Directrices y técnicas de diseño de PCB de alta velocidad en Altium Designer

El diseño y enrutamiento de PCB de alta velocidad puede ser complejo y requiere muchas consideraciones diversas. Las técnicas importantes de diseño de alta velocidad y las pautas de enrutamiento para su diseño abarcan todo, desde los anchos de traza en líneas de transmisión hasta las distancias de seguridad de la masa, seguimiento del camino de retorno, impedancia característica definida y mucho más. Los paquetes de software de diseño simples simplemente no pueden manejar todas estas restricciones a la vez, dejando al diseñador de la placa de circuito verificar manualmente cada interconexión y pasar horas rehaciendo el diseño cuando se identifican errores.

Altium Designer es la única aplicación de diseño que fue construida para manejar cualquier producto electrónico. Los equipos de diseño pueden implementar rápidamente y con facilidad las mejores pautas de diseño de PCB de alta velocidad para asegurar la integridad de la señal con un conjunto de herramientas avanzadas en una sola aplicación. Los diseñadores de PCB saben que crear un diseño de PCB de alta velocidad requiere muchos cálculos, mediciones y conformidad con las reglas de diseño, y Altium Designer ayuda a automatizar muchas de estas tareas importantes. Si desea optimizar su proceso de diseño sin sacrificar la integridad de la señal, asegúrese de implementar estas técnicas de diseño de PCB de alta velocidad y pautas de diseño de placas de alta velocidad en su próxima placa de circuito.

ALTIUM DESIGNER^®

La mejor aplicación de diseño y simulación electrónica de la industria para diseñadores profesionales y fabricantes de PCB.

Las electrónicas modernas de hoy funcionan a velocidades más rápidas, se colocan con mayor densidad y requieren un enrutamiento más preciso que nunca. La expectativa es que los diseños de alta velocidad solo tendrán capacidades aumentadas en el futuro, y los diseñadores necesitan implementar las mejores pautas de diseño de PCB de alta velocidad y prácticas de enrutamiento para asegurar que sus diseños funcionen correctamente. Aspectos importantes de un diseño como el control de impedancia, la planificación de la ruta de retorno y la EMI de alta frecuencia son solo el inicio en el diseño de PCB de alta velocidad.

Mientras que hay muchos requisitos que satisfacer en cualquier diseño de placa de circuito de alta velocidad, el software de diseño adecuado puede ayudar permitiéndote especificar estos requisitos como reglas de diseño. Estas reglas se aplican mientras colocas tus componentes y enrutas tus líneas de transmisión de alta velocidad. Altium Designer es el paquete de software de diseño de PCB ideal para asegurar que tu placa de circuito de alta velocidad funcione como se requiere y cumpla con los estándares de la industria.

¿Qué es el Diseño y Layout de PCB de Alta Velocidad?

Todas las PCB de alta velocidad tienen señales con tasas de cambio rápidas, lo que significa que las densidades espectrales de potencia de varias señales se extienden hasta el rango de los GHz altos. Estos componentes en las PCB de alta velocidad cambian rápidamente y pueden generar EMI significativa si no se enrutan adecuadamente. Como tal, el diseño de la disposición, el enrutamiento, la planificación de la trayectoria de retorno, los cálculos de impedancia característica y muchos otros factores determinan la estabilidad e integridad de estos diseños.

Algunas de las pautas de diseño de PCB de alta velocidad importantes en la disposición y el enrutamiento se enumeran a continuación. Estas pautas tienen como objetivo ayudar a asegurar la integridad de la señal durante la disposición y el enrutamiento, así como ayudar a prevenir problemas de EMI como diafonía, radiación y discontinuidades de impedancia:

• Planos de tierra, planos de alimentación y apilamiento: Asegúrese de que el apilado de la PCB tenga un plano de tierra uniforme debajo de las líneas de transmisión de alta velocidad y que no se enroute sobre huecos en los planos de tierra/alimentación.
• Impedancia característica: Se debe hacer cumplir un ancho de traza específico en las líneas de transmisión para asegurar que la impedancia característica y la impedancia de entrada tengan valores específicos en las interconexiones de alta velocidad.
• Espaciado de la línea de transmisión: Hacer cumplir un espaciado suficiente entre las trazas en la PCB para prevenir diafonía significativa y asegurar que las señales no excederán los márgenes de ruido en el receptor.
• Integridad de potencia: Coloque los planos de alimentación y tierra uno al lado del otro, específicamente la porción de la Red de Distribución de Potencia (PDN) que suministrará energía a los componentes de alta velocidad para prevenir el exceso de resonancia.
• Enrutamiento de buses y pares diferenciales: Aplique coincidencia de tiempos en buses paralelos y en pares diferenciales para asegurar un desfase mínimo entre señales importantes.
• Colocación de componentes: Asegúrese de colocar los componentes críticos de alta velocidad en el diseño del PCB de tal manera que todas las señales críticas sean enrutables con mínimas transiciones de capa.

Esta lista de pautas generales ayudará a asegurar que su diseño no caiga presa de los problemas de integridad de señal que son comunes en los diseños de PCB de alta velocidad. Con el mejor software de diseño de PCB, puede programar estos requisitos como reglas de diseño para asegurar que un diseño complejo mantenga la integridad de la señal.

Revise Rápidamente Sus Técnicas de Diseño de PCB de Alta Velocidad Contra las Reglas de Diseño

Sus reglas de diseño no deberían limitar su creatividad, sino que ayudarán a asegurar que su diseño funcione como se requiere una vez que su diseño esté completo. Todas las herramientas de enrutamiento y diseño de Altium Designer están construidas sobre un motor de diseño unificado y basado en reglas para asegurar la enrutabilidad y compatibilidad con la lista anterior de pautas.

• Los buses paralelos y los pares diferenciales requieren un emparejamiento preciso de longitud/tiempo para prevenir el desfase. Puedes hacer cumplir estas condiciones con herramientas de ajuste de longitud en las características de enrutamiento de tu PCB.

  Aprende más sobre la sintonización de retraso para asegurar que el desfase temporal sea eliminado en pares diferenciales.

• No permitas que tu placa falle debido a problemas comunes de distorsión de señal. Puedes resolver estos durante el enrutamiento con las mejores herramientas de diseño de PCB.

  Aprende más sobre las fuentes de distorsión de señal con las directrices de diseño de PCB de alta velocidad.

• Puedes asegurar que tu enrutamiento cumpla con las reglas básicas de diseño, mantenga la impedancia y satisfaga los requisitos de desfase con las mejores características de enrutamiento auto-interactivo en Altium Designer.

  Aprende más sobre el enrutamiento auto-interactivo para el diseño de PCB de alta velocidad.

Este PCB simple requiere un enrutamiento controlado por impedancia para señales de alta velocidad para asegurar la integridad de la señal.

Un Potente Motor de Enrutamiento de PCB de Alta Velocidad

Una vez que sus componentes estén colocados en su diseño, deben ajustarse cuidadosamente para asegurar un enrutamiento fácil para señales de baja velocidad, alta velocidad y CC. El enrutamiento puede ser difícil en diseños muy densos debido al gran número de componentes y redes, especialmente para BGAs de alto conteo de pines. Mantener las rutas cortas entre componentes, los diseños de circuitos de desacoplamiento y los circuitos de suministro de energía asegura que las pérdidas permanezcan bajas, pero se necesita un conjunto de características de enrutamiento que hagan cumplir las reglas de diseño y el control de impedancia en su diseño de PCB de alta velocidad.

Utilice un Motor de Enrutamiento de PCB Basado en Reglas para el Diseño de PCB de Alta Velocidad

El motor de enrutamiento basado en reglas en Altium Designer le ayuda a cumplir con las pautas básicas de enrutamiento al hacer cumplir sus restricciones de separación, limitaciones de longitud de enrutamiento y restricciones de impedancia de traza mientras trabaja. Con otro software de diseño de PCB, necesita ejecutar manualmente los DRC una vez que el diseño está terminado, dejando abierta la posibilidad de errores de diseño y retrabajo. Altium Designer le ayuda a detectar errores y corregirlos temprano mientras crea su diseño de PCB, lo que ayuda a asegurar que cumpla con las técnicas básicas de diseño de PCB de alta velocidad.

Además, las utilidades de enrutamiento auto-interactivo de Altium Designer te permiten implementar cualquier topología de enrutamiento a lo largo de tu diseño de PCB de alta velocidad. Si has aplicado tus reglas de separación y has impuesto el control de impedancia característica en tu diseño de PCB, tus herramientas de enrutamiento auto-interactivo ayudarán a automatizar el enrutamiento asegurando que tu diseño se ajuste a estas importantes reglas de diseño. Estas herramientas ayudan a asegurar que no tendrás problemas mayores con EMI, desviación, discontinuidad de impedancia y otras fuentes de distorsión de señal.

• Las restricciones de enrutamiento de PCB deben programarse en tus reglas de diseño para que no caigas víctima de fuentes comunes de EMI radiada.

  Aprende más sobre las fuentes de EMI en PCBs de alta velocidad y alta frecuencia.

• Puedes asegurar fácilmente el control de impedancia característica en el gestor de capas de Altium Designer. Esta herramienta te permite crear perfiles de impedancia que se establecen como reglas de diseño para imponer un ancho de traza requerido.

  Aprende más sobre perfiles de impedancia para un enrutamiento preciso en las herramientas de apilado de Altium Designer.

• Si puedes mantener las longitudes de tus trazas lo suficientemente cortas, puedes prevenir la acumulación de desfase debido a los efectos de tejido de fibra. El motor de diseño basado en reglas de Altium Designer te ayudará a establecer límites de longitud y tiempo en tus pares diferenciales.

  Aprende más sobre los efectos del tejido de fibra y el desfase en el enrutamiento de alta velocidad.

Solo Altium Designer te ofrece un conjunto completo de herramientas de diseño y layout para PCBs de alta velocidad avanzadas.

Las Técnicas de Diseño de PCB de Alta Velocidad te Ayudan a Enrutar con Precisión

Como el paquete de software de diseño de circuitos impresos líder en la industria, Altium Designer implementa una interfaz de diseño intuitiva que está construida enteramente sobre un motor de diseño basado en reglas. Para el layout de PCB de alta velocidad, puedes definir fácilmente todas las directrices mencionadas anteriormente como reglas de diseño para el layout y enrutamiento, lo que ayudará a asegurar que tu diseño cumpla con las métricas básicas de rendimiento y sea manufacturable. Lo más importante, las métricas de integridad de señal de alta velocidad serán verificadas mientras enrutas tu placa, y los errores serán señalados durante el layout. Puedes detectar errores temprano y resolverlos antes de crear tus entregables de fabricación.

Con la plataforma Altium 365, cada usuario de Altium Designer puede compartir sus datos de diseño junto con sus archivos de fabricación, archivos de ensamblaje y documentación de pruebas. Esto incluso permite métodos y estrategias de prueba únicos como pruebas de hardware en el bucle antes y después de realizar pruebas de envejecimiento de PCB. Solo Altium 365 y Altium Designer crean un único ecosistema donde diseñadores, fabricantes e ingenieros de pruebas pueden trabajar juntos para resolver desafíos complejos de diseño de tarjetas de circuito impreso.

Route Quickly and Accurately With Altium’s Rules-Driven PCB Design Software

La potencia de Altium Designer proviene de su motor de diseño de PCB basado en reglas, donde todas tus herramientas importantes de diseño, layout, enrutamiento, simulación y fabricación se unen para mantenerte productivo. Todas las características de diseño de PCB en Altium Designer fueron construidas para trabajar juntas en una única interfaz de diseño unificada sobre un conjunto completo de técnicas estándar y especializadas de layout de PCB de alta velocidad. El motor de diseño basado en reglas subyacente permite que todas tus técnicas de diseño y enrutamiento de alta velocidad compartan datos y trabajen juntas de manera fluida mientras satisfacen importantes restricciones de diseño.

Altium Designer también te ayuda a guiarte a través de todo el proceso de diseño de PCB para asegurar que tu placa sea fabricable. Una vez que hayas terminado tu diseño de PCB de alta velocidad, puedes generar instantáneamente tus archivos de fabricación y ensamblaje gracias a un proceso automatizado de documentación y creación de archivos. También puedes personalizar tu documentación utilizando extensiones de aplicación gratuitas y características adicionales, como la creación de dibujos en Draftsman y limpiar tu BOM con ActiveBOM. Ninguna otra aplicación de diseño de PCB te ayuda a mantenerte tan productivo y construir electrónica avanzada.

• Aprovecha el potente motor de reglas de diseño en Altium Designer, la única aplicación que te ayuda a implementar las mejores técnicas de diseño y disposición de PCB de alta velocidad en un entorno de diseño y disposición basado en reglas.

  Aprende más sobre el conjunto completo de herramientas para circuitos impresos de Altium Designer.

• El motor de enrutamiento de Altium Designer fue construido para manejar los requisitos de enrutamiento de PCB de alta velocidad e interactúa directamente con tu motor de reglas de diseño.

  Ve en acción el avanzado motor de enrutamiento de PCB de Altium Designer.

• No uses servicios de terceros para compartir tus archivos de proyecto de PCB de alta velocidad, utiliza la plataforma segura en la nube de Altium 365. Puedes compartir rápidamente tus datos de proyecto y colaborar con otros diseñadores con la plataforma Altium 365.

  Aprende más sobre compartir y colaborar con Altium 365.

Altium Designer incluye todo lo necesario para diseñar PCBs de alta velocidad e implementar las mejores técnicas de diseño.

La interfaz de diseño basada en reglas en Altium Designer es clave para asegurar que tu diseño será fabricable a gran escala mientras también sigue las pautas básicas de diseño de PCB y de diseño de alta velocidad. La interfaz de diseño basada en reglas en Altium Designer asegura que puedas implementar las mejores técnicas de diseño de PCB de alta velocidad para mantener la integridad de la señal y para asegurar que tu intención de diseño se satisfaga. Mantén tus diseños funcionando sin problemas con Altium Designer y Altium 365.

Altium Designer en Altium 365 ofrece una cantidad sin precedentes de integración a 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. También hay múltiples tutoriales llenos de pautas adicionales de diseño de PCB de alta velocidad de los que puedes aprovecharte.

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 de características más profunda o uno de los Seminarios Web Bajo Demanda.