Tutti sanno che realizzare il diagramma di principio del PCB è progettato in un vero pezzo di PCB, per favore non sottovalutate questo processo, ci sono molte cose sul principio di praticabilità nell'ingegneria che sono difficili da realizzare, o cose che alcuni possono realizzare, ma altri no, quindi non è difficile realizzare un PCB, ma realizzarne uno buonoPrototipo di PCBnon è una cosa facile.
Due delle principali difficoltà nel campo della microelettronica sono il segnale ad alta frequenza e l'elaborazione del segnale debole,produzione di PCBIn questo contesto, il livello di dettaglio è particolarmente importante: lo stesso principio di progettazione, gli stessi componenti, ma realizzati da persone diverse, produrranno risultati diversi. Come si realizza quindi un buon circuito stampato? Sulla base della nostra esperienza, vorremmo condividere il nostro punto di vista sui seguenti aspetti:
1. Definisci i tuoi obiettivi
Ricevuto un compito di progettazione, prima bisogna chiarire gli obiettivi di progettazione, è unScheda PCB comune, PCB ad alta frequenza, PCB di elaborazione del piccolo segnale oppure ci sono sia l'elaborazione ad alta frequenza che quella del piccolo segnale del PCB, se è unPCB comune, purché il layout sia ragionevole e ordinato, le dimensioni meccaniche accurate, se la linea di carico e la linea lunga saranno gestite con un certo mezzo, alleggerendo il carico, per rafforzare la linea lunga dell'azionamento, la chiave è prevenire la riflessione della linea lunga. Quando ci sono più di 40 MHz linee di segnale sulla scheda, vengono fatte considerazioni speciali per queste linee di segnale, come la diafonia. Se la frequenza è più alta, ci sono più restrizioni sulla lunghezza del cablaggio, secondo i parametri di distribuzione della teoria di rete, l'interazione tra il circuito ad alta velocità e il suo collegamento è il fattore decisivo, il sistema non può essere ignorato nella progettazione. Con il miglioramento della velocità di trasmissione della porta, la linea inversa aumenterà, la diafonia tra le linee di segnale adiacenti sarà proporzionale all'aumento in, di solito il consumo di potenza ad alta velocità e la dissipazione di calore del circuito sono molto grandi, dovrebbe prestare sufficiente attenzione quando si eseguePCB ad alta Tg.
Quando la scheda ha livelli di segnale deboli, persino di millivolt o microvolt, il segnale richiede particolare attenzione. I segnali deboli sono molto vulnerabili alle interferenze di altri segnali forti, quindi spesso sono necessarie misure di schermatura, altrimenti il rapporto segnale/rumore si riduce drasticamente. Di conseguenza, i segnali utili vengono sovrastati dal rumore e non possono essere estratti efficacemente.
A bordo, la misura deve essere presa in considerazione anche durante la fase di progettazione, la posizione fisica dei punti di prova, i fattori di isolamento dei punti di prova non possono essere ignorati perché alcuni segnali piccoli e segnali ad alta frequenza non vengono misurati direttamente con una sonda.
Inoltre, ci sono altri fattori correlati, come lo strato dei circuiti stampati, la forma dell'incapsulamento dei componenti e la resistenza meccanica dei circuiti stampati. Prima di realizzare i circuiti stampati, è necessario avere ben chiaro l'obiettivo di progettazione.
2. Comprendere i requisiti di funzionamento dei componenti utilizzati nel layout
Come sappiamo, alcuni componenti speciali nel layout hanno requisiti specifici, come ad esempio gli amplificatori di segnale analogico utilizzati da LOTI e APH, che richiedono un'alimentazione stabile e con bassa ondulazione. La simulazione delle parti a piccolo segnale deve essere tenuta lontana dai dispositivi di potenza. Sulla scheda OTI, la parte di amplificazione del piccolo segnale è stata progettata appositamente con una maschera di schermatura per schermare le interferenze elettromagnetiche parassite. I chip GLINK utilizzati sulla scheda NTOI sono realizzati con processo ECL, hanno un elevato consumo energetico e generano molto calore; il problema della dissipazione del calore deve essere affrontato in fase di progettazione del layout. Se il raffreddamento è naturale, il chip GLINK verrà posizionato in un flusso d'aria uniforme e il calore dissipato non avrà un impatto significativo sugli altri chip. Se sulla scheda sono presenti trombe o altri dispositivi ad alta potenza, che potrebbero causare gravi interferenze di alimentazione, è necessario prestare la dovuta attenzione.
3. Considerazione della disposizione dei componenti
Il primo fattore da considerare nella disposizione dei componenti è la prestazione, strettamente correlata alla connessione il più possibile ravvicinata dei componenti stessi. In particolare, per le linee ad alta velocità, la disposizione mira a ridurre al minimo la lunghezza dei collegamenti tra i segnali di alimentazione e i dispositivi a basso segnale. Nel rispetto delle prestazioni del circuito, è inoltre necessario considerare l'ordine di disposizione dei componenti, l'estetica, la facilità di test, le dimensioni meccaniche del circuito stampato, la posizione dei connettori, ecc.
Il tempo di ritardo di trasmissione della messa a terra e dell'interconnessione nei sistemi ad alta velocità è il primo fattore da considerare nella progettazione del sistema. Il tempo di trasmissione del segnale ha una grande influenza sulla velocità complessiva del sistema, soprattutto per i circuiti ECL ad alta velocità. Sebbene il blocco di circuiti integrati ad alta velocità sia di per sé efficiente, l'aumento del tempo di ritardo dovuto alle interconnessioni comuni (ogni 30 cm, con un ritardo di circa 2 ns) può ridurre notevolmente la velocità del sistema. Ad esempio, i registri a scorrimento e i contatori sincroni, che operano sulla stessa scheda, sono ideali perché i diversi tempi di ritardo di trasmissione del segnale di clock sulla scheda non sono uguali, il che potrebbe causare errori nel registro a scorrimento. Se la sincronizzazione è fondamentale, la lunghezza della linea di clock collegata alla sorgente di clock pubblica deve essere pari alla lunghezza della scheda.
4. Considerazioni sul cablaggio
Con la progettazione di OTNI e della rete in fibra ottica a stella, in futuro sarà necessario progettare linee di segnale ad alta velocità superiori a 100 MHz. In questa sede verranno introdotti alcuni concetti di base relativi alle linee ad alta velocità.
Linea di trasmissione
Qualsiasi percorso di segnalazione “lungo” su uncircuito stampatopuò essere considerata una linea di trasmissione. Se il ritardo di trasmissione della linea è molto più breve del tempo di salita del segnale, la riflessione del proprietario durante la salita del segnale verrà sommersa. Non compaiono più overshoot, recoil e ringing, perché al momento, la maggior parte dei circuiti MOS, a causa del tempo di salita del tempo di ritardo di trasmissione della linea è molto più grande, quindi può essere lungo metri e nessuna distorsione del segnale. E per circuiti logici più veloci, in particolare ECL ad altissima velocità.
Nel caso dei circuiti integrati, la lunghezza delle tracce deve essere notevolmente ridotta per mantenere l'integrità del segnale a causa della maggiore velocità di transizione tra i fronti di salita e discesa.
Ci sono due modi per fare ilcircuito ad alta velocitàin un lavoro di linea relativamente lungo senza gravi distorsioni, viene utilizzato per il rapido declino nel metodo di bloccaggio del diodo Schottky TTL di bordo, fa sì che l'impulso sia trattenuto in un diodo è inferiore alla caduta di pressione del potenziale di terra sul livello di riduzione del rinculo sul retro dell'ampiezza, più lento è il bordo di salita dell'overshoot consentito, ma è livello "H" in uno stato di uscita relativamente altaimpedenza del circuito(50 ~ 80 Ω)attenuazione.Inoltre, a causa del livello di immunità dello stato "H", il problema del rinculo maggiore non è molto rilevante, il dispositivo della serie HCT, se si utilizza il metodo di collegamento laterale con diodo Schottky e resistenza in serie, l'effetto migliorato sarà più evidente.
Quando si verifica una dispersione lungo la linea del segnale, il metodo di modellazione TTL descritto in precedenza risulta inadeguato per quanto riguarda la velocità di trasmissione più elevata e la velocità di fronte di salita. A causa delle onde riflesse lungo la linea, queste tenderanno a essere sintetizzate ad alta velocità, causando una grave distorsione del segnale e riducendo la capacità anti-interferenza. Pertanto, per risolvere il problema della riflessione, nei sistemi ECL si utilizza solitamente un altro metodo: l'adattamento di impedenza di linea. In questo modo la riflessione viene controllata e l'integrità del segnale è garantita.