Технология PCB - Стратегия проектирования 9 высокочастотных печатных плат

1. Высокочастотные печатные платы часто отличаются высокой степенью интеграции и плотностью подключения. Использование высокочастотных многослойных печатных плат необходимо для подключения и является эффективным средством снижения помех. Protel для Windows версии 1.5 может обеспечить 16 слоев меди и 4 слоя питания. Разумный выбор количества слоев позволяет значительно уменьшить размер платы, в полной мере использовать внутренние слои для установки экранов, добиться лучшего локального заземления, эффективно снизить паразитную емкость, сократить длину передачи сигнала и значительно уменьшить перекрестные помехи - все это способствует надежной работе высокочастотных печатных плат.. Данные показывают, что при тех же данных четырехслойная печатная плата имеет уровень шума на 20 дБ ниже, чем двухсторонняя плата. Однако чем больше количество слоев, тем сложнее технология изготовления и тем выше стоимость.

2. Желательно свести к минимуму изгибы проводов между контактами компонентов высокоскоростных схем. Подключение высокочастотных печатных плат лучше всего выполнять по прямым линиям. Если необходимы повороты, можно использовать линии под углом 45 градусов или криволинейные витки. В низкочастотных схемах это требование используется только для повышения прочности сцепления фольги, но в высокочастотных печатных платах выполнение этого требования может уменьшить излучение высокочастотных сигналов и взаимную связь. При использовании Protel для прокладки проводов вы можете выполнить предварительную настройку в двух местах: во-первых, в меню "Параметры", в подменю "Режим прокладки", зарезервировать прокладку с помощью линии 45/90 или 90 дуг/линия; во-вторых, в меню "Авто", в разделе "Настройка автопрограммы...", выберите "Добавьте дуги" в диалоговом окне "Проходы маршрутизации", чтобы автоматически придать дугообразную форму углам после завершения маршрутизации.

3. Чем короче проводка между выводами высокочастотных компонентов печатной платы, тем лучше. Protel предлагает наиболее эффективные средства минимизации проводки за счет предварительного бронирования отдельных высокоскоростных сетей для "подключения" перед автоматическим подключением. Сначала откройте меню "Netlst" и выберите подменю "Редактировать сеть", чтобы открыть диалоговое окно "Изменить сеть", и выберите "Кратчайший (минимизировать)" в качестве "Метода оптимизации" в этом диалоговом окне. Далее, с общей точки зрения, используйте инструменты "Автоматического" размещения - перетаскивание и "Автоматическая" проверка плотности, чтобы настроить компоновку компонентов для компактного размещения. Затем используйте функцию "Длина" в меню "Список соединений" и функцию "Выбор длины" в меню "Информация", чтобы измерить длину проводов выбранных ключевых сетей, которые необходимо минимизировать.

4, Высокочастотные контакты устройства на печатной плате чередуются между слоями свинца; чем меньше, тем лучше. Так называемый принцип "чем меньше чередование слоев свинца, тем лучше" относится к компонентам, используемым в процессе соединения отверстий (сквозных соединений), чем меньше, тем лучше.Согласно результатам теста, одно отверстие может увеличить распределительную емкость примерно на 0,5 пФ; уменьшение количества отверстий может значительно повысить скорость. Программное обеспечение Protel специально предоставляет эту функцию; она находится в меню Auto Setup Autorouter ..." пункт, открываемый диалоговым окном Routing Passes ", там есть столбец "Дополнительно ".; установите режим "Сглаживание" в положение вкл.

5. При компоновке высокочастотной печатной платы следует обратить внимание на то, чтобы сигнальные линии были расположены близко к параллельному расположению во избежание возникновения "перекрестных помех". Если вы не можете избежать параллельного распространения, параллельные сигнальные линии могут быть проложены с обратной стороны большой площади "заземления", чтобы значительно уменьшить помехи. Параллельные выравнивания в пределах одного слоя практически неизбежны, но в двух соседних слоях выравнивания должны быть перпендикулярны друг другу, что несложно сделать в Protel, но легко проигнорировать. Диалоговое окно Routing Lagers, открытое в разделе "Настройка автомаршрута..." меню "Авто", позволяет предварительно определить направление маршрутизации каждого слоя, и есть три предварительно выбранных направления: "Горизонтальное", "Вертикальное" и "Без предпочтений", многие пользователи привыкли выбирать "без предпочтений (без конкретной ориентации)", полагая, что это обеспечивает высокую пропускную способность, однако при высокочастотном подключении к печатной плате лучше всего чередовать горизонтальную и вертикальную проводку на соседних слоях. 

Параллельная прокладка в пределах одного слоя неизбежна, но можно уменьшить помехи, проложив большой участок провода заземления на обратной стороне печатной платы (это для обычно используемых двухпанельных высокочастотных многослойных печатных плат, которые могут использовать промежуточное питание уровень снабжения для реализации этой функции), и в прошлом программное обеспечение Protel обеспечивало только простую функцию "заполнения", чтобы удовлетворить этот спрос. Теперь Protel для Windows предоставляет более мощную функцию "Полигональная плоскость" в дополнение к опции "Разместить" в меню "Правка", то есть возможность разместить "Полигональную плоскость". Функция "Полигональной плоскости", т.е. поверхности медной фольги с полигональной сеткой (полосой), заключается в том, что если вы возьмете полигон в качестве поверхности всей печатной платы при ее размещении и соедините эту сетку (полоску) с сетью GND схемы, то эта функция будет способен реализовать операцию "укладки меди" для определенной стороны всей печатной платы. "Медь" печатной платы не только улучшает высокочастотную защиту от помех, упомянутую ранее, но и оказывает большое влияние на рассеивание тепла, прочность печатной формы и так далее, кроме того, в металлическом корпусе печатной платы фиксированное место занимает луженая решетка, не только для повышения фиксированной прочности необходима хорошая защита контакта, но и для того, чтобы использовать металлическое шасси, которое может быть сконструировано в подходящую общую линию.

Высокочастотная печатная плата

В открывшемся программном меню эту функцию можно увидеть после диалогового окна "Разместить полигональную плоскость", в нем вас спросят, хотите ли вы разместить полигональную сетку (bar) и сетевое подключение (connect net). Если вы подключены к элементу, то при выходе из диалогового окна вам будет предложено указать название сети, к которой вы хотите подключиться, к данному соединению сеть GND сможет играть роль слоя маски. Если он подключен, то при выходе из диалогового окна вам будет предложено указать название сети, к которой вы хотите подключиться. Вас также спросят, хотите ли вы использовать horizonta, vertica или raster для рисунка "медная плитка" (выберите оба варианта). Растр будет иметь лучший эффект маскировки, а размер растровой сетки (обычно называемой "глазом") определяется частотой маскируемых помех.

6. Особо важные сигнальные линии или локальные узлы для осуществления мероприятий по наземному оцеплению. Измерения в программном обеспечении Protel также могут быть выполнены автоматически, для этого в меню "Правка" выберите пункт "Разместить" в разделе "Выделенные элементы контура" в разделе "Разместить" в меню "Правка", т.е. нарисуйте внешние контурные линии выбранного объекта. С помощью этой функции вы можете автоматически выбрать важную сигнальную линию для так называемой "пакетной" обработки, конечно, эта функция используется в часах, и другие устройства локальной обработки пакетов высокоскоростных систем также будут очень полезны.

7. Все виды выравнивания сигнала не могут образовывать контур, земля не может образовывать контур тока. Принципы автоматической маршрутизации Protel, в дополнение к принципу кратчайшего маршрута, упомянутому ранее, основаны на направлении X, направлении Y и конвейере маршрутизации в форме ромашки (daisy), что позволяет эффективно избежать образования петель при маршрутизации. В частности, вы можете открыть подменю "Редактировать сеть" в меню "Список сетей", и появится диалоговое окно "Изменить сеть". Метод оптимизации" в этом диалоговом окне выберите "Последовательная цепочка", чтобы "Оптимизировать метод".

8, Каждый блок интегральной схемы должен быть установлен рядом с высокочастотным развязывающим конденсатором. Поскольку программное обеспечение Protel при автоматическом размещении компонентов не учитывает развязывающие конденсаторы и не зависит от положения интегральной схемы между ними, пусть программное обеспечение размещено так, чтобы они находились слишком далеко друг от друга, эффект развязывания значительно снижается, необходимо вручную перемещать компоненты ("Редактировать", "Перемещать", "Компонент"). "компонент") метода предварительного вмешательства в месте их расположения, так чтобы оно было близким.

9, Аналоговое заземление, цифровое заземление и т.д. должны быть подключены к общему заземлению с помощью высокочастотного дросселя. При фактической сборке высокочастотного дроссельного соединения часто используется провод из высокочастотных ферритовых шариков, в принципиальной схеме, в общем виде, формирование сетевого счетчика (netlist) не содержит таких компонентов, проводка будет проигнорирована в это и его существование. Чтобы иметь дело с этой реальностью, на принципиальной схеме его можно рассматривать как катушку индуктивности, определить для него отдельный пакет компонентов в библиотеке компонентов печатной платы и вручную переместить его в подходящее положение вблизи точки соединения с общим заземлением перед подключением.