Obecnie pracuję nad projektem, w którym jeden z moich układów scalonych określa użycie śladu 50 omów. Odpowiedź na to pytanie, impedancja charakterystyczna śladu , pokazuje, że do uzyskania tej impedancji wymagany jest ślad 120 mil.
IC ma miejsce tylko na 18,8 miliona śladów, co zakłada brak odstępu między śladami. Jak więc właściwie zaprojektować, mając na uwadze tę impedancję śladową? Oczywiście mogę zmniejszyć grubość płyty lub zwiększyć wysokość miedzi, ale tylko do pewnego stopnia i chciałbym, aby to było zrobione nieco taniej. Jak to zwykle się zajmuje?
Układ scalony, którego używam, to MAX9382, który może działać do 450 MHz, prawdopodobnie będę go używać około 400-450 MHz. Dane, które są używane, są początkowo analogowe, ale muszą być ściśle ograniczone, aby stały się cyfrowe, aby można je było używać z tym układem scalonym.
źródło
Odpowiedzi:
Użyj 4-warstwowej kopii zapasowej.
Obliczanie potrzebnej szerokości śladu jest bezcelowe, chyba że pod nim znajduje się solidna płaszczyzna uziemienia, z dwuwarstwową konstrukcją może być konieczne poprowadzenie śladów po drugiej stronie, która następnie rujnuje impedancję, jeśli zbliżą się do twojego śladu.
Przy częstotliwości 450 MHz naprawdę powinieneś mieć solidną, ciągłą, odpowiednio oddzieloną moc i płaszczyzny uziemienia. Poprawi to poziom hałasu, problemy z zakłóceniami elektromagnetycznymi, zapewni lepszą kontrolę impedancji itp. Fabbing 4-warstwowej płytki nie jest o wiele droższy niż 2-warstwowa.
Użyj 4 warstw, takich jak:
Odstępy mogą się nieco zmienić w zależności od wybranej grubości miedzi.
To da ci coś w rodzaju 10-20 mil dla śladu 50 omów na Signal 1/2 w zależności od końcowego dielektryka i grubości miedzi na warstwach Signal.
źródło
Nie musisz się martwić impedancją bardzo krótkich ścieżek PCB w ramach dłuższego śladu. Dzięki temu będziesz mieć cieńszy ślad bezpośrednio obok układu. Ale jeśli ślad musi przejść na dowolną odległość, musisz dostosować grubość śladu, gdy wychodzi on z układu. Po prostu „rozwiać” szerokość śladu od chipa. Tak zawsze to widziałem.
Nie różni się to od złączy dowolnej linii transmisyjnej. Impedancja pojedynczego krótkiego elementu może być nieco mniejsza, ale jest niewielka w porównaniu z ogólną linią transmisyjną.
źródło
Często posiadanie zbyt szerokich śladów może powodować problemy z pojemnością śladu. Rozrzedzenie śladu zmniejszy pojemność. Oczywiście posiadanie cieńszych śladów zaburza impedancję.
Jeśli tworzenie kopii zapasowej na płytce drukowanej odbywa się inaczej, gdy warstwa sygnałowa znajduje się bliżej płaszczyzny mocy / masy, wówczas ślad może być cieńszy, zachowując odpowiednią impedancję. Na wielowarstwowej płytce drukowanej działa to tylko wtedy, gdy sygnał znajduje się również na warstwie wewnętrznej - co utrudnia uzyskanie właściwej impedancji ORAZ pojemności na warstwie zewnętrznej.
Rezultat końcowy jest taki, że wszystko jest kompromisem. Zwykle uruchamiam te sygnały na warstwach wewnętrznych przy użyciu zoptymalizowanych kopii zapasowych PCB - ale potem utrzymuję ślady wąskie i bardzo krótkie, gdy trzeba przejść do warstwy zewnętrznej, aby dostać się do układu.
Na dwuwarstwowej płytce drukowanej bardzo trudno jest uzyskać odpowiednią impedancję na wąskich ścieżkach - dlatego zwykle nie przeszkadzam. Jeśli impedancja jest krytyczna, przejdę do co najmniej 4-warstwowej płytki drukowanej.
źródło
Czy potrafisz trasować sąsiadujący ślad referencyjny wraz ze swoimi sygnałami? Powiedziano mi, że routowane trojaczki, a nawet kwinte, jeśli nie możesz dopasować trojaczki itp., Mogą czasem działać w sytuacjach takich jak twoja, jeśli nie masz bliskiej płaszczyzny do odniesienia. Jeśli masz parę różnic, może to być bardziej quad, z sąsiednimi odniesieniami / zwrotami na zewnątrz po obu stronach pary różnic. Ten sam mentor sugeruje, że tablica dwuwarstwowa powinna być traktowana jako dwie niepowiązane tablice ze względu na przestrzeń między warstwami, a routowane odniesienia / powroty są dobrym rozwiązaniem, jeśli nie można mieć więcej warstw.
Myliłem się co do quada dla pary różnic. Moje notatki z odpowiednich prezentacji mówią, że używam tripletu, z odniesieniem MIĘDZY dwoma sygnałami pary różnic. Wciąż szukam / czekam na obliczenia impedancji w ten sposób. Powiedziano mi, że chce dowiedzieć się, w której książce RF / Kuchenka mikrofalowa są, ma ich kilka.
źródło
Najpierw dowiedz się, czy to prawdziwy wymóg. Na jakiej odległości należy to zachować? Jeśli jest to poważnie wysoki sygnał prędkości (spojrzenie na krawędzi kursu w stosunku do długości śladu) może trzeba wykonać jakąś symulację. Odwołanie do Howarda i Johnsona, które znajduje się w odpowiedzi na twoje powiązane pytanie, jest świetnym źródłem informacji na ten temat.
Jeśli wymaganie jest prawdziwe, to dowiedz się, że istnieje duża tolerancja (Twoja fab board prawdopodobnie może uzyskać tylko +/- 10% tego, o co prosisz, więc weź to pod uwagę).
EDIT: Patrząc na część już teraz pisał, to są w „prawdziwym wymóg” terytorium.
Krawędzie 80ps są dość szybkie! „Częstotliwość kolana”, przy której harmoniczne zaczynają gwałtownie opadać, wynosi powyżej 6 GHz. Zakładając, że opóźnienie propagacji wynosi około 66% prędkości światła, 80ps wynosi 16 mm. Ogólna zasada jest taka, że cokolwiek dłuższego niż 1 / 4-1 / 6 czasu przejścia będzie musiało być traktowane jak linia transmisyjna, co oznacza, że każdy ślad dłuższy niż kilka mm!
Wahałbym się przed wypróbowaniem tego na 2-warstwowej planszy, niezależnie od różnicy, bez przeprowadzania symulacji.
Prawdopodobnie będziesz musiał przejść wielowarstwowo, aby zbliżyć płaszczyznę odniesienia do śladu, co pozwoli cieńszym śladom spełnić specyfikację impedancji. (EDYCJA: Jak wskazano w komentarzach, możesz to zrobić w 2 warstwach, ale wtedy będziesz miał naprawdę cienką deskę!)
Alternatywnie możesz być w stanie zbudować współpłaszczyznową falowód na 2 warstwach, które mogą zapewnić impedancję, której szukasz. A może zwiększyć rezystancję zakończenia, co oznacza zmianę impedancji śledzenia, aby dopasować, co oznacza cieńszy ślad. AppCAD może pomóc ci grać z parametrami dla tych opcji.
Brzmi zabawnie :)
źródło