Linee guida e tecniche per la progettazione di PCB ad alta velocità in Altium Designer

La realizzazione e il routing di PCB ad alta velocità possono essere complessi e richiedono molteplici considerazioni diverse. Le tecniche di layout ad alta velocità importanti e le linee guida per il routing del tuo progetto coprono tutto, dalla larghezza delle tracce sulle linee di trasmissione alle distanze di sicurezza per il ground pour, il tracciamento del percorso di ritorno, l'impedenza caratteristica definita e molto altro ancora. I pacchetti software di progettazione semplici semplicemente non possono gestire tutte queste restrizioni contemporaneamente, lasciando al progettista del circuito stampato il compito di controllare manualmente ogni interconnessione e di spendere ore a rielaborare il layout quando vengono identificati errori.

Altium Designer è l'unica applicazione di progettazione costruita per gestire qualsiasi prodotto elettronico. I team di progettazione possono implementare rapidamente e facilmente le migliori linee guida per la progettazione di PCB ad alta velocità per garantire l'integrità del segnale con un insieme di strumenti avanzati in un'unica applicazione. I progettisti di PCB sanno che creare un layout di PCB ad alta velocità richiede molti calcoli, misurazioni e conformità alle regole di progettazione, e Altium Designer aiuta ad automatizzare molte di queste attività importanti. Se vuoi semplificare il tuo processo di progettazione senza sacrificare l'integrità del segnale, assicurati di implementare queste tecniche di progettazione di PCB ad alta velocità e linee guida per la progettazione di schede ad alta velocità nel tuo prossimo circuito stampato.

ALTIUM DESIGNER^®

L'applicazione di progettazione e simulazione elettronica migliore del settore per progettisti professionisti e produttori di PCB.

Le moderne elettroniche odierne funzionano a velocità maggiori, sono collocate con densità più elevate e richiedono un routing più accurato che mai. L'aspettativa è che i progetti ad alta velocità avranno capacità aumentate in futuro, e i progettisti devono implementare le migliori linee guida e pratiche di routing per PCB ad alta velocità per assicurarsi che i loro progetti funzionino correttamente. Aspetti importanti di un progetto come il controllo dell'impedenza, la pianificazione del percorso di ritorno e l'EMI ad alta frequenza sono solo l'inizio nel layout di PCB ad alta velocità.

Mentre ci sono molti requisiti da soddisfare in qualsiasi layout di scheda elettronica ad alta velocità, il software di progettazione giusto può aiutare consentendoti di specificare questi requisiti come regole di progettazione. Queste regole vengono poi applicate mentre posizioni i tuoi componenti e tracci le tue linee di trasmissione ad alta velocità. Altium Designer è il pacchetto software di progettazione PCB ideale per garantire che la tua scheda elettronica ad alta velocità funzioni come richiesto e sia conforme agli standard del settore.

Cos'è il Layout e la Progettazione di PCB ad Alta Velocità?

Tutte le PCB ad alta velocità presentano segnali con tassi di transizione rapidi, il che significa che le densità spettrali di potenza di vari segnali si estendono fino all'intervallo degli alti GHz. Questi componenti sulle PCB ad alta velocità commutano rapidamente e possono generare significative interferenze elettromagnetiche (EMI) se non instradati correttamente. Pertanto, layout, instradamento, pianificazione del percorso di ritorno, calcoli dell'impedenza caratteristica e molti altri fattori determinano la stabilità e l'integrità di questi progetti.

Alcune delle importanti linee guida per la progettazione di PCB ad alta velocità nel layout e nell'instradamento sono elencate di seguito. Queste linee guida sono intese per aiutare a garantire l'integrità del segnale durante il layout e l'instradamento, così come per aiutare a prevenire problemi di EMI come il diafonia, la radiazione e le discontinuità di impedenza:

• Piani di massa, piani di alimentazione e stack-up: Assicurarsi che lo stack-up della PCB abbia un terreno uniforme sotto le linee di trasmissione ad alta velocità e che non si instradi sopra le lacune nei piani di terra/alimentazione.
• Impedenza caratteristica: Una specifica larghezza della traccia deve essere imposta nelle linee di trasmissione per garantire che l'impedenza caratteristica e l'impedenza di ingresso abbiano valori specifici sugli interconnettori ad alta velocità.
• Spaziatura delle linee di trasmissione: Imporre una spaziatura sufficiente tra le tracce sulla PCB per prevenire significativa diafonia e garantire che i segnali non superino i margini di rumore al ricevitore.
• Integrità della potenza: Posizionare i piani di alimentazione e di massa uno accanto all'altro, specificamente la parte della PDN che fornirà energia ai componenti ad alta velocità per prevenire eccessivi suoni di campana.
• Routing dei bus e delle coppie differenziali: Imporre l'abbinamento temporale sui bus paralleli e sulle coppie differenziali per garantire uno scarto minimo tra i segnali importanti.
• Posizionamento dei componenti: Assicurarsi di posizionare i componenti critici ad alta velocità nel layout del PCB in modo tale che tutti i segnali critici possano essere instradati con un minimo di transizioni tra i livelli.

Questa lista di linee guida generali aiuterà a garantire che il tuo progetto non cada vittima dei problemi di integrità del segnale che sono comuni nei layout dei PCB ad alta velocità. Con il miglior software di progettazione PCB, puoi programmare questi requisiti come regole di progettazione per assicurare che un layout complesso mantenga l'integrità del segnale.

Verifica Rapidamente le Tue Tecniche di Layout PCB ad Alta Velocità Rispetto alle Regole di Progettazione

Le tue regole di progettazione non dovrebbero limitare la tua creatività, ma piuttosto aiuteranno a garantire che il tuo progetto funzioni come richiesto una volta completato il layout. Tutti gli strumenti di routing e layout di Altium Designer sono costruiti su un motore di progettazione unificato basato su regole per garantire l'instradabilità e la compatibilità con la lista sopra di linee guida.

• I bus paralleli e le coppie differenziali richiedono un abbinamento preciso della lunghezza/tempo per prevenire lo skew. Puoi imporre queste condizioni con strumenti di regolazione della lunghezza nelle funzionalità di routing del tuo PCB.

  Scopri di più sulla regolazione del ritardo per garantire che lo skew temporale sia eliminato nelle coppie differenziali.

• Non permettere che la tua scheda fallisca a causa di comuni problemi di distorsione del segnale. Puoi risolvere questi problemi durante il routing con i migliori strumenti di progettazione PCB.

  Scopri di più sulle fonti di distorsione del segnale con le linee guida per la progettazione di PCB ad alta velocità.

• Puoi assicurarti che il tuo routing rispetti le regole di progettazione di base, mantenga l'impedenza e soddisfi i requisiti di skew con le migliori funzionalità di routing auto-interattivo in Altium Designer.

  Scopri di più sul routing auto-interattivo per la progettazione di PCB ad alta velocità.

Questo semplice PCB richiede un routing controllato dell'impedenza per segnali ad alta velocità per garantire l'integrità del segnale.

Un potente motore di routing per PCB ad alta velocità

Una volta posizionati i componenti nel tuo layout, dovrebbero essere attentamente regolati per garantire un routing facile per segnali a bassa velocità, alta velocità e in corrente continua. Il routing può essere difficile in progetti molto densi a causa del grande numero di componenti e reti, specialmente per BGA con un alto numero di pin. Mantenere le tracce corte tra i componenti, i layout dei circuiti di decoupling e i circuiti di alimentazione assicura che le perdite rimangano basse, ma ciò richiede un insieme di funzionalità di routing che fanno rispettare le regole di progettazione e il controllo dell'impedenza nel tuo layout di PCB ad alta velocità.

Usa un Motore di Routing PCB Basato su Regole per il Design di PCB ad Alta Velocità

Il motore di routing basato su regole in Altium Designer ti aiuta a rispettare le linee guida di base per il routing facendo rispettare i tuoi vincoli di distanza minima, i limiti di lunghezza del routing e i vincoli di impedenza delle tracce mentre lavori. Con altri software di progettazione PCB, devi eseguire manualmente i DRC una volta che il layout è finito, lasciando aperta la possibilità di errori di progettazione e di lavoro di rifacimento. Altium Designer ti aiuta a individuare gli errori e a correggerli in anticipo mentre crei il tuo layout PCB, il che aiuta a garantire che tu rispetti le tecniche di base per il layout di PCB ad alta velocità.

Inoltre, le utility di routing auto-interattivo di Altium Designer ti permettono di implementare qualsiasi topologia di routing nel tuo layout di PCB ad alta velocità. Se hai applicato le tue regole di distanza e imposto il controllo dell'impedenza caratteristica nel tuo layout di PCB, i tuoi strumenti di routing auto-interattivo aiuteranno ad automatizzare il routing garantendo che il tuo layout sia conforme a queste importanti regole di progettazione. Questi strumenti aiutano a garantire che non avrai grossi problemi con EMI, skew, discontinuità di impedenza e altre fonti di distorsione del segnale.

• Le restrizioni di routing del PCB devono essere programmate nelle tue regole di progettazione in modo che non cadere vittima delle comuni fonti di EMI irradiate.

  Scopri di più sulle fonti di EMI in PCB ad alta velocità e ad alta frequenza.

• Puoi facilmente garantire il controllo dell'impedenza caratteristica nel gestore dello stack di strati di Altium Designer. Questo strumento ti permette di creare profili di impedenza che sono impostati come regole di progettazione per imporre una larghezza di traccia richiesta.

  Scopri di più sui profili di impedenza per un routing accurato negli strumenti di stack-up di Altium Designer.

• Se riesci a mantenere le lunghezze delle tue tracce abbastanza corte, puoi prevenire l'accumulo di sfasamento dovuto agli effetti della tessitura delle fibre. Il motore di layout guidato dalle regole di Altium Designer ti aiuterà a impostare limiti di lunghezza e di temporizzazione nelle tue coppie differenziali.

  Scopri di più sugli effetti della tessitura delle fibre e dello sfasamento nel routing ad alta velocità.

Solo Altium Designer ti offre un set completo di strumenti di progettazione e layout per PCB ad alta velocità avanzati.

Le tecniche di progettazione PCB ad alta velocità ti aiutano a tracciare con precisione

Come il principale pacchetto software di progettazione di circuiti stampati del settore, Altium Designer implementa un'interfaccia di progettazione intuitiva che si basa interamente su un motore di progettazione guidato dalle regole. Per il layout PCB ad alta velocità, puoi facilmente definire tutte le linee guida sopra menzionate come regole di progettazione per il layout e il routing, il che aiuterà a garantire che il tuo design sia conforme alle metriche di prestazione di base e sia realizzabile. Più importante, le metriche di integrità del segnale ad alta velocità verranno controllate mentre tracci il tuo circuito, e gli errori verranno segnalati durante il layout. Potrai individuare gli errori in anticipo e risolverli prima di creare i tuoi documenti di produzione.

Con la piattaforma Altium 365, ogni utente di Altium Designer può condividere i propri dati di progettazione insieme ai file di fabbricazione, ai file di assemblaggio e alla documentazione di test. Questo consente anche metodi e strategie di test unici, come il testing hardware-in-the-loop prima e dopo aver eseguito i test di invecchiamento delle PCB. Solo Altium 365 e Altium Designer creano un singolo ecosistema in cui progettisti, produttori e ingegneri di test possono lavorare insieme per risolvere complesse sfide di progettazione di circuiti stampati.

Progetta Rapidamente e con Precisione con il Software di Progettazione PCB Basato su Regole di Altium

La potenza di Altium Designer deriva dal suo motore di progettazione PCB basato su regole, dove tutti i tuoi importanti strumenti di progettazione, layout, routing, simulazione e produzione si uniscono per mantenerti produttivo. Tutte le funzionalità di progettazione PCB in Altium Designer sono state create per lavorare insieme in un'unica interfaccia di progettazione unificata, basata su un set completo di tecniche standard e specializzate per il layout di PCB ad alta velocità. Il motore di progettazione basato su regole sottostante consente a tutte le tue tecniche di progettazione e routing ad alta velocità di condividere dati e lavorare insieme in modo fluido, soddisfacendo importanti vincoli di progettazione.

Altium Designer ti guida anche attraverso l'intero processo di progettazione del PCB per assicurarti che la tua scheda sia realizzabile. Una volta completato il layout del tuo PCB ad alta velocità, puoi generare istantaneamente i tuoi file di fabbricazione e assemblaggio grazie a un processo automatizzato di documentazione e creazione di file. Puoi anche personalizzare la tua documentazione utilizzando estensioni di applicazione gratuite e funzionalità aggiuntive, come la creazione di disegni in Draftsman e la pulizia del tuo BOM con ActiveBOM. Nessun'altra applicazione di progettazione PCB ti aiuta a rimanere così produttivo e a costruire elettronica avanzata.

• Sfrutta il potente motore di regole di progettazione di Altium Designer, l'unica applicazione che ti aiuta a implementare le migliori tecniche di layout PCB ad alta velocità in un ambiente di progettazione e layout guidato dalle regole.

  Scopri di più sul set completo di strumenti per circuiti stampati di Altium Designer.

• Il motore di routing di Altium Designer è stato sviluppato per gestire i requisiti di routing PCB ad alta velocità e si interfaccia direttamente con il tuo motore di regole di progettazione.

  Vedi in azione il motore di routing PCB avanzato di Altium Designer.

• Non utilizzare servizi di terze parti per condividere i tuoi file di progetto PCB ad alta velocità, usa la piattaforma cloud sicura in Altium 365. Puoi condividere rapidamente i dati del tuo progetto e collaborare con altri progettisti con la piattaforma Altium 365.

  Scopri di più sulla condivisione e collaborazione con Altium 365.

Altium Designer include tutto il necessario per progettare PCB ad alta velocità e implementare le migliori tecniche di layout.

L'interfaccia di progettazione guidata dalle regole in Altium Designer è fondamentale per garantire che il tuo progetto possa essere prodotto in serie, seguendo allo stesso tempo le linee guida di base per la progettazione di PCB e il layout ad alta velocità. L'interfaccia di progettazione guidata dalle regole in Altium Designer assicura che tu possa implementare le migliori tecniche di layout per la progettazione di PCB ad alta velocità per mantenere l'integrità del segnale e per garantire che le intenzioni di progettazione siano soddisfatte. Mantieni i tuoi progetti in movimento senza intoppi con Altium Designer e Altium 365.

Altium Designer su Altium 365 offre un livello di integrazione senza precedenti nell'industria elettronica, finora relegato al mondo dello sviluppo software, permettendo ai progettisti di lavorare da casa e raggiungere livelli di efficienza senza precedenti. Ci sono anche numerosi tutorial ricchi di ulteriori linee guida per la progettazione di PCB ad alta velocità di cui puoi approfittare.

Abbiamo appena sfiorato la superficie di ciò che è possibile fare con Altium Designer su Altium 365. Puoi controllare la pagina del prodotto per una descrizione delle funzionalità più approfondita o uno degli Webinar On-Demand.