Конструкция стека печатной платы имеет много ограничений. Высокоскоростные схемы требуют межплоскостной емкости, регулируемого импеданса и минимизации перекрестных помех. В высокоскоростных печатных платах теперь учитывается импеданс дорожки, хотя наложение слоев влияет на восприимчивость к перекрестным помехам и емкость листа между землей и плоскостями питания.
Многие из этих проблем могут быть решены вручную или с помощью программы проектирования схем для моделирования импеданса вашей платы. Все еще лучший Дизайн печатной платы инструменты предлагают более сложные методы проектирования для регулируемого импеданса.
Процесс проектирования стека Altium Designer включает в себя расчет импеданса печатной платы, что устраняет необходимость в веб-калькуляторах. Функции управления стеком слоев и маршрутизации Altium Designer включают полевой решатель для настройки импеданса всей платы. Layer Stack Manager и инструменты трассировки Altium Designer обеспечивают плавный расчет импеданса печатной платы для высокоскоростных проектов.
Расчет импеданса стека печатных плат
Геометрия дорожек, сердцевина печатной платы или материал препрега, а также ориентация слоев влияют на импеданс вашей печатной платы. Инструменты проектирования должны учитывать значения импеданса компоновок трасс со связью по краям, встроенных и смещенных трасс. Моделирование шероховатости и дисперсии меди может улучшить эти инструменты.
Онлайн-калькуляторы печатных плат и аналитические расчеты не могут учитывать шероховатость, дисперсию или травление.
Формулы импеданса IPC-2141:
Параметры конструкции печатной платы определяются и рассчитываются с использованием уравнений, как и во многих технических областях. При расчете импеданса дорожки необходимо учитывать диэлектрические свойства подложки и форму дорожки. В большинстве оценок импеданса микрополосковых и полосковых линий используются формулы IPC-2141.
Уравнения импеданса Международного физического кода
Высокоскоростные, высокочастотные и многоуровневые протоколы сигнализации с полосой пропускания в гигагерцах не могут использовать эти оценки из-за их погрешности в 7%. Калькуляторов импеданса печатной платы мало.
Полосковое сопротивление
Выберите геометрические параметры и используйте уравнения, чтобы узнать, как слои вашей платы влияют на импеданс. Поскольку диэлектрическая проницаемость находится в уравнениях импеданса, очень важно выбрать подходящий материал диэлектрической подложки для вашей печатной платы.
Компланарные линии компенсируют полосковые линии, а волноводы требуют более сложных методов. После выбора наилучшего расположения слоев для вашей печатной платы используйте решатель полей для расчета площади, необходимой для достижения определенного импеданса.
Импеданс печатной платы влияет на расчет
Слои маршрутизации и емкость плоскости питания могут быть сбалансированы на десятислойной печатной плате (линии, выделенные жирным шрифтом, обозначают плоские слои; P = препрег; L = ламинат). Левый стек имеет шесть сигнальных слоев и одну пару плоскостей с узким интервалом.
Если требуется межплоскостная емкость, это может вызвать проблемы с подачей питания, несмотря на экономию места для разводки. Правый стек имеет шесть слоев маршрутизации, но вчетверо увеличивает количество пар воздушных судов в левом стеке. Это улучшает межплоскостную емкость, но уменьшает площадь разводки.
Калькулятор импеданса печатной платы Altium Designer
Layer Stack Manager в Altium Designer упрощает организацию стека печатных плат и вычисление импеданса трассы. Стек печатных плат этого продукта включает в себя стандартный решатель полей. Altium Designer автоматически вычисляет импеданс трассы для стека вашей печатной платы.
· Стек влияет на импеданс дорожки, который можно использовать для точной настройки импеданса платы.
· Используйте слои дизайна для улучшения импеданса трассы.
· Расчеты импеданса должны учитывать дисперсию диэлектрической подложки. Этого требуют точные результаты на любой частоте.
Вы можете использовать различные стандартные методы подключения для подключения компонентов печатной платы.
Программный калькулятор импеданса и редактор Layer Stack Editor
Расстояние между слоями в стеке (H в приведенном выше уравнении) является одним из важных аспектов при определении импеданса сигнала и других критических характеристик конструкции при разработке высокоскоростных печатных плат. Компоновка слоев и их разделение в стеке влияют на три важнейшие особенности проектирования высокоскоростных печатных плат:
Стабильность мощности быстродействующего устройства зависит от межплоскостной емкости. Межплоскостную емкость можно увеличить, расположив силовые и заземляющие плоскости на смежных уровнях с небольшим зазором.
Индуктивность контура определяет, подвержены ли трассы индуктивным перекрестным помехам. Разделение слоев снижает индуктивность контура.
Зазор между слоями влияет на емкостное и индуктивное взаимодействие между дорожками. Это вычисление найдет четные, нечетные и дифференциальные импедансы.
Как указано, диэлектрическая проницаемость вашей подложки влияет на импеданс дорожки, как показано в приведенном выше уравнении. При расчете импеданса и проектировании печатной платы необходимо учитывать диэлектрические характеристики подложки. Изменения диэлектрической проницаемости, зависящие от частоты, влияют на связь, перекрестные помехи и импеданс трассы.
Расчет импеданса и проектирование стека печатных плат
Печатные платы теперь поддерживают более сложные и быстрые логические схемы. Современные печатные платы должны соответствовать стандартам управления импедансом, перекрестными помехами и межплоскостной емкостью. Высокоскоростные печатные платы требуют регулирования импеданса.
Калькуляторы импеданса печатных плат измеряют сопротивление дорожки. Чтобы соответствовать требованиям к сопротивлению печатных плат, конструкция стека имеет важное значение. На калькуляторы может повлиять шероховатость или травление меди.
Altium Designer, инструмент проектирования печатных плат, может оценивать импеданс печатной платы для проектирования в виде стека. Конструкция стека печатной платы. Разработчики могут использовать управление стеком слоев и маршрутизацию для управления импедансом платы.
В этой статье подробно рассматриваются проектирование стека, расчет импеданса печатной платы и участие Altium Designer в высокоскоростном управлении импедансом.
Стек печатной платы
Первоначально печатные платы использовались для питания медленных логических схем постоянным током (DC) и подключения логических или дискретных компонентов. Сегодня печатные платы имеют гораздо больше применений. Целью были печатные платы для пайки по низким ценам. По мере развития логических схем возрастала потребность в более быстрых межсоединениях, что делало все более важными уровни импеданса. Инженеры заставили производителей создать печатные платы с импедансом 50 Ом.
Расчет импеданса печатной платы
Импеданс дорожки печатной платы зависит от ее геометрии, материала сердцевины и препрега, а также слоев. Для разных геометрий требуются разные подходы из-за различий в импедансе между топологиями со связью по краям, встраиванием и топологией со смещением.
Некоторые аналитические методы и онлайн-калькуляторы печатных плат недооценивают шероховатость, дисперсию и травление меди при прогнозировании импеданса печатной платы. Таким образом, для измерения импеданса дорожки печатной платы используются разные методы и инструменты.
Редактор импеданса печатной платы Altium Designer
Плоскости заземления и питания необходимы для стеков печатных плат с контролируемым импедансом. Плоскости заземления уменьшают перекрестные помехи, вызывающие шум и ухудшение сигнала в высокоскоростных цепях.
Целостность сигнала поддерживается за счет обратного пути заземления с низким импедансом. Плоскости питания обеспечивают стабильное питание компонентов печатной платы. Для достижения импеданса и целостности сигнала при проектировании стека необходимо учитывать размещение и толщину этих плоскостей.
Altium Designer для стека печатных плат
Altium Designer упрощает проектирование печатных плат. Этот инструмент помогает быстрому проектированию и регулируемому импедансу. Используйте полевой решатель в программном обеспечении, чтобы составить стек с правильным количеством слоев, расположением слоев питания и заземления, а также толщиной слоев для вашего проекта.
Диспетчер стека слоев Altium Designer — это мощный инструмент для создания и обслуживания стека. Диспетчер стека слоев предоставляет графический интерфейс управления стеком. Этот интерфейс позволяет пользователям создавать, удалять и определять толщину слоев. Можно указать сердцевину, препрег и диэлектрическую проницаемость каждого слоя.
Altium Designer предоставляет менеджер стека слоев, механизм маршрутизации и множество критериев и ограничений проектирования, которые помогут вам создать соответствующий проект. В высокоскоростных конструкциях минимальная ширина дорожки и зазор между дорожками помогают обеспечить правильную работу.
Заключение
В заключение, стеки высокоскоростных печатных плат должны включать регулируемый импеданс, управление перекрестными помехами и межплоскостную емкость. Однако для учета шероховатости и дисперсии меди может потребоваться помощь онлайн-калькуляторов и научных расчетов.
Чтобы создать стек печатных плат, отвечающий всем вашим требованиям к высокоскоростному проектированию, используйте надежный инструмент проектирования печатных плат, такой как Altium Designer, который содержит решатель полей, механизм маршрутизации, а также правила и ограничения проектирования. Это позволяет вам собрать готовую к проектированию печатную плату. Altium Designer может создать высокоскоростную печатную плату, которая хорошо работает и отлично выглядит.
