั่นเสถียร ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดอัตราขยายของลูปและเฟส ข้อมูลจำเพาะของการสั่นของสัญญาณอะนาล็อกนี้ถูกรบกวนได้ง่าย แม้ว่าจะมีการเพิ่มร่องรอยยามภาคพื้นดินก็ตาม การรบกวนอาจไม่สามารถแยกออกได้อย่างสมบูรณ์ ยิ่งไปกว่านั้น เสียงบนระนาบกราวด์ยังส่งผลต่อวงจรออสซิลเลชันป้อนกลับเชิงบวกด้วย หากอยู่ไกลเกินไป ดังนั้นระยะห่างระหว่างคริสตัลออสซิลเลเตอร์และชิปจะต้องใกล้เคียงที่สุด
แท้จริงแล้ว มีข้อขัดแย้งมากมายระหว่างการเดินสายความเร็วสูงและข้อกำหนด EMI แต่หลักการพื้นฐานก็คือ ความต้านทานและความจุหรือเฟอร์ไรต์บีดที่เพิ่มโดย EMI ไม่สามารถทำให้ลักษณะทางไฟฟ้าบางอย่างของสัญญาณไม่เป็นไปตามข้อกำหนด ดังนั้นจึงควรใช้ทักษะในการจัดเรียงร่องรอยและการซ้อน PCB เพื่อแก้ไขหรือลดปัญหา EMI เช่น สัญญาณความเร็วสูงที่ส่งไปยังชั้นใน สุดท้ายจะใช้ตัวเก็บประจุความต้านทานหรือเม็ดเฟอร์ไรต์เพื่อลดความเสียหายที่เกิดกับสัญญาณ

2. จะแก้ไขข้อขัดแย้งระหว่างการเดินสายแบบแมนนวลและการเดินสายอัตโนมัติของสัญญาณความเร็วสูงได้อย่างไร?
เราเตอร์อัตโนมัติส่วนใหญ่ของซอฟต์แวร์การเดินสายที่แข็งแกร่งได้กำหนดข้อจำกัดในการควบคุมวิธีการม้วนและจำนวนจุดแวะ ความสามารถของเครื่องยนต์ไขลานและรายการการตั้งค่าข้อจำกัดของบริษัท EDA ต่างๆ บางครั้งแตกต่างกันอย่างมาก
ตัวอย่างเช่น มีข้อจำกัดเพียงพอที่จะควบคุมวิธีการคดเคี้ยวคดเคี้ยว หรือไม่สามารถควบคุมระยะห่างของร่องรอยของคู่ดิฟเฟอเรนเชียลหรือไม่ เป็นต้น ซึ่งจะส่งผลต่อว่าวิธีการกำหนดเส้นทางของการกำหนดเส้นทางอัตโนมัติสามารถตอบสนองแนวคิดของนักออกแบบหรือไม่
นอกจากนี้ความยากในการปรับสายไฟด้วยตนเองยังสัมพันธ์กับความสามารถของเครื่องยนต์ที่คดเคี้ยวอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ความสามารถในการดันของร่องรอย ความสามารถในการดันของเวีย และแม้กระทั่งความสามารถในการดันของร่องรอยจนถึงการเคลือบทองแดง เป็นต้น ดังนั้น การเลือกเราเตอร์ที่มีความสามารถด้านเครื่องยนต์คดเคี้ยวที่แข็งแกร่งคือวิธีแก้ปัญหา

3. เกี่ยวกับคูปองทดสอบ
คูปองทดสอบใช้เพื่อวัดว่าคุณลักษณะอิมพีแดนซ์ของบอร์ด PCB ที่ผลิตนั้นตรงตามข้อกำหนดการออกแบบด้วย TDR (Time Domain Reflectometer) หรือไม่ โดยทั่วไป อิมพีแดนซ์ที่จะควบคุมมีสองกรณี: สายเดี่ยวและคู่ดิฟเฟอเรนเชียล
ดังนั้นความกว้างของเส้นและระยะห่างระหว่างบรรทัดบนคูปองทดสอบ (เมื่อมีคู่ส่วนต่าง) ควรเหมือนกับเส้นที่จะควบคุม สิ่งที่สำคัญที่สุดคือตำแหน่งของจุดต่อสายดินระหว่างการวัด
เพื่อลดค่าความเหนี่ยวนำของสายกราวด์ ตำแหน่งสายดินของโพรบ TDR มักจะอยู่ใกล้กับปลายโพรบมาก ดังนั้นระยะห่างและวิธีการระหว่างจุดวัดสัญญาณและจุดกราวด์บนคูปองทดสอบจะต้องตรงกับโพรบที่ใช้

4. ในการออกแบบ PCB ความเร็วสูง พื้นที่ว่างของชั้นสัญญาณสามารถเคลือบด้วยทองแดงได้ และควรกระจายการเคลือบทองแดงของชั้นสัญญาณหลายชั้นบนกราวด์และแหล่งจ่ายไฟอย่างไร
โดยทั่วไปการชุบทองแดงในพื้นที่ว่างส่วนใหญ่จะต่อสายดิน เพียงใส่ใจกับระยะห่างระหว่างทองแดงกับสายสัญญาณเมื่อใช้ทองแดงถัดจากสายสัญญาณความเร็วสูง เพราะทองแดงที่ใช้จะลดความต้านทานลักษณะเฉพาะของการติดตามเล็กน้อย ระวังอย่าให้กระทบต่อคุณลักษณะอิมพีแดนซ์ของชั้นอื่นๆ เช่น ในโครงสร้างของเส้นแถบคู่

5. เป็นไปได้ไหมที่จะใช้แบบจำลองเส้นไมโครสตริปเพื่อคำนวณความต้านทานคุณลักษณะของสายสัญญาณบนระนาบกำลัง สามารถคำนวณสัญญาณระหว่างแหล่งจ่ายไฟและระนาบกราวด์โดยใช้แบบจำลองสตริปไลน์ได้หรือไม่
ใช่ ระนาบกำลังและระนาบกราวด์ต้องถือเป็นระนาบอ้างอิงเมื่อคำนวณอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ ตัวอย่างเช่น กระดานสี่ชั้น: ชั้นบน-ชั้นพลัง-ชั้นล่าง-ชั้นล่าง ในเวลานี้ โมเดลอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของชั้นบนสุดคือโมเดลเส้นไมโครสตริปที่มีระนาบกำลังเป็นระนาบอ้างอิง

6. ซอฟต์แวร์สามารถสร้างจุดทดสอบโดยอัตโนมัติบนบอร์ดพิมพ์ที่มีความหนาแน่นสูงภายใต้สถานการณ์ปกติเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการทดสอบการผลิตจำนวนมากได้หรือไม่
โดยทั่วไป ซอฟต์แวร์จะสร้างจุดทดสอบโดยอัตโนมัติเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการทดสอบหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับว่าข้อกำหนดในการเพิ่มจุดทดสอบนั้นตรงตามข้อกำหนดของอุปกรณ์ทดสอบหรือไม่ นอกจากนี้ หากสายไฟหนาแน่นเกินไปและกฎการเพิ่มจุดทดสอบเข้มงวด อาจไม่สามารถเพิ่มจุดทดสอบลงในแต่ละบรรทัดได้โดยอัตโนมัติ แน่นอนว่าคุณต้องกรอกสถานที่ที่จะทดสอบด้วยตนเอง

7. การเพิ่มจุดทดสอบจะส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณความเร็วสูงหรือไม่?
จะส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับวิธีการเพิ่มจุดทดสอบและความรวดเร็วของสัญญาณ โดยทั่วไป จุดทดสอบเพิ่มเติม (อย่าใช้จุดทดสอบ via หรือ DIP ที่มีอยู่เป็นจุดทดสอบ) อาจถูกเพิ่มลงในเส้นหรือดึงเส้นสั้นออกจากเส้น
แบบแรกเทียบเท่ากับการเพิ่มตัวเก็บประจุขนาดเล็กบนเส้น ในขณะที่แบบหลังเป็นสาขาพิเศษ เงื่อนไขทั้งสองนี้จะส่งผลต่อสัญญาณความเร็วสูงไม่มากก็น้อย และขอบเขตของผลกระทบจะสัมพันธ์กับความเร็วความถี่ของสัญญาณและอัตราขอบของสัญญาณ ขนาดของผลกระทบสามารถทราบได้จากการจำลอง ตามหลักการแล้ว ยิ่งจุดทดสอบมีขนาดเล็กเท่าไรก็ยิ่งดี (แน่นอนว่าต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของเครื่องมือทดสอบ) ยิ่งสาขาสั้นก็ยิ่งดี