Hoje, a maioria dos dispositivos eletrônicos, às vezes até simples, são usadosCircuito integradoCapaz de operar em altas velocidades. Esses dispositivos exigem um PCB de alta velocidade bem projetado para funcionar corretamente.
Ao projetar este PCB de alta velocidade, um grande número de fatores e parâmetros deve ser selecionado com precisão para garantir que o projeto seja bem-sucedido desde o início.
Neste artigo, vamos orientá-lo através do design de um PCB de alta velocidade e tudo o que você precisa considerar durante o processo de design.
Conteúdo
1 O que é design de PCB de alta velocidade
Desafio de design de PCB de alta velocidade
3, técnicas de design de PCB de alta velocidade
Considerações de design de PCB de alta velocidade
Como saber se você precisa de um design de alta velocidade?
Por que nossos PCBs são a melhor escolha para você?
7 – Conclusões
1 O que é design de PCB de alta velocidade
Sempre que os sinais em um PCB têm taxas de alta velocidade, eles dependem de pequenos fatores no layout do PCB. Esses sinais podem perder integridade e podem ser afetados por parâmetros físicos, como empilhamento de placas, impedância, área de loop, design geral e tipo de encapsulamento.
Portanto, o processo de design de PCB para otimizar esses sinais em rápida mudança para manter a integridade do sinal é chamado de design de PCB de alta velocidade.
O design de alta velocidade usa materiais de PCB avançados com emaranhamento de fibras apertado e tolerâncias precisas, bem como impedância controlada.
Designs de alta velocidade também tentarão usar pacotes de componentes pequenos, como BGA, LGA, MSOP, etc. Não um pacote de dados maior.
Figura 1: AMicrocontroladoresConexão de trilhos para conectores externos
Desafio de design de PCB de alta velocidade
A próxima seção destaca os principais desafios de design ao projetar PCBs de alta velocidade.
2.1 Tolerância
Porque mesmo o menorAs características do PCB afetamPara o comportamento do sinal, o seu fabricante precisa ter tolerâncias rigorosas.
Essas tolerâncias geralmente estão relacionadas a fatores como a linha de impedância controlada, a cascata e a capacitação da placa e o comprimento e a largura totais da marcação.
2.2 Disponibilidade de materiais de alta velocidade
Depois de exceder uma certa velocidade, você pode começar a exigir o uso de um únicoMaterial do PCB quando o sinal é muito rápido.
Ao projetar placas de circuito de alta velocidade, a fibra de vidro FR4 padrão não é a melhor. Alguns materiais de PCB usados para projetos de alta velocidade incluem FR-4, poliamida e PTFE aprimorados.
2.3 Escolha a pilha correta
Outro fator crítico, especialmente em placas multicamadas, é a escolha da cascata correta, ou seja, há uma camada de pré-imersão espessa, na qual há a camada de energia e a camada de terra, e o intervalo entre as camadas. Se escolhidos corretamente, todos esses fatores melhorarão a integridade do sinal.
2.4 Interligação de placa para placa
Quando um projeto requer a conexão de várias placas de alta velocidade, é necessário usar uma interconexão que transmita corretamente um sinal de alta velocidade, geralmente um cabo blindado de comprimento correspondente. A orientação do pino do conector deve minimizar a perda de sinal.
Figura 2: Os chips QFN de alta qualidade exigem tolerâncias rigorosas
3, técnicas de design de PCB de alta velocidade
3.1 Compreender o software de design que oferece opções avançadas
Projetos de alta velocidade exigem muitos recursos complexos no software CAD. Muitos programas projetados para amadores podem não tê-los. Os pacotes baseados na web geralmente não têm opções avançadas.
Portanto, as pessoas precisam aprender e ser proficientes em usar as ferramentas do Power CAD.
3.2 Rotação de Alta Velocidade
Quando se trata de caminhos de alta velocidade, os designers precisam entender as regras das rotinas necessárias. Incluirá coisas como não cortar a terra e manter caminhos mais curtos. Mantenha as linhas digitais não muito próximas para evitar a interferência e bloqueie quaisquer componentes que causem interferência.Integridade do sinalnão foram afetados.
3.3 Resistência a linhas controladas
Alguns tipos de sinais são necessáriosSensação do fogoSenhoras e senhores. Esses resistores são geralmente na ordem de magnitude de 40-120 ohms. As sugestões de correspondência de impedância característica são antenas e muitos pares diferenciales.
Os designers precisam saber comoCalcular a largura da trajetóriae os valores de impedância necessários. Se a linha não tiver o valor de impedância correto, o sinal pode cair severamente, resultando em corrupção de dados.
3.4 Compatibilidade de comprimento
Existem muitas linhas no barramento de memória de alta velocidade e no barramento de interface. Essas linhas operam em frequências muito altas, de modo que os sinais devem ir do transmissor ao receptor ao mesmo tempo. Ele requer uma função chamada correspondência de comprimento. A maioria das normas comuns define valores de tolerância que devem corresponder ao comprimento.
3.5 Minimizar a área do circuito
alta velocidade.Os designers de PCB devem saberOs sinais de alta frequência podem causar muitos problemas EMI e EMC. Para minimizar esses problemas, eles devem seguir algumas regras básicas, como a obtenção de uma camada de terra contínua e a redução da área do loop, otimizando o caminho de retorno da corrente para a linha e colocando um grande número de buracos de empilhamento.
Figura 3: Impedância controlada e linhas de par diferencial do chip BGA
Considerações de design de PCB de alta velocidade
Aqui estão as considerações de design mais importantes ao projetar PCBs de alta velocidade
4.1 Reflexão do sinal
Quando o sinal é um sinal de alta velocidade, a linha que transporta o sinal é como uma linha de transmissão com impedância característica. Para minimizar a reflexão ao longo do caminho, a impedância da linha precisa ser combinada com a impedância da fonte.
4.2 Sinal de campainha
Uma campainha de sinal refere-se a um desvio desnecessário de tensão ou corrente na linha de transmissão, o que resulta em um fluxo de corrente adicional e leva a um atraso na chegada do sinal ao destino final. Mensagens como linhas de relógio de alta velocidade podem apresentar problemas. Esses sinais devem bloquear qualquer interferência.
4.3 Problemas de interferência
Quando duas linhas com sinais de alta velocidade estão próximas, elas detectam a tensão um do outro. Portanto, é importante não colocar esses marcadores muito perto para evitar interferências mútuas.
4.4 Tempo de sinalização
Se as duas linhas transmitirem sinais de alta velocidade com comprimentos diferentes, o tempo de chegada da mensagem ao destino será ligeiramente diferente. Se as mensagens devem ser sincronizadas com linhas de relógio padrão, isso pode ser um grande problema. Nesses casos, o comprimento do sinal precisa ser combinado.
Como saber se você precisa de um design de alta velocidade?
5.1 Seu PCB tem uma interface de alta velocidade?
Uma maneira rápida de determinar se você precisa seguir as diretrizes de design de alta velocidade é verificar se você tem uma interface de alta velocidade como PCI-e, DDR ou até mesmo uma interface de vídeo como DVI, HDMI.
Todas essas interfaces exigem que você siga as regras de design de alta velocidade. Por favor, forneça as especificações precisas de cada dado em sua documentação.
5.2 Relação entre o comprimento da linha e o comprimento de onda do sinal
Em geral, se o comprimento de onda da informação é comparável ao comprimento da linha, então a placa de circuito certamente precisa de um design de alta velocidade. Normas como a DDR exigem que o comprimento da linha de percurso corresponda à tolerância mínima.
Um excelente número aproximado é se o seu comprimento de trilha e comprimento de onda estão dentro de uma ordem de grandeza um do outro. Então, olhar para o design de alta velocidade ajudará.
5.3 Placa-mãe com interface sem fio
Qualquer placa com uma antena, seja na placa ou através de um conector, deve ser projetada para sinais de alta velocidade. As antenas aéreas também exigem uma correspondência de impedância estreita e ajuste de comprimento.
Placas de circuito com conectores SMA ou similares exigem que as linhas conectadas aos conectores tenham um valor de impedância específico.
Um vídeo detalhado sobre as considerações de design de alta velocidade pode ser encontrado aqui:
WEB //www.youtube.com/watch. V=6jrVZu7eqiw
Figura 4: Interfaces de alta velocidade como DVI e USB requerem um design de alta velocidade
Por que nossos PCBs são a melhor escolha para você?
Figura 5: Coloque o componente SMD 0201 no aparelho em um PCB
A escolha do fabricante certo para o seu design de alta velocidade é essencial. Nosso PCB é um desses fabricantes, ele pode fornecer um projeto preciso para você.
Nossa PCB é uma empresa multinacionalFabricação de PCBAs empresas de montagem de PCB usam suas capacidades de fabricação na China para fornecer serviços e suporte em todo o mundo.
As fábricas da OurPCB estão equipadas com máquinas avançadas, incluindo, mas não se limitando a, três linhas de produção SMT de alta velocidade, a pega-pegadora Siemens HS50, a pega-pegadora Siemens F5, a soldagem de refluxo Heller 1809, a impressora MPM Speedline, a marcação inteligente OK e a Otek Automatic.visuais.As unidades de inspeção são diversas. Nós montamos BGA, LGA, QFN, QFP, DIP, SIP, etc. O tamanho mínimo de SMT que pode ser instalado é 0201. Também podemos fornecer serviços de programação, fiação e revestimentos de injeção e em forma.
7 – Conclusões
O design de PCB de alta velocidade é levar em consideração todos os pontos acima e escolher o fabricante certo para o seu sistema de alta velocidade. Esses projetos exigem processos de fabricação precisos e testes pós-produção.
Nossos PCBs são capazes de enfrentar os desafios do design de alta velocidade e garantir que você obtenha um produto de alta qualidade.
Para mais informações e encomendas, visite:HTTPS://www.ourpcb.com/.