高速PCB设计

高速PCB设计使用具有快速边沿的信号,其中设备切换状态的速度如此之快,以至于在信号完成元件间的传输之前便已完成过渡。高速PCB设计中的互连需要精确的阻抗匹配,布线应考虑互连沿线的潜在损耗、失真、EMI和串扰。正确的传输线设计、布局和布线有助于最大限度地减少这些问题。浏览我们的资源库,详细了解印刷电路板中成功的高速电路板布局和传输线设计。

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如何设计您的PCB测试券以及您可以测试什么 如何设计您的PCB测试券以及您可以测试什么 1 min Thought Leadership 随着组件的操作速度增加,受控阻抗在数字、模拟和混合信号系统中变得越来越常见。如果互连的受控阻抗值不正确,那么在电路测试期间识别这个问题可能非常困难。轻微的不匹配可能不会导致板失败,但如果没有在板上放置正确的测试点和测试结构以便进行裸板阻抗测试,那么很难确定不正确的阻抗是任何测试失败的原因。 由于阻抗取决于许多参数(走线几何形状、层压板厚度和层压板Dk值),因此目前大多数PCB都进行受控阻抗测试。然而,测试通常是在PCB测试优惠券上进行的,该测试优惠券是在与PCB相同的面板上制造的(通常沿着边缘)。如果你想快速完成板旋转并帮助未来的设计,你可能会考虑设计一个测试优惠券,并为未来的设计保留它。此外,为您的制造商提供有关您建议的互连几何形状的充分文档,对于确保您的制造商创建正确的测试优惠券非常有帮助。 单独或集成的PCB测试券? 任何测试优惠券的目标都是准确捕捉您的电路板预期的堆叠结构,并促进准确的互连阻抗测试。有许多方法可以做到这一点。在一个用于控制阻抗的测试优惠券中,制造商可能会在面板边缘留出一些空间,放置一些用于控制阻抗测试的测试结构。测试优惠券也可以从供应商库中选择,按照行业标准设计(例如, IPC 2221B 附录A的D优惠券),或使用一些软件生成(例如, IPC 2221B Gerber 优惠券生成器)。 有时,测试优惠券会被集成到实际的PCB中,而不是作为同一面板上的单独部分创建。在这种情况下,测试优惠券可能不会有人们期望的典型外观,这种外观通常是由生成的或供应商提供的测试优惠券所具有的。Kella Knack在 最近的一篇文章中描述了在单独的测试优惠券中包含的常见测试结构(如果你是制造商)或直接在原型板上(如果你是设计师)。 将测试结构直接放置在电路板上可能看起来像是浪费空间,但它极大地帮助了电路测试,无论是在原型设计阶段还是在全面生产阶段。如果您正在设计不常见的互连几何形状,您需要在大规模生产前评估阻抗。设计一个带有您的互连设计的单板并在内部测试它们并无妨。您需要为测试板预付费用,但如果您能在生产前获得所需的测量数据,可能会省下一次板子旋转的费用。 超越阻抗 互连阻抗、PDN电容、导体损耗和传播延迟都可以通过正确的测试结构来测量。放置在定制测试优惠券上的其他测试结构对于确定基板层压板的 介电常数也很有用。一旦进入微波/mmWave领域,就应该测试插入损耗和腔体辐射,以确保受控阻抗线上的模拟信号不会经历显著的退化。 测试优惠券还可以通过热冲击测试、回流模拟、玻璃转变温度测量、导体直流电阻测量或您能想象的任何其他测试。测试优惠券还给制造商一个机会来验证制造过程和质量,确保您的新板符合可靠性标准。面板的结果应该在规格值的5%以内。 在高频下的创新 阅读文章
PCB天线设计的基本方法 最佳PCB天线设计软件简化天线实施过程 1 min Blog 电路板天线设计对于任何软件来说都可能是一项艰巨的任务;然而,对于Altium Designer来说,这不应该是个问题,它可以作为您首选的BLE天线设计软件,以及更多功能。 ALTIUM DESIGNER 确保您的天线设计能够无问题地放置 消费者和工业需求已经促使对更小型无线设备的需求增加。这些设备支持可穿戴技术、蓝牙低功耗(BLE)应用、个人通信系统、物联网(IoT)应用、医疗技术、汽车高级驾驶辅助系统以及其他创新技术。每一种应用以及其他应用都需要PCB天线,这些天线在减少物理占用空间和成本的同时,还要保持性能。此外,PCB天线设计还必须响应从典型的2.4 GHz频段到毫米波频率的频率要求。 与使用三维导线或芯片天线不同,PCB天线设计软件包含在印刷电路板上绘制的轨迹。根据天线类型和空间限制,PCB天线设计师使用的轨迹类型包括直线轨迹、倒F型轨迹、蜿蜒轨迹、圆形轨迹或带有波浪的曲线轨迹。PCB天线的二维结构需要强大的天线设计软件,如Altium Designer,以确保结构满足制造商给出的规格。 最佳PCB天线仿真软件将创新与应用相匹配 制造商可能会提供已经制造好的PCB天线组件,包括电缆和连接器。随着可用的PCB天线选项(例如BLE天线设计、物联网天线等)的多样化,团队可以根据电气和机械要求添加到系统设计中或自定义天线。PCB天线设计的范围从基本的微带贴片到微带贴片、条形线和共面波导(CPW)传输线的组合。一些设计可能会在同一PCB天线中结合不同类型的传输线。 选择PCB天线设计软件取决于应用场景。无线鼠标不需要与其他应用可能需要的相同的RF范围和数据速率。连接到物联网的传感器和设备需要更大的RF范围和更高的数据速率。新型PCB天线设计采用双频带和多频带覆盖,以响应需要宽带频率范围或由同一天线服务的多个应用的系统应用。 由于RF范围的变化,具有相同功率要求的设计往往具有不同的布局,并应用不同的天线设计原则。无论应用场景如何,天线的设计和RF布局对性能有最大的影响。此外,PCB天线仿真软件必须遵循RF走线的布局指南,坚持PCB堆叠和接地的最佳实践,提供电源去耦,并由适当的RF无源组件组成。设计和产品要求的差异确立了PCB天线设计软件的需求。 例如,一些不需要更高增益的高频应用使用单极PCB天线,这种天线由一侧电路层压板上形成的微带贴片组成,与较大的接地平面通过介电质分离。其他应用可能需要在某些频率上获得更高的增益,因此使用多层配置。在这两种情况下,目标操作频率的波长与贴片的大小直接相关。 PCB天线设计需要基本方法 PCB天线设计始于确定关键性能参数。这些参数包括 回波损耗 带宽 辐射效率 辐射模式和 阅读文章
PCIe布局和布线指南 PCIe布局和布线指南 1 min Guide Books PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 小时候,拆开计算机,看着布满各种卡槽、芯片和其他电子器件的复杂主板,我总是有一个疑问,谁能把PCB布局搞清楚?随着我对计算机结构以及外围设备PCB设计的了解越来越多,我开始领会到PCB设计人员在致力于构建出色电子设备方面所做出的贡献。 现代GPU、USB、音频和网卡均可在同一互连标准的背面运行:PCI Express。如果您不熟悉PCIe设备的高速PCB设计,除非从PCI-SIG(外围元件互连特别兴趣小组)购买标准文档,否则有关该主题的信息会有点零散。幸运的是,基本规范可以拆解为可执行的设计规则,您可以使用合适的PCB设计软件,轻松地为下一 PCIe设备进行布局和布线。 与任何高速设计一样,盲目遵循布线规范的标准并不能保证您的设计能够如期工作。任何原型设计都应经过全面测试,以确保设计中不会潜伏信号完整性问题。即使您已经根据阻抗、迹线长度等方面的正确布线规范设计所有内容,设计也仍有可能因布局选择不当而惨遭失败。每一代的PCIe规范还包括测试要求,这些要求发布在 PCI-SIG网站上。我们不会在此进行测试,但请继续阅读简短摘要,了解标准中的内容以及如何设计出最符合新一代PCIe的PCIe卡。 布线规格 目前,负责监督PCIe规范的行业工作组PCI-SIG发布了五代PCIe。 PCIe Gen 5已于今年发布,预计PCIe Gen 6器件将在2022年推出。确切的布线规格取决于您将为特定元件使用哪一代PCIe。在设计方面,您需要将元件和主机控制器配对,以支持元件所需的数据速率。PCIe向前和向后兼容,因此最小数据带宽被限制在控制器和外围元件的最小值。 拓扑和数据速率 所有PCIe链路均由多个通槽(差分对组)组成,这些通道作为一组串行接口提供高吞吐量。请注意,虽然PCIe通槽是串行的,但这些通槽组合在一起似乎形成并行总线,但事实并非如此。双向通信是通过Rx和Tx通槽组进行的。PCIe通槽作为差分对进行点对点布线,因此应制定关于长度匹配和偏斜的标准规则。PCIe标准定义了最多16个可用通槽,这些通道还定义了标准化PCIe卡插槽的大小。不同的主机控制器将有不同数量的可用通槽,然后可以定义它们能够支持多少外围设备。PCIe器件使用具有不同线路代码的嵌入式时钟(Gen 1和Gen 2中为8b/10b,Gen 3及更高版本中为128b/130b),因此我们无需担心像DDR中那样布线额外的时钟通道。最后,每一代的数据吞吐量都是上一代的两倍, 在PCI Gen 阅读文章
PDN分析及应用系列一——安装,许可及设置 PDN分析及应用系列一——安装,许可及设置 2 min Blog 由于电子产品的低功耗要求,PCB板上的电源分布网络设计已经成为当下最热门的话题之一… 与高速设计一样,PDN 设计也已成为PCB 设计中的一项关键技术。 大约二十年前,微处理器工作在数MHz的时钟频率下,5V电源供应使得百毫伏量级的噪声也不会引起逻辑错误。只需要保证每个电源管脚安放一个去耦电容就可以满足芯片对电源的需求,电磁辐射也不是设计人员需要重点考虑的问题,电子系统的电源设计没有任何挑战。但随着电子元件时钟频率的不断提升以及更多功能集成于芯片内部,芯片的功耗在不断增加,同时芯片制造工艺的进步使得芯片供电电压在不断下降,而且,芯片集成度的增加导致同一个芯片需要更多的电源种类,各种电源域增加了电源系统的设计难度。 如今设计面临的挑战 以前... ICs 通常只有一个供电电压 每个供电电压都有专用的完整的铜皮层,PCB板都比较大,可以有更多的覆铜面积 供电电压比较高,可以有更高的容差 器件引脚数少 现在... 新的器件都有多种供电电压 电源层由多种电源共享,加上分割使得覆铜形状非常复杂,面积变小 供电电压越来越低,能容忍的压降也越来越小 多BGA器件以及其他多管脚器件需要大量的过孔,这样会出现很多“夹点” 另外压降方面... 可能造成IC的供电电压低于最低电压的建议值 然后IC器件运行的参数和性能都不能得到保证 阅读文章