Mẹo nhỏ: Để tìm kim chính xác nội dung của TrangChiaSe.Com, hãy search trn Google với cú pháp: "Từ khóa" + "trangchiase". (Ví d: Rom S8 Active TrangChiaSe). Tìm kiếm ngay


Đó là cách mà cách đây rất lâu khi chữ “tốc độ cao” đã không tồn tại trong từ vựng của các nhà thiết kế PCB. Nhưng những ngày này, nó dường như là ngược lại. Trước đó, mối quan tâm là tất cả về việc ghép các mảnh ghép lại với nhau và lên chiến lược theo cách của bạn thông qua cách bố trí bảng vật lý. Nhưng với thiết kế tốc độ cao? Bây giờ có một loạt các lực vô hình để lo lắng, những thứ như nhiễu điện từ (EMI), nhiễu xuyên âm, phản xạ tín hiệu và danh sách tiếp tục. Dưới đây là một số lời khuyên thiết thực để làm cho quá trình thiết kế tốc độ cao đầu tiên của bạn thành công.

More Data, More EMI

Tài trợ

Vào năm 2005, 3 Gbps được coi là tốc độ dữ liệu tốc độ cao điển hình, nhưng ngày nay các kỹ sư đang xử lý 10 Gbps và thậm chí 25. Và không chỉ vậy, khi chúng tôi tiếp tục đẩy tốc độ xung nhịp nhanh hơn và nhanh hơn, chúng tôi tạo ra các thiết bị nhỏ hơn bao giờ để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng. Bất cứ thứ gì bạn thiết kế ngày hôm nay, rất có thể bạn đã kết hợp một số khía cạnh của thiết kế tốc độ cao, cho dù đó là điều gì với DDR, PCI Express, USB, SATA, v.v. định tuyến tốc độ cao highspeed meander 2016 12 13 16 26 44 2Tại trung tâm của tốc độ cao, thiết kế PCB là một vấn đề can thiệp. Tốc độ dữ liệu của bạn càng nhanh, bạn càng cố gắng bảo vệ tính toàn vẹn của tín hiệu. Hầu hết các vấn đề này bắt nguồn từ bức xạ điện từ. Bức xạ này tương đối vô hại với số lượng nhỏ khi nó tiếp xúc với mạch điện. Nhưng khi nó bắt đầu can thiệp vào hoạt động của toàn bộ thiết bị điện tử của bạn, thì bức xạ sẽ trở thành nhiễu và Nhiễu điện từ (EMI) trở thành một thế giới vấn đề hoàn toàn mới khiến bạn phải lo lắng. Nếu bạn đã từng nghe hoặc gặp phải các vấn đề liên quan đến tiếng ồn, thì bạn sẽ biết chính xác những gì chúng tôi nói về.

emwavec
Bất kỳ dòng điện nào cũng sẽ tạo ra một từ trường, và đó là sự khởi đầu của bức xạ điện từ.

 

Vì vậy, bạn có thể tự hỏi, làm thế nào bạn có thể biết nếu bạn đang làm việc trên một dự án tốc độ cao mà không phát hiện ra nó thông qua các vấn đề EMI? Có một vài trường phái tư tưởng ở đây, và chúng tôi sẽ phá vỡ top 3:

Tần số. Ý nghĩ đầu tiên là thiết kế tốc độ cao được phân loại dựa trên tần số của PCB và khả năng ảnh hưởng đến hiệu suất của mạch. Đối với một số người, điều này có nghĩa là bất cứ điều gì trên 50 MHz. Những người khác phân loại nó thành nhiều nhóm cho tốc độ thấp (<25 MHZ), tốc độ vừa phải (25-100 MHz), tốc độ cao (100-1000 MHz) và bất cứ thứ gì ở trên tốc độ cực cao, dành riêng cho các nhà thiết kế RF.
Dấu vết. Ngoài ra còn có trường phái suy nghĩ rằng bạn có thể sử dụng kích thước vật lý của dấu vết của mình để xác định xem bạn có đang làm việc với một thiết bị tốc độ cao hay không. Hướng dẫn này nêu rõ rằng một khi dấu vết vượt quá thời gian tăng tốc độ chuyển đổi thiết bị của bạn, thì bạn đã có tốc độ cao.
Tách biệt. Viễn cảnh cuối cùng có một cách tiếp cận chung, xem xét toàn bộ thiết kế mạch của bạn và đặt câu hỏi sau – hệ thống của bạn có hoạt động đồng bộ với nhau không? Hay bạn có một loạt các mạch phụ được tổ chức thành một mạch lớn hơn với mọi thứ hoạt động riêng rẽ? Điều thứ hai đưa bạn vào vương quốc của thiết kế tốc độ cao.

Dự án sắp tới của bạn được phân loại là tốc độ cao? Tuyệt quá. Đó là tất cả những tiếng ồn nền mà bạn cần phải lo lắng, hãy để bây giờ đi sâu vào 10 lời khuyên hàng đầu của chúng tôi để có một quy trình thiết kế thành công.

#1. Luôn bắt đầu quá trình thiết kế tốc độ cao của bạn với một kế hoạch

Chúng tôi bắt đầu với mẹo rõ ràng nhất, nhưng vì một lý do tốt. Nếu không có kế hoạch và chiến lược cho dự án thiết kế tốc độ cao của bạn, bạn có thể sẽ gặp phải những thất bại, phản ứng và những vấn đề bất ngờ. Vì vậy, trước khi đặt biểu tượng hoặc kết nối mạng, bạn cần có một danh sách kiểm tra trong tay về những gì sắp diễn ra. Dưới đây là một số câu hỏi mà bạn sẽ muốn tự hỏi:

Tổ chức hệ thống – Tôi có sơ đồ trực quan giúp tôi hình dung làm thế nào tất cả các mạch phụ của tôi kết nối với nhau và dòng trở lại được thiết lập tốt không?
Tốc độ tín hiệu – Tôi có biết tần số cao nhất và thời gian tăng nhanh nhất của mỗi tín hiệu của mình không?
Nguồn cung cấp – Tôi đã ghi lại từng yêu cầu về điện áp và năng lượng của mình cho tất cả các IC của mình chưa và tôi có cần phải phân chia bất kỳ mặt phẳng nguồn nào không?
Tín hiệu nhạy cảm – Tôi có kế hoạch đáp ứng các yêu cầu của mình về tín hiệu vi sai, trở kháng được kiểm soát và chiều dài theo dõi hoặc lan truyền không?

Đây không phải là những câu hỏi duy nhất mà bạn sẽ cần phải tự hỏi mình trong giai đoạn lập kế hoạch, nhưng chúng sẽ giúp bạn bắt đầu. Bạn cũng có thể cần phải làm việc với nhà sản xuất của mình để hiểu các yêu cầu dung sai tối thiểu của họ. Và bạn sẽ cần xem xét việc phát triển một chiến lược để giảm mức độ nhiễu trên tín hiệu tốc độ cao của mình bằng nhiều phương pháp định tuyến bao gồm cả microstrip hoặc dấu vết vạch.

Được nhiều người gọi là cuốn sách dành cho tất cả những thứ thiết kế tốc độ cao. Bắt đầu kế hoạch của bạn với việc học!

#2. Tài liệu Từng chi tiết của Hội đồng quản trị của bạn để sản xuất

Để xây dựng giai đoạn lập kế hoạch trong Mẹo 1, bây giờ đã đến lúc xác định và ghi lại các yêu cầu xếp chồng lớp của bạn một cách kỹ lưỡng. Đây là thời điểm hoàn hảo để cùng với nhà sản xuất của bạn xác định vật liệu nào của bảng của bạn và những ràng buộc cụ thể nào bạn cần để nhập vào quy tắc thiết kế của mình. Theo như các tài liệu, bạn có thể sẽ làm việc với một trong những điều sau:

  • FR-4. Đây là một vật liệu tuyệt vời khi bạn làm việc với tốc độ xung nhịp <5Gbps và được phân loại là vật liệu tốc độ thấp. FR-4 có khả năng kiểm soát trở kháng khá tốt và cũng được biết đến với chi phí thấp.
  • Nelco, SI hoặc Megtron. Trong lĩnh vực thiết kế tốc độ cao, bạn có thể sẽ làm việc với các vật liệu này. Mỗi cái đều phù hợp với tốc độ xung nhịp 5-25 Gbps.
  • Rogers. Nếu thiết kế tốc độ cao đầu tiên của bạn đang đẩy 56Gbps, thì bạn có thể sẽ kết thúc bằng cách sử dụng laminate Rogers. Đây là một vật liệu tần số cao, nhiệt độ cao được biết đến với tính nhất quán trở kháng tốt, nhưng nó cũng đắt tiền để sản xuất.

download

Rogers có một chút khác biệt so với FR4, hãy chú ý độ dày!

 

Một khi bạn biết tài liệu bạn sẽ cần phải sản xuất bảng của bạn; bây giờ đã có thời gian để ghi nhớ một số chiến lược xếp chồng lớp khác.

  • Đầu tiên, bạn sẽ luôn cần phải có một lớp tín hiệu được đặt liền kề với một lớp mặt phẳng để cung cấp cho các tín hiệu của bạn một đường dẫn trở lại hiệu quả.
  • Nó cũng đáng xem xét việc định tuyến tất cả các tín hiệu tốc độ cao của bạn trên các lớp bên trong bảng của bạn giữa các mặt phẳng, điều này sẽ cung cấp sự che chắn chống lại mọi bức xạ phát ra bên ngoài.
  • Cuối cùng, cũng xem xét sử dụng nhiều mặt phẳng mặt đất trong lớp của bạn xếp chồng lên nhau. Điều này sẽ giúp giảm trở kháng tham chiếu của bạn và giảm bức xạ ở chế độ chung ảnh hưởng đến mạch của bạn.

#3. Lập kế hoạch sàn – Sắp xếp bảng của bạn thành các phần hợp lý

Dọc theo các kế hoạch đưa ra các yêu cầu thiết kế tốc độ cao của bạn và lớp của bạn xếp chồng lên nhau, bạn cũng cần xem xét cách tổ chức bảng của bạn. Hãy nhớ ở trên khi chúng ta nói về cách thiết kế tốc độ cao có thể được phân loại dựa trên bộ sưu tập các mạch con? Bạn cần phải quyết định nơi tất cả các mạch con này được đặt trong thiết kế lớn hơn.

Điều này đặc biệt là trường hợp cho các phần kỹ thuật số và tương tự, cần được cách ly cẩn thận để giảm bất kỳ sự can thiệp tiềm năng nào. Khi lập kế hoạch tổ chức vật lý của bố cục của bạn, hãy xem xét một cái gì đó giống như hình ảnh dưới đây. Kỹ sư này rõ ràng đã giữ kỹ thuật số tránh xa analog và phần Power được phân lập từ cả kỹ thuật số và analog.

09.10

Biết tất cả các mạch của bạn sẽ đi đâu?

#4. Biết cách sử dụng sức mạnh và máy bay mặt đất của bạn

Bây giờ, việc lập kế hoạch và xếp chồng lớp của bạn đã được xác định đầy đủ, đã đến lúc bạn có thể đi sâu vào các chi tiết nghiệt ngã mà bạn cần xem xét khi thiết kế. Đầu tiên là máy bay mặt đất của bạn, cần phải hoàn thành. Bằng cách này, chúng tôi có nghĩa là không tách mặt phẳng mặt đất của bạn với bất kỳ tín hiệu định tuyến. Nếu bạn tạo một sự phân tách trong mặt phẳng này, các tín hiệu sẽ phải đi xung quanh khoảng trống, điều này có thể dẫn đến một số vấn đề về thời gian tín hiệu và EMI khó chịu. Nếu bạn cần phải tách một mặt phẳng mặt đất, thì hãy chắc chắn thêm một điện trở 0 Ohm bên cạnh dấu vết tín hiệu để tín hiệu trở lại của bạn có một cây cầu để làm cho đường trở về của nó dễ dàng hơn.
split_plane

split plane

Một ví dụ tuyệt vời về công việc làm thêm mà tín hiệu phải thực hiện với mặt phẳng phân chia.

Còn tiếp.

Rate this post
Click to rate this post!
[Total: 1 Average: 5]
QR: 10 lời khuyên để thiết kế High Speed PCB của bạn thành công – Phần 1

Theo dõi
Thông báo của
guest
0 Comments
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận
0
Rất thích suy nghĩ của bạn, hãy bình luận.x