Het handhaven van de hoge PCB-ontwerpkwaliteit van de driver tot de collector op de PCB is geen gemakkelijke taak. Een van de meest uitdagende problemen is het omgaan met de vertragingen die hierdoor ontstaan en de relatieve vertragingen die hiermee gepaard gaan. Om met de vertragingen om te gaan, moeten we begrijpen hoe we de lengte van de vertraging kunnen bepalen en hoe we de PCB-ondersteuning naar behoefte kunnen sturen. Ik zal u de procedure laten zien. hoogfrequente printplaat ontwerp vereist ook selectief materiaal voor PCB.
Een PCB-ontwerp met hoge snelheid vinden
Volgens de materiaalkunde beweegt een snel signaal zich in een vacuüm of door de lucht met een snelheid die vergelijkbaar is met de snelheid van het licht.
Op zoek naar een high-speed PCB-ontwerp:
Volgens de materiaalkunde verplaatsen elektromagnetische signalen zich in een vacuüm of door de lucht met een snelheid die vergelijkbaar is met die van het licht, dat wil zeggen:
Vc = 3 x 108 m/s = 186,000 mijl/s = 11.8 inch/ns
Door de invloed van de diëlektrische constante (Er) van het PCB-materiaal passeert het signaal langzamer door de transmissielijn van de PCB. Daarnaast beïnvloedt de structuur van de transmissielijn ook de signaalsnelheid.
Er zijn twee algemene PCB-volgstructuren:
- striplijn
- microstrip
Hieronder staan de vergelijkingen voor het berekenen van de tekensnelheid op een hoogfrequente PCB:
Waar:
Vc is de lichtsnelheid in een vacuüm of door de lucht
Er is de diëlektrische constante van het PCB-materiaal
Ereffis het dwingende diëlektricum dat consistent is voor microstrips; de waarde ervan ligt tussen één en Er, en wordt ruwweg gegeven door:
Ereff≈ (0.64 Er+ 0.36) (1c)
Het berekenen van de vertraging die ontstaat (TPD)
De spread deferral is de tijd die een teken nodig heeft om over een lengte-eenheid van de transmissielijn te toenemen.
Zo bepalen we de diffusievertraging uit de volgende lengtes en andere methoden:
Waar: symboolsnelheid ten opzichte van de transmissielijn
In een vacuüm of lucht stijgt de snelheid tot 85 picoseconden per inch (ps/In).
Op PCB-transmissielijnen wordt de ontstaansvertraging gegeven door:
Hoe kiest u een materiaal voor een high-speed PCB-ontwerp?
Voordat u het high-speed PCB-materiaal voor uw snelle PCB-ontwerp selecteert, is het essentieel om een waarde (of kwaliteiten) te bepalen voor DK en Z0 voor uw transmissielijn (of -lijnen). Uw high-speed PCB-bordstructuurprogrammering kan u in staat stellen deze kwaliteiten in te stellen en op te nemen als onderdeel van de ontwerpbestand(en) voor uw CM. Zo niet, dan zijn er online DK-modellen en impedantie-minicomputers beschikbaar om u te helpen de best mogelijke kwaliteiten te vinden. Nu bent u klaar om de 2-staps oplossing voor uw snelle PCB-structuurmateriaalkeuzes te implementeren!
Fase 1: Selecteer de soorten bordmateriaal
Kies het materiaal uit de soorten die zijn voorgeschreven voor PCB's met een hoge frequentie. Dit omvat het kiezen van kern-, prepreg- en substraatmaterialen. U kunt mogelijk profiteren van halffabricaatontwikkeling, waarbij printlaagmateriaal wordt gekozen voor een hoge frequentie. Verschillende lagen kunnen echter verschillende materialen gebruiken om de kosten van de fabrikant te verlagen.
Fase 2: Selecteer de dikte van het plaatmateriaal en de koperbelasting
Gebruik uw gekozen of favoriete kwaliteiten voor DK en Z0 om dikte en koperbelasting te kiezen. Zorg ervoor dat de impedantie consistent blijft in alle richtingen van de bewegwijzering. Uw CM moet onderdeel zijn van uw materiaalkeuzeproces, aangezien de productie- en PCB-assemblagefasen mogelijk wijzigingen in uw keuzes vereisen voordat uw platen kunnen worden geproduceerd. Rhythm Automation, marktleider in snelle, nauwkeurige PCB-modelassemblage, staat klaar om met u samen te werken en u te helpen bij het optimaliseren van het materiaalkeuzeproces.
Om u te helpen de beste start te maken, zorgen we ervoor dat uw DFM-gegevens beschikbaar zijn en stellen we u in staat om DRC-documenten eenvoudig te bekijken en te downloaden. Bent u een Altium-klant? Dan kunt u deze documenten permanent toevoegen aan uw PCB-ontwerpsoftware.
Als u klaar bent om uw plan te laten maken, probeer dan onze tool voor het overzetten van uw CAD- en BOM-documenten. Neem contact met ons op als u meer informatie nodig heeft over een snel PCB-ontwerp of het bepalen van het materiaal voor uw printplaat.
Impedantieaanpassing in snelle PCB-ontwerpen
Het gaat er niet zozeer om de frequentie te bekijken, maar vooral om de steilheid van de rand van het bord, oftewel de stijg-/daaltijd van het bord. Algemeen wordt aangenomen dat als de stijg-/daaltijd van het bord (in 10% tot 90%) vele malen kleiner is dan de draadvertraging, het bord snel is. Het bord moet zich richten op de kwestie van impedantiecoördinatie. De draadvertraging is doorgaans 150 ps/inch.
Standaard impedantie-aanpassingsmethode
1. Koppel terminale matching:
Onder de voorwaarde dat de signaalbronimpedantie lager is dan de handelsmerkimpedantie van de transmissielijn, wordt een weerstand R tussen het bronuiteinde van het signaal en de transmissielijn geplaatst, zodat de opbrengstimpedantie van het bronuiteinde overeenkomt met de handelsmerkimpedantie van de transmissielijn, en het signaal dat door het heapuiteinde wordt gereflecteerd, wordt onderdrukt. Er vindt herreflectie plaats.
2. Parallelle aansluiting:
Voor de situatie waarin de impedantie van de signaalbron klein is, wordt de info-impedantie van het heap-einde gecoördineerd met de handelsmerkimpedantie van de transmissielijn door de parallelle obstructie uit te breiden, om de reflectie aan het heap-einde te elimineren. De uitvoeringsstructuur is geïsoleerd in twee
Richtlijn voor de keuze van coördinerende obstructies: Voor het geval van een hoge informatie-impedantie van de chip, moet voor een enkele oppositiestructuur de parallelle oppositieschatting van de heap-aansluiting dicht bij of gelijkwaardig zijn aan de standaardimpedantie van de transmissielijn; voor de dubbele obstructiestructuur moet elke parallelle obstructie een waarde hebben die het dubbele is van de standaardimpedantie van de transmissielijn.
Het voordeel van parallelle eindcoördinatie is primair en eenvoudig. Het opvallende nadeel is dat het DC-regelgebruik met zich meebrengt: het DC-regelgebruik van de enkele weerstandsmodus is nauw verbonden met de belastingscyclus van het signaal; de binaire weerstandsmodus bepaalt of het signaal hoog of laag is. Er is DC-regelgebruik, maar de stroom is niet precies 50% van de enkele weerstand. Bovendien zijn richtlijnen voor high-speed PCB-ontwerp voldoende om u te begeleiden.
