Mantenere la qualità di progettazione di PCB ad alta velocità, dal driver al collettore, non è un compito facile. Uno degli aspetti più complessi è la gestione dei ritardi di produzione e dei relativi ritardi temporali. Per gestire i ritardi temporali, dobbiamo capire come calcolare la lunghezza del ritardo, considerando il ritardo temporale come un incentivo per eseguire la gestione del supporto PCB in base alle esigenze. Lasciate che vi mostri la procedura. PCB ad alta frequenza il design richiede anche selettività materiale per PCB.
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Secondo la scienza dei materiali, il segnale veloce viaggia nel vuoto o nell'aria a una velocità simile a quella della luce, che è.
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Secondo la scienza dei materiali, i segnali elettromagnetici viaggiano nel vuoto o nell'aria a una velocità simile a quella della luce, ovvero:
Vc = 3 x 108 m/s = 186,000 miglia/s = 11.8 pollici/ns
A causa dell'influenza della costante dielettrica (Er) del materiale del PCB, il segnale attraversa la linea di trasmissione del PCB a una velocità inferiore. Inoltre, anche la struttura della linea di trasmissione influisce sulla velocità del segnale.
Esistono due strutture generali di PCB:
- striscia
- microstrip
Di seguito sono riportate le equazioni per il calcolo della velocità del segnale su un PCB ad alta frequenza:
Dove:
Vc è la velocità della luce nel vuoto o nell'aria
Er è la stabilità dielettrica del materiale del PCB
Ereffis la costante dielettrica di riferimento per le microstrisce; il suo valore è compreso tra uno ed Er, ed è approssimativamente dato da:
Ereff≈ (0.64 Er+ 0.36) (1c)
Ritardo nella generazione (TPD)
Il differimento di diffusione è il tempo impiegato da un segnale per aumentare su una lunghezza unitaria della linea di trasmissione.
Ecco come determiniamo il ritardo di diffusione dalle seguenti lunghezze e altri metodi:
Dove: velocità del simbolo rispetto alla linea di trasmissione
Nel vuoto o nell'aria, sale a 85 picosecondi per pollice (ps/In).
Sulle linee di trasmissione PCB, il ritardo di generazione è dato da:
Come scegliere il materiale per la progettazione di PCB ad alta velocità
Prima di selezionare il materiale per PCB ad alta velocità per il tuo progetto PCB veloce, è essenziale stabilire un valore (o delle qualità) per DK e Z0 per la tua linea (o linee) di trasmissione. Il tuo software di progettazione PCB ad alta velocità ti consentirà di impostare queste qualità e di integrarle nei file di progetto per il tuo agreement maker (CM). In caso contrario, online sono disponibili diagrammi DK e minicomputer di impedenza per aiutarti a ottenere le migliori qualità possibili. Ora sei pronto per attuare la soluzione a due fasi per le tue scelte di materiali per la progettazione PCB veloce!
Fase 1: Selezionare i tipi di materiale della tavola
Scegliete il tipo di materiale tra quelli previsti per PCB ad alta frequenza. Questo include la scelta di materiali per il centro, il preimpregnato e il substrato. Potreste avere la possibilità di trarre vantaggio dallo sviluppo ibrido, in cui il materiale dello strato di segnale viene selezionato per un'elevata frequenza. Tuttavia, strati diversi possono utilizzare materiali diversi per ridurre i costi di produzione.
Fase 2: Selezionare gli spessori dei materiali delle schede e i carichi di rame
Utilizzate le vostre qualità preferite o determinate per DK e Z0 per scegliere lo spessore e i carichi di rame. Assicuratevi di mantenere la coerenza dell'impedenza lungo tutto il percorso del segnale. Il vostro CM dovrebbe essere parte integrante della vostra procedura di scelta dei materiali, poiché le fasi di produzione della scheda e di assemblaggio del PCB potrebbero richiedere modifiche alle vostre decisioni prima che i fogli possano essere realizzati. Rhythm Automation, leader del settore nell'assemblaggio rapido e preciso di modelli PCB, è pronta a collaborare con voi e ad aiutarvi a migliorare il processo di scelta dei materiali.
Inoltre, per aiutarti a iniziare al meglio, forniamo dati per il tuo DFM e ti consentiamo di visualizzare e scaricare i documenti DRC in modo semplice. Se sei un cliente Altium, puoi aggiungere questi documenti in modo permanente alla programmazione della struttura del tuo PCB.
Se sei pronto a far realizzare il tuo progetto, prova il nostro strumento di dichiarazione per trasferire i tuoi documenti CAD e BOM. Se hai bisogno di maggiori informazioni sulla progettazione rapida di PCB o sulla scelta dei materiali per la tua scheda, contattaci.
Adattamento di impedenza nella progettazione di PCB ad alta velocità
Non si tratta principalmente di guardare la frequenza, ma la chiave è guardare la pendenza del bordo del segnale, ovvero il tempo di salita/discesa del segnale. Si ritiene comunemente che se il tempo di salita/discesa del segnale (dal 10% al 90%) è inferiore a diverse volte il ritardo del filo, il segnale sia veloce. Il segnale deve concentrarsi sul problema del coordinamento dell'impedenza. Il ritardo del filo è solitamente di 150 ps/pollice.
Metodo di adattamento dell'impedenza standard
1. Abbinamento dei terminali di coppia:
A condizione che l'impedenza della sorgente di segnale sia inferiore all'impedenza di riferimento della linea di trasmissione, un resistore R è collegato tra l'estremità sorgente del segnale e la linea di trasmissione, in modo che l'impedenza di snervamento dell'estremità sorgente coordini l'impedenza di riferimento della linea di trasmissione e il segnale riflesso dall'estremità a monte venga soffocato. Si verifica una ri-riflessione.
2. Corrispondenza dei terminali paralleli:
Nel caso in cui l'impedenza della sorgente di segnale sia bassa, l'impedenza di segnale dell'estremità heap viene coordinata con l'impedenza di riferimento della linea di trasmissione espandendo l'ostruzione parallela, per eliminare la riflessione all'estremità heap. La struttura di esecuzione è isolata in due
Linea guida per la scelta dell'ostruzione coordinata: in caso di elevata impedenza informativa del chip, per una struttura a singola ostruzione, la stima dell'ostruzione parallela del terminale heap deve essere prossima o equivalente all'impedenza tipica della linea di trasmissione; per la struttura a doppia ostruzione, ogni stima dell'ostruzione parallela deve essere il doppio dell'impedenza tipica della linea di trasmissione.
Il vantaggio del coordinamento delle estremità parallele è primario e diretto. Lo svantaggio principale è che comporta un utilizzo del controllo in corrente continua: l'utilizzo del controllo in corrente continua della modalità di blocco singolo è strettamente legato al ciclo di obbligo del segnale; la modalità di opposizione binaria dipende dal fatto che il segnale sia alto o basso. Esiste un utilizzo del controllo in corrente continua; tuttavia, la corrente non è esattamente il 50% della corrente del singolo resistore. Inoltre, le linee guida per la progettazione di PCB ad alta velocità sono sufficienti come guida.
