Accordatura della Lunghezza nel Pannello delle Proprietà

Le PCB ad alta velocità richiedono spesso la taratura di gruppi di piste, sia singole che differenziali, per garantire che i segnali che viaggiano in un canale fisico arrivino ad alcuni componenti riceventi entro una differenza di tempo prescritta. Altium Designer include strumenti potenti che ti permettono di risolvere tali compiti rapidamente e con alta qualità. Studia questo documento e raggiungi il risultato desiderato ancora più velocemente.

Perché si utilizza la Taratura della Lunghezza?

La maggior parte delle interfacce ad alta velocità contengono interfacce seriali che sono instradate come coppie differenziali, o contengono bus single-ended paralleli che operano ad alte frequenze. Alcune interfacce utilizzano più coppie differenziali in parallelo per inviare dati tra i componenti. Esempi di tali interfacce includono USB, PCIe, interfacce di memoria DDR3/DDR4, canali SerDes e molti altri.

Perché queste interfacce funzionino correttamente è necessario che i segnali inviati dal trasmettitore al ricevitore arrivino entro un certo limite di disallineamento temporale. Questo problema viene risolto allineando le lunghezze di gruppo di piste entro una tolleranza di disallineamento. Ciò viene fatto aggiungendo una sezione di ritardo alle piste più corte sotto forma di fisarmoniche, tromboni o un modello a dente di sega. All'interno di una coppia differenziale, i segmenti di taratura della lunghezza sono utilizzati anche per garantire che il disallineamento temporale sia eliminato, il che aiuta anche l'interfaccia a sopprimere il rumore che può essere presente nel segnale differenziale ricevuto.

Opzioni di Sintonizzazione in Altium Designer

Altium Designer dispone di due strumenti per l'allineamento:

    Sintonizzazione Interattiva della Lunghezza – per tracce singole;

    Sintonizzazione Interattiva della Lunghezza di Coppie Differenziali – per coppie differenziali.

Dopo aver avviato lo strumento, ci sono tre modelli di regolazione della lunghezza tra cui scegliere nel pannello Proprietà.

Modello a Fisarmonica

La Fisarmonica è il modello di sintonizzazione della lunghezza della rete più comunemente utilizzato. Il pannello Proprietà viene utilizzato per regolare forma, ampiezza e passo dei segmenti della fisarmonica. Puoi modificare tutti questi parametri dinamicamente con i tasti di scelta rapida durante la creazione.

Funzionalità aggiuntive quando si lavora con la fisarmonica posizionata:

Sposta/Ridimensiona

Seleziona la fisarmonica, e poi fai clic sinistro all'interno del telaio per muoverti lungo la traccia. Muovi i lati o gli angoli del telaio per ridimensionare.

Rotazione

Premi R mentre ruoti per attivare un multiplo di 45 gradi.

Linee guida pratiche per l'applicazione del modello a Fisarmonica:

• Preferiti per segnali ad alta velocità e coppie differenziali;
• La distanza ottimale tra i segmenti deve essere >3H, per le coppie differenziali >5H. La lunghezza massima dei segmenti non deve superare i 15H. Ciò ridurrà l'interazione dei campi elettromagnetici dei segmenti adiacenti.
• È preferibile utilizzare gli stili di rotazione Mitered Arcs o Rounded.

H è l'altezza di sollevamento della traccia sopra il piano di riferimento più vicino.

Modello Trombone

Il Trombone utilizza il concetto di manicotto di accordatura e può essere posizionato sulle curve delle tracce anche in spazi ristretti per riempire efficacemente lo spazio. Nel pannello Proprietà puoi configurare forma, passo e posizione dei segmenti del trombone. Puoi anche cambiare dinamicamente un numero di parametri utilizzando i tasti di scelta rapida direttamente durante la costruzione.

Opzioni aggiuntive quando si lavora con il trombone posizionato:

Sposta/Ridimensiona

Sono disponibili diverse modalità di spostamento e modifica della forma utilizzando i tasti Ctrl e Shift .

Linee guida pratiche per l'applicazione del modello Trombone:

• Utile in spazi ristretti, in caso di ostacoli;
• La distanza ottimale tra i segmenti deve essere >3H, per le coppie differenziali >5H. La lunghezza massima dei segmenti non è superiore a 15H. Ciò ridurrà l'interazione dei campi elettromagnetici per i segmenti vicini
• È preferibile utilizzare Archi Smussati o stili Arrotondati.
• Non raccomandato per la regolazione della fase del tracciato e delle coppie differenziali.

H è l'altezza di sollevamento del tracciato sopra il piano di riferimento più vicino.

Modello a Dente di Sega

Il modello a Dente di Sega utilizza il concetto di manicotto di accordatura e può essere posizionato sulle curve del tracciato. Aiuta a regolare la lunghezza più precisamente. Nel pannello Proprietà puoi configurare angolo, larghezza, altezza e inizio del «dente di sega». Puoi anche cambiare dinamicamente l'altezza utilizzando i «tasti rapidi» direttamente durante la costruzione.

Opzioni aggiuntive quando si lavora con il modello a Dente di Sega:

Sposta/Ridimensiona

Sono disponibili diverse modalità di spostamento e modifica della forma utilizzando i tasti Ctrl e Shift.

Linee guida pratiche per l'uso dei modelli a dente di sega per l'accordatura della lunghezza:

• Il pattern è utile in spazi ristretti e può essere utilizzato per instradare intorno ai via;
• Preferito per l'allineamento della fase del segnale in coppia differenziale;
• Angoli acuti per segnali ad alta velocità non sono desiderabili;
• Posizionare i denti della sega il più vicino possibile al punto in cui si è verificato il disallineamento.
• È preferibile rendere la lunghezza totale della struttura di disallineamento più corta

L'immagine sottostante mostra alcune linee guida conservative per l'uso di una struttura a pattern a dente di sega in un PCB, in particolare nelle due tracce in una coppia differenziale. Queste linee guida sono appropriate per interfacce più lente con tassi di transizione di circa 1 ns. Un limite sulla massima distanza all'interno della sezione del pattern a dente di sega è <2S con larghezza del dente <3W. S è la distanza tra le tracce, W è la larghezza della traccia in coppia differenziale. In interfacce più lente, queste linee guida sono note per fornire il necessario abbinamento di lunghezza ma senza incorrere in eccessive riflessioni all'ingresso nella sezione di accordatura della lunghezza.

In interfacce molto più veloci, queste linee guida non sono sempre valide, e diventa preferibile dimensionare con attenzione la larghezza e lo spazio tra coppie differenziali per prevenire un'eccessiva impedenza e discrepanza nel ritardo di propagazione tra i due tracciati nella coppia. Ciò significa che il progettista dovrebbe utilizzare lo strumento Layer Stackup Manager in Altium Designer per ottenere una buona stima iniziale della larghezza e dello spazio ottimali del tracciato, seguito dall'uso di un simulatore di interconnessione per determinare più chiaramente la conformità del canale. Una volta verificati i limiti di accordatura della lunghezza appropriati, possono essere posizionati in un layout PCB utilizzando le funzionalità di routing interattivo nell'Editor PCB di Altium Designer.

• Scopri di più sulle funzionalità di routing PCB in Altium Designer