Trazado de pistas microstrip diferenciales con impedancia controlada

Los sistemas digitales modernos y las placas de bajo nivel analógico necesitan métodos para lograr cálculos de impedancia característica precisos y control de impedancia. Los pares de microstrip y stripline diferenciales tienen inmunidad al ruido de modo común si se enrutan simétricamente, pero también necesitan tener una impedancia diferencial controlada para asegurar la coincidencia de impedancia y un retraso de propagación consistente a lo largo de un interconector. Con la calculadora de impedancia de microstrip diferencial en Altium Designer, tendrás las características de diseño que necesitas para determinar la mejor geometría de traza superficial para asegurar una impedancia consistente en tu PCB.

ALTIUM DESIGNER

Los diseños de alta velocidad a menudo utilizan pares diferenciales para el enrutamiento de señales. Este concepto simple proporciona a los sistemas digitales una alta supresión de ruido de modo común, que abarca casi todas las fuentes de ruido en tu PCB. Para utilizar correctamente los pares diferenciales, incluidas las trazas de microstrip y striplines diferenciales, es necesario elegir cuidadosamente su ancho y espaciado para asegurar que tengan una impedancia diferencial consistente.

Aunque existen algunas fórmulas que puedes usar para calcular la impedancia diferencial a partir de la geometría, invertir el proceso y calcular la geometría a partir de la impedancia diferencial es difícil. La impedancia diferencial también está relacionada con el retraso de propagación a lo largo de un trazo, y esta cantidad debe ser conocida para asegurar la coincidencia de longitud entre cada señal. Altium Designer ahora incluye un solucionador de campos electromagnéticos integrado que calcula automáticamente la impedancia de tu par diferencial y te permite concentrarte en diseñar el mejor diseño de PCB. Las herramientas de enrutamiento también te ayudan a diseñar tu placa con un enrutamiento preciso y compensación de sesgo en tus interconexiones.

Las trazas microstrip diferenciales requieren impedancia controlada

Encontrar los anchos de traza correctos y el espaciado entre los pares es importante al controlar la impedancia, y calcular esos valores es la clave para el éxito. Hay muchos calculadores disponibles en línea, así como integrados en tu software de diseño de PCB. La impedancia diferencial controlada comienza con la impedancia característica. La impedancia característica de tus microstrips está determinada por el ancho de traza para una configuración de capas dada.

Una vez que conozcas la impedancia característica, la impedancia diferencial se determina estableciendo el espaciado entre cada lado del par diferencial. Al establecer el espaciado correcto entre tus trazas de microstrip, fijarás la impedancia de microstrip diferencial a un valor específico. Algunas fórmulas empíricas se han determinado en el pasado, pero los resultados más precisos para ambos tipos de impedancia se obtienen cuando tienes acceso a una calculadora de impedancia de microstrip diferencial en tu software de diseño de PCB.

Altium Designer Proporciona el Conjunto Correcto de Herramientas para Controlar la Impedancia

Antes de comenzar a enrutar esas trazas de microstrip diferencial en tu placa, deberías encontrar una calculadora de impedancia diferencial confiable. El solucionador de campos electromagnéticos integrado en Altium Designer proporciona cálculos precisos de impedancia diferencial para microstrips directamente desde tu apilado de PCB. No necesitarás ingresar manualmente los valores de grosor de capa o calcular la constante dieléctrica de tu sustrato a tu frecuencia de operación; todo se hace por ti en Altium Designer.

• Determinar la impedancia de microstrip diferencial comienza con determinar la impedancia característica para tus microstrips.

  Aprende sobre determinar la impedancia característica en trazas de microstrip.

• Tu apilado de capas determina el grosor dieléctrico y la distancia del plano de tierra, lo que luego establece la constante dieléctrica efectiva vista por las señales. Estos factores luego determinan la impedancia característica y diferencial de microstrip.

  Aprende sobre construir tu apilado de capas de PCB.

• Aunque necesitas un cálculo preciso de la impedancia diferencial de microstrip, puedes obtener una estimación rápida utilizando algunos métodos simples.

  Aprende sobre algunos métodos para estimar la impedancia diferencial de microstrip.

El gestor mejorado de capas de Altium Designer calculará perfiles de impedancia para tus pares diferenciales.

Retardo de Propagación y Sesgo en Microstrip Diferencial

Definir correctamente los anchos de traza y el espaciado entre los pares es importante al controlar la impedancia, y calcular esos valores es la clave para el éxito. El enrutamiento de pares diferenciales establece un sistema de transmisión equilibrado que lleva las señales diferenciales iguales y opuestas a través del PCB. El objetivo en el enrutamiento de PCB para señales diferenciales es asegurar que el par de señales llegue al destino al mismo tiempo.

El tiempo requerido para que las señales alcancen el final de un par diferencial está determinado por la impedancia diferencial, que está relacionada con el retardo de propagación. La velocidad de la señal en una stripline es simple; solo está determinada por la constante dieléctrica del sustrato. En un microstrip diferencial, la velocidad de la señal depende de una constante dieléctrica efectiva, que a su vez depende de la geometría del par de microstrip diferencial. Determinar con precisión el retardo de propagación en un microstrip diferencial requiere un solucionador de campos integrado en tus herramientas de enrutamiento de PCB.

Usando Cálculos de Retardo de Propagación de Microstrip Diferencial en tu PCB

Altium Designer cuenta con funciones automáticas que aceleran y simplifican los cálculos de retraso de propagación en microstrip diferencial. El entorno de diseño unificado proporcionado por Altium Designer elimina la necesidad de salir del diseño, cargar una calculadora de terceros y alimentar manualmente los cálculos de vuelta al diseño.

Al determinar el retraso de propagación para tus trazas de microstrip diferencial, puedes reducir el desfase entre cada señal en un par diferencial y asegurar que tus señales lleguen al receptor a tiempo. Al establecer tu desfase permitido como reglas de diseño, las herramientas de enrutamiento en Altium Designer verificarán cada extremo del par de microstrip diferencial contra tus tolerancias de diseño. El calculador integrado de impedancia de microstrip diferencial de Altium Designer determina automáticamente el desfase a partir del apilamiento de capas de la placa y la geometría de enrutamiento a medida que creas el diseño de tu PCB.

• La compensación de desfase en tu placa es más que ajustar las longitudes de las trazas. Puedes usar la sintonización de retraso/fase para las salidas para mantener los pares diferenciales adecuadamente acoplados y con longitudes coincidentes.

  Aprende más sobre la sintonización de retraso para trazas de microstrip diferencial.

• Tus resultados de retraso de propagación se importarán inmediatamente a tus características de enrutamiento de par diferencial a medida que creas el diseño de tu PCB cuando uses Altium Designer.

  Aprende más sobre la sintonización de longitud para pares diferenciales en Altium Designer.

• El solucionador de campo integrado en Altium Designer también te ayuda a analizar el diafonía entre las pistas microstrip y stripline en tu PCB.

  Aprende más sobre la diafonía diferencial en tu PCB.

La interfaz de ajuste de longitud para pares microstrip diferenciales en Altium Designer.

Prueba las Herramientas de Enrutamiento de Alta Velocidad en Altium Designer

Las herramientas de enrutamiento de pares diferenciales en Altium Designer te permiten empujar, mover y pulir tus trazas microstrip, stripline y guía de onda coplanar mientras mantienes sus reglas de ancho y espaciado deseadas. Altium Designer va incluso más allá con un conjunto avanzado de reglas de alta velocidad para controlar líneas medidas, caminos de señal, topologías de enrutamiento y mucho más.

El control intuitivo del usuario te permite agregar segmentos de ajuste de longitud deslizando el cursor a lo largo del camino de enrutamiento. Altium Designer se basa en un algoritmo de ajuste de longitud para calcular automáticamente las dimensiones y posiciones de las pistas y arcos utilizados para construir los segmentos de ajuste. Puedes basar las propiedades utilizadas para el ajuste de longitud en reglas de diseño, propiedades de la red o valores especificados.

Mejora Tu Enrutamiento de Alta Velocidad con Altium Designer

Desde la captura esquemática hasta el diseño de la PCB, Altium Designer incluye todo lo que necesitas para crear tu próxima PCB. El motor de diseño basado en reglas te ayuda a evaluar tu placa mientras creas tu diseño, incluyendo la impedancia de tu par microstrip diferencial y las tolerancias de retardo de propagación. Ningún otro sistema ofrece tantas características potentes en un solo programa.

• Solo Altium Designer incluye las características de diseño que necesitas para crear esquemáticos, diseños de PCB y documentación de fabricación en un solo programa.

  Aprende más sobre el entorno de diseño unificado en Altium Designer.

• El solucionador de campos electromagnéticos integrado determina automáticamente la constante dieléctrica, incluyendo un modelo para dispersión y disipación. Tendrás las características que necesitas para cálculos de impedancia precisos.

  Aprende más sobre el solucionador de campos integrado de Simberian en Altium Designer.

• Crear la documentación final de fabricación para tu diseño nunca ha sido más fácil con las herramientas Draftsman y ActiveBOM de Altium Designer.

  Aprende Más sobre el Draftsman de Altium Designer para crear la documentación de tu diseño.

Encuentra tus soluciones de diseño de PCB de alta velocidad en Altium Designer.

El editor esquemático en Altium Designer facilita la definición de pares diferenciales y la configuración de reglas de diseño eléctrico. A partir de ahí, puedes trasladar las definiciones de pares diferenciales al PCB con sincronización de diseño, transferir los pares diferenciales al editor de PCB y luego ver y gestionar los pares diferenciales en el PCB. El entorno unificado de Altium Designer facilita la creación de cualquier esquemático, trazar rutas, crear un diseño de PCB y generar la documentación final de fabricación.

Altium Designer en Altium 365 ofrece una cantidad de integración sin precedentes para la industria electrónica que hasta ahora estaba relegada al mundo del desarrollo de software, permitiendo a los diseñadores trabajar desde casa y alcanzar niveles de eficiencia sin precedentes.

Solo hemos arañado la superficie de lo que es posible hacer con Altium Designer en Altium 365. Puedes consultar la página del producto para una descripción más detallada de las características o uno de los Seminarios Web Bajo Demanda.