Routing PCB: Come Assicurare il Controllo dell'Impedenza del PCB con Formule e Risorse

I segnali ad alta velocità e i segnali ad alta frequenza hanno una cosa in comune: la necessità di un routing controllato dell'impedenza su interconnessioni a bassa perdita e bassa dispersione. Il controllo dell'impedenza su PCB può essere difficile da ottenere senza il giusto set di strumenti di routing e un calcolatore dell'impedenza integrato nei tuoi strumenti di progettazione. La maggior parte dei calcolatori di impedenza utilizza un'equazione di base che non rappresenta accuratamente le tracce reali sui substrati dei PCB e non descrive correttamente la propagazione del segnale.

Invece di rischiare la funzionalità della tua scheda con caratteristiche di progettazione PCB sottostandard, hai bisogno del miglior set di utility per la progettazione ad alta velocità che puoi ottenere. Il miglior software di progettazione PCB include un calcolatore dell'impedenza PCB accurato che tiene conto delle proprietà dei materiali dei veri substrati PCB. Questi strumenti dovrebbero anche integrarsi con il resto delle tue funzionalità di schema e layout PCB per aiutarti a progettare schede elettroniche di alta qualità. Con un pacchetto software integrato, puoi garantire il controllo dell'impedenza PCB e rimanere produttivo.

ALTIUM DESIGNER

Un'applicazione unificata di progettazione PCB con una suite completa di funzionalità di routing a impedenza controllata per progettisti professionisti.

Tutte le schede circuito ad alta velocità e le schede circuito RF necessitano di un routing estremamente accurato per garantire che i segnali sulla scheda raggiungano la loro destinazione. I progettisti di circuiti ad alta velocità/RF dovrebbero sapere che progettare con l'impedenza corretta è vitale in una scheda circuito. Tutti gli interconnettori che trasportano segnali ad alta velocità devono avere l'impedenza di traccia corretta per garantire che l'energia venga trasferita ai componenti di carico senza forti riflessioni.

Prima di progettare il tuo prossimo layout di PCB, verifica se hai bisogno di un'impedenza controllata e come calcolarla. Puoi calcolare l'impedenza del PCB a mano, ma è più facile calcolarla quando utilizzi il miglior set di strumenti di routing PCB per creare il tuo layout. Per capire davvero dove le funzionalità di routing del PCB si inseriscono nel panorama dell'impedenza controllata, è utile comprendere come viene calcolata l'impedenza e cosa la maggior parte dei calcolatori di controllo dell'impedenza del PCB non può fare.

Calcoli dell'Impedenza delle Tracce del PCB

Ci sono alcuni metodi per calcolare l'impedenza delle tracce in una scheda circuito, purché siano noti la costante dielettrica e la geometria delle tracce:

• Utilizzare l'equazione IPC-2141 per le impedenze di microstrip o stripline
• Utilizzare le equazioni delle linee di trasmissione di Waddel
• Utilizzare un risolutore di campo che possa tenere conto della dispersione e della rugosità del rame

La maggior parte dei calcolatori dell'impedenza delle tracce si basa sul metodo IPC-2141, noto per essere inaccurato per i moderni design di PCB ad alta velocità/alta frequenza di oggi. Le equazioni di Waddel sono ampiamente considerate come gli strumenti analitici più accurati per calcolare l'impedenza, ma sono difficili da utilizzare per il controllo dell'impedenza del PCB. Questo perché è necessario un algoritmo numerico per risolvere queste equazioni per determinare la larghezza della traccia del PCB migliore necessaria per raggiungere un obiettivo di impedenza.

Invece di questi metodi, i tuoi strumenti di progettazione PCB dovrebbero includere funzionalità che possono calcolare automaticamente la larghezza della traccia richiesta per raggiungere un obiettivo di impedenza.

Includere Dispersione e Perdita nei Calcoli dell'Impedenza

I laminati reali dei PCB presentano una certa perdita, rugosità del rame e dispersione che devono essere inclusi in un calcolo dell'impedenza. Tenere conto della perdita e della dispersione è facile quando si ha accesso a strumenti di progettazione PCB con un risolutore di campo integrato per i calcoli dell'impedenza. Con gli strumenti di progettazione in Altium Designer, puoi facilmente calcolare l'impedenza di cui hai bisogno senza utilizzare modelli o equazioni complesse, e puoi iniziare a instradare la tua scheda per conformarti al tuo profilo di impedenza.

• Tutte le fonti di perdita dovrebbero essere incluse nei tuoi calcoli dell'impedenza del PCB per garantire un controllo accurato dell'impedenza.

  Scopri di più sulla perdita e sulla dispersione nel layout del tuo circuito stampato.

• I migliori calcolatori di controllo dell'impedenza per PCB possono tenere conto della dispersione nel materiale laminato, fornendo calcoli dell'impedenza altamente accurati su un'ampia gamma di frequenze.

  Scopri di più sulla dispersione nei laminati FR4 e altri substrati per PCB.

• Il Layer Stack Manager di Altium Designer include gli strumenti di calcolo dell'impedenza di cui hai bisogno per garantire un routing a impedenza controllata.

  Scopri di più sull'uso del Layer Stack Manager in Altium Designer.

La progettazione e il routing di PCB ad alta velocità iniziano con la creazione di un impilamento PCB che consente il controllo dell'impedenza.

Routing Controllato per Impedenza Accurato

Una volta calcolata la larghezza della traccia del PCB necessaria per il controllo dell'impedenza, i tuoi strumenti di routing devono applicare automaticamente quella larghezza nel layout del PCB. La maggior parte degli strumenti di progettazione ti costringe a farlo manualmente, rendendo difficile garantire l'accuratezza. Il modo più veloce per creare interconnessioni a impedenza controllata è utilizzare il miglior set di strumenti di routing con un motore di progettazione basato su regole per garantire che gli obiettivi di impedenza siano soddisfatti.

Il motore di progettazione basato su regole in Altium Designer fa esattamente questo, mentre altri calcolatori di impedenza non possono passare i risultati del calcolo direttamente ai tuoi strumenti di routing. Quando le funzionalità di routing ad alta velocità possono prendere automaticamente i dati di progettazione del tuo PCB e applicare gli obiettivi di impedenza come una regola di progettazione, il routing a impedenza controllata è molto più semplice e accurato.

Garantisci il Controllo dell'Impedenza PCB con Altium Designer

Invece di affidarti alla fortuna e utilizzare un calcolatore che fornisce risultati errati, usa il miglior set di strumenti per il routing controllato dell'impedenza disponibile in Altium Designer. La potenza di Altium Designer per il design di PCB ad alta velocità deriva dalla sua interfaccia integrata, dove gli strumenti di routing del PCB prendono i dati direttamente da un risolutore di campo integrato e li utilizzano per impostare il valore dell'impedenza controllata come una regola di design. Con questo tipo di applicazione, è facile garantire il controllo dell'impedenza del PCB mentre si crea il layout.

• Impostare i limiti di impedenza come regole di design è facile quando si utilizza il calcolatore di impedenza integrato di Altium Designer e gli strumenti di routing interattivi.

  Scopri di più sulle funzionalità di routing controllato dell'impedenza interattivo di Altium Designer.

• Gli strumenti di routing di Altium Designer ti permetteranno di applicare strutture di abbinamento di lunghezza come il routing serpentinato e a zig-zag.

  Scopri di più sul routing controllato dell'impedenza con abbinamento di lunghezza.

• Ci sono alcune altre importanti restrizioni di routing ad alta velocità che dovrai considerare, e Altium Designer può aiutarti a soddisfare tutte queste e molte altre.

  Scopri di più sulle regole e le restrizioni di routing PCB ad alta velocità.

L'ambiente di progettazione guidato dalle regole di Altium Designer ti permette di applicare profili di impedenza ai tuoi interconnettori ad alta velocità.

Come il Tuo Software Utilizza i Calcoli di Controllo dell'Impedenza PCB

I tuoi progetti a impedenza controllata non devono essere difficili quando hai il miglior set di funzionalità di routing e layout in un unico programma. Creare un layout PCB di alta qualità inizia con il giusto motore di progettazione per aiutarti a rimanere produttivo.

Il motore di progettazione basato su regole in Altium Designer unifica ogni strumento di progettazione di cui hai bisogno per il routing e il layout a impedenza controllata in una singola applicazione. La vera forza di Altium Designer è il suo motore di progettazione basato su regole, che controlla il tuo layout rispetto a regole di progettazione di base e avanzate mentre viene creato. Questo aiuta a garantire un'alta precisione e conformità ai requisiti di progettazione.

Tutto Ciò di cui Hai Bisogno per la Progettazione a Impedenza Controllata

Quando hai bisogno di creare layout PCB di alta qualità, non accontentarti di piattaforme di progettazione che assemblano più strumenti da diversi fornitori. Tutto ciò di cui hai bisogno per la progettazione, il layout, la ricerca di componenti e la produzione può essere trovato nell'ambiente unificato di Altium Designer. Puoi rimanere produttivo e garantire un routing controllato dell'impedenza ultra-accurato in Altium Designer.

• Altium Designer include tutto il necessario per progettare circuiti semplici e PCB ad alta velocità avanzati in una singola applicazione.

  Scopri di più sull'ambiente di progettazione unificato in Altium Designer.

• Il risolutore di campo integrato da Simberian si interfaccia direttamente con il Layer Stack Manager in Altium Designer, fornendo ai progettisti uno strumento integrato per calcoli di impedenza accurati.

  Scopri di più sul risolutore di campo integrato da Simberian in Altium Designer.

• Quando sei pronto per condividere il tuo progetto con altri progettisti di PCB o con il tuo produttore, Altium 365 ti permette di condividere istantaneamente il design del tuo circuito stampato e i dati di produzione tramite Altium Designer o sul web.

  Scopri di più sulla condivisione dei dati del tuo progetto PCB con Altium 365.

Progetta con facilità il layout del tuo PCB ad alta velocità con controllo dell'impedenza in Altium Designer.

Il controllo dell'impedenza del PCB non dovrebbe essere difficile. Invece di provare un calcolatore esterno, utilizza il set completo di funzionalità di progettazione dello stackup, calcolo dell'impedenza e routing interattivo in Altium Designer. Puoi rimanere produttivo mentre progetti sistemi ad alta frequenza e ti prepari per la produzione quando utilizzi Altium Designer.

Altium Designer su Altium 365 offre un'integrazione senza precedenti all'industria elettronica finora relegata al mondo dello sviluppo software, permettendo ai progettisti di lavorare da casa e raggiungere livelli di efficienza senza precedenti.

Abbiamo appena iniziato a scoprire cosa è possibile fare con Altium Designer su Altium 365. Puoi consultare la pagina del prodotto per una descrizione più dettagliata delle funzionalità o uno dei Webinar On-Demand.