Enrutamiento de PCB: Cómo asegurar el control de impedancia de PCB con fórmulas y recursos

Las señales de alta velocidad y las señales de alta frecuencia tienen algo en común: la necesidad de un enrutamiento controlado por impedancia en interconexiones de baja pérdida y baja dispersión. El control de la impedancia en PCB puede ser difícil de lograr sin el conjunto adecuado de herramientas de enrutamiento y una calculadora de impedancia integrada en tus herramientas de diseño. La mayoría de las calculadoras de impedancia utilizan una ecuación básica que no representa con precisión las pistas reales en los sustratos de PCB y no describe correctamente la propagación de la señal.

En lugar de arriesgar la funcionalidad de tu placa a características de diseño de PCB subestándar, necesitas el mejor conjunto de utilidades de diseño de alta velocidad que puedas obtener. El mejor software de diseño de PCB incluye una calculadora de impedancia de PCB precisa que tiene en cuenta las propiedades materiales de los sustratos de PCB reales. Estas herramientas también deben integrarse con el resto de tus características de esquemático y diseño de PCB para ayudarte a enrutamiento de placas de circuito de alta calidad. Con un paquete de software integrado, puedes asegurar el control de la impedancia de PCB y mantenerte productivo.

ALTIUM DESIGNER

Una aplicación unificada de diseño de PCB con un conjunto completo de características de enrutamiento de impedancia controlada para diseñadores profesionales.

Todas las placas de circuito de alta velocidad y las placas de circuito RF necesitan un enrutamiento extremadamente preciso para asegurar que las señales en la placa alcancen su destino. Los diseñadores de alta velocidad/RF deben saber que diseñar con la impedancia correcta es vital en una placa de circuito. Todos los interconectores que transportan señales de alta velocidad deben tener la impedancia de traza correcta para asegurar que la energía se transfiera a los componentes de carga sin reflexiones fuertes.

Antes de diseñar tu próxima placa de circuito impreso, verifica si necesitas impedancia controlada y cómo calcularla. Puedes calcular la impedancia de la PCB a mano, pero es más fácil calcularla cuando usas el mejor conjunto de herramientas de enrutamiento de PCB para crear tu diseño. Para ver realmente dónde encajan las características de enrutamiento de PCB en el panorama de la impedancia controlada, ayuda entender cómo se calcula la impedancia y lo que la mayoría de los calculadores de control de impedancia de PCB no pueden hacer.

Cálculos de Impedancia de Trazas de PCB

Hay algunos métodos para calcular la impedancia de trazas en una placa de circuito siempre que se conozcan la constante dieléctrica y la geometría de la traza:

• Usar la ecuación IPC-2141 para impedancias de microstrip o stripline
• Usar las ecuaciones de línea de transmisión de Waddel
• Usar un solucionador de campos que pueda tener en cuenta la dispersión y la aspereza del cobre

La mayoría de los calculadores de impedancia de trazas se basan en el método IPC-2141, el cual es conocido por ser inexacto para los diseños modernos de PCB de alta velocidad/alta frecuencia de hoy en día. Las ecuaciones de Waddel son ampliamente consideradas como las herramientas analíticas más precisas para calcular la impedancia, pero son difíciles de usar para el control de impedancia de PCB. Esto se debe a que se necesita un algoritmo numérico para resolver estas ecuaciones y determinar el ancho de traza de PCB óptimo necesario para alcanzar un objetivo de impedancia.

En lugar de estos métodos, tus herramientas de diseño de PCB deberían incluir características que puedan calcular automáticamente el ancho de traza requerido para alcanzar un objetivo de impedancia.

Incluir la Dispersión y la Pérdida en los Cálculos de Impedancia

Los laminados reales de PCB tienen cierta pérdida, rugosidad del cobre y dispersión que necesitan ser incluidos en un cálculo de impedancia. Contabilizar la pérdida y la dispersión es fácil cuando tienes acceso a herramientas de diseño de PCB con un solucionador de campos integrado para cálculos de impedancia. Con las herramientas de diseño en Altium Designer, puedes calcular fácilmente la impedancia que necesitas sin usar modelos o ecuaciones complejas, y puedes comenzar a enrutar tu placa para cumplir con tu perfil de impedancia.

• Todas las fuentes de pérdida deberían ser incluidas en tus cálculos de impedancia de PCB para asegurar un control de impedancia preciso.

  Aprende más sobre la pérdida y la dispersión en el diseño de tu placa de circuito.

• Los mejores calculadores de control de impedancia de PCB pueden tener en cuenta la dispersión en el material laminado, proporcionando cálculos de impedancia altamente precisos en un amplio rango de frecuencias.

  Aprende más sobre la dispersión en laminados FR4 y otros sustratos de PCB.

• El Administrador de Capas de Altium Designer incluye las herramientas de cálculo de impedancia que necesitas para asegurar un enrutamiento de impedancia controlada.

  Aprende más sobre cómo usar el Administrador de Capas en Altium Designer.

El diseño y enrutamiento de PCB de alta velocidad comienza con la creación de un apilado de PCB que permite el control de la impedancia.

Enrutamiento Controlado de Impedancia Preciso

Una vez que has calculado el ancho de traza de PCB necesario para el control de impedancia, tus herramientas de enrutamiento necesitan aplicar ese ancho automáticamente en tu diseño de PCB. La mayoría de las herramientas de diseño te obligan a hacer esto manualmente, lo que hace difícil garantizar la precisión. La forma más rápida de crear interconexiones controladas por impedancia es usar el mejor conjunto de herramientas de enrutamiento con un motor de diseño basado en reglas para asegurar que se cumplan los objetivos de impedancia.

El motor de diseño basado en reglas de Altium Designer hace exactamente esto, mientras que otros calculadores de impedancia no pueden pasar los resultados de cálculo directamente a tus herramientas de enrutamiento. Cuando tus características de enrutamiento de alta velocidad pueden tomar automáticamente tus datos de diseño de PCB y aplicar objetivos de impedancia como una regla de diseño, el enrutamiento de impedancia controlada es mucho más fácil y preciso.

Garantiza el control de impedancia de PCB con Altium Designer

En lugar de arriesgarte y usar una calculadora que ofrece resultados incorrectos, utiliza el mejor conjunto de herramientas de enrutamiento controlado por impedancia en Altium Designer. El poder de Altium Designer para el diseño de PCB de alta velocidad proviene de su interfaz integrada, donde las herramientas de enrutamiento de PCB toman datos directamente de un solucionador de campos integrado y lo usan para establecer tu valor de impedancia controlada como una regla de diseño. Con este tipo de aplicación, es fácil asegurar el control de impedancia de PCB mientras creas tu diseño.

• Configurar los límites de impedancia como reglas de diseño es fácil cuando usas la calculadora de impedancia integrada de Altium Designer y las herramientas de enrutamiento interactivo.

  Aprende más sobre las características de enrutamiento interactivo controlado por impedancia de Altium Designer.

• Las herramientas de enrutamiento de Altium Designer te permitirán aplicar estructuras de coincidencia de longitud como el enrutamiento serpenteante y de ida y vuelta.

  Aprende más sobre el enrutamiento controlado por impedancia con coincidencia de longitud.

• Hay algunas otras restricciones importantes de enrutamiento de alta velocidad que necesitarás considerar, y Altium Designer puede ayudarte a satisfacer todas estas y muchas más.

  Aprende más sobre las reglas y restricciones de enrutamiento de PCB de alta velocidad.

El entorno de diseño basado en reglas de Altium Designer te permite aplicar perfiles de impedancia a tus interconexiones de alta velocidad.

Cómo Tu Software Utiliza Cálculos de Control de Impedancia en PCB

Tus diseños de impedancia controlada no necesitan ser difíciles cuando tienes el mejor conjunto de características de enrutamiento y diseño en un solo programa. Crear un diseño de PCB de alta calidad comienza con el motor de diseño adecuado para ayudarte a mantenerte productivo.

El motor de diseño basado en reglas de Altium Designer unifica todas las herramientas de diseño que necesitas para el enrutamiento y diseño de impedancia controlada en una sola aplicación. La verdadera fortaleza de Altium Designer es su motor de diseño basado en reglas, que verifica tu diseño contra reglas básicas y avanzadas a medida que se crea. Esto ayuda a asegurar una alta precisión y conformidad con los requisitos de diseño.

Todo Lo Que Necesitas para el Diseño de Impedancia Controlada

Cuando necesites crear diseños de PCB de alta calidad, no te conformes con plataformas de diseño que ensamblan múltiples herramientas de diferentes proveedores. Todo lo que necesitas para el diseño, diseño, búsqueda de componentes y fabricación se puede encontrar en el entorno unificado de Altium Designer. Puedes mantenerte productivo y asegurar un enrutamiento controlado de impedancia ultra-preciso en Altium Designer.

• Altium Designer incluye todo lo necesario para diseñar circuitos simples y PCBs de alta velocidad avanzados en una sola aplicación.

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

• El solucionador de campo integrado de Simberian se conecta directamente con el Administrador de Capas en Altium Designer, proporcionando a los diseñadores una herramienta integrada para cálculos de impedancia precisos.

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

• Cuando estés listo para compartir tu proyecto con otros diseñadores de PCB o con tu fabricante, Altium 365 te permite compartir instantáneamente tu diseño de placa de circuito impreso y los datos de producción a través de Altium Designer o en la web.

  Aprende más sobre compartir los datos de tu proyecto de PCB con Altium 365.

Diseña con facilidad tu PCB de alta velocidad controlada por impedancia en Altium Designer.

El control de la impedancia de PCB no debería ser difícil. En lugar de intentar usar una calculadora externa, utiliza el conjunto completo de diseño de stackup, cálculo de impedancia y características de enrutamiento interactivo en Altium Designer. Puedes mantenerte productivo mientras diseñas sistemas de alta frecuencia y te preparas para la fabricación cuando usas Altium Designer.

Altium Designer en Altium 365 ofrece una integración sin precedentes 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.

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