Trasowanie PCB: Jak zapewnić kontrolę impedancji PCB za pomocą wzorów i zasobów

Sygnały o wysokiej prędkości i wysokiej częstotliwości mają jedną wspólną cechę: potrzebę sterowania impedancją na połączeniach o niskich stratach i niskiej dyspersji. Kontrola impedancji PCB może być trudna do osiągnięcia bez odpowiedniego zestawu narzędzi do trasowania i zintegrowanego kalkulatora impedancji w narzędziach projektowych. Większość kalkulatorów impedancji używa podstawowego równania, które nie odzwierciedla dokładnie rzeczywistych ścieżek na substratach PCB i nie opisuje poprawnie propagacji sygnału.

Zamiast ryzykować funkcjonalność swojej płyty ze względu na poniżej standardu cechy projektowania PCB, potrzebujesz najlepszego zestawu narzędzi do projektowania wysokich prędkości, jakie możesz uzyskać. Najlepsze oprogramowanie do projektowania PCB zawiera dokładny kalkulator impedancji PCB, który uwzględnia właściwości materiałowe rzeczywistych substratów PCB. Te narzędzia powinny również integrować się z resztą funkcji schematycznych i układu PCB, aby pomóc Ci trasować płytki drukowane wysokiej jakości. Dzięki zintegrowanemu pakietowi oprogramowania możesz zapewnić kontrolę impedancji PCB i zachować produktywność.

ALTIUM DESIGNER

Zjednoczona aplikacja do projektowania PCB z pełnym zestawem funkcji do sterowania impedancją dla profesjonalnych projektantów.

Wszystkie płytki obwodów wysokiej prędkości oraz płytki obwodów RF wymagają niezwykle dokładnego trasowania, aby zapewnić, że sygnały na płytce dotrą do miejsca przeznaczenia. Projektanci wysokiej prędkości/RF powinni wiedzieć, że projektowanie z odpowiednią impedancją jest kluczowe w płytce obwodu. Wszystkie połączenia, które przenoszą sygnały wysokiej prędkości, muszą mieć odpowiednią impedancję ścieżki, aby zapewnić przekazanie mocy do komponentów obciążenia bez silnych odbić.

Zanim rozpoczniesz układanie kolejnego projektu PCB, sprawdź, czy potrzebujesz kontrolowanej impedancji i jak ją obliczyć. Impedancję PCB można obliczyć ręcznie, ale najłatwiej jest to zrobić, gdy używasz najlepszego zestawu narzędzi do trasowania PCB do stworzenia układu. Aby naprawdę zrozumieć, gdzie funkcje trasowania PCB wpisują się w krajobraz kontrolowanej impedancji, pomocne jest zrozumienie, jak oblicza się impedancję i czego większość kalkulatorów kontroli impedancji PCB nie może zrobić.

Obliczenia impedancji ścieżki PCB

Istnieje kilka metod obliczania impedancji ścieżki na płytce obwodu, pod warunkiem że znane są stała dielektryczna i geometria ścieżki:

• Użyj równania IPC-2141 dla impedancji mikropaska lub linii paskowej
• Użyj równań linii transmisyjnej Waddela
• Użyj solvera pola, który może uwzględnić dyspersję i chropowatość miedzi

Większość kalkulatorów impedancji ścieżek opiera się na metodzie IPC-2141, która jest znana z tego, że jest niedokładna dla dzisiejszych nowoczesnych projektów PCB o wysokiej prędkości/wysokiej częstotliwości. Równania Waddela są powszechnie uznawane za najdokładniejsze analityczne narzędzia do obliczania impedancji, ale są trudne w użyciu do kontroli impedancji PCB. Wynika to z faktu, że do rozwiązania tych równań potrzebny jest algorytm numeryczny, aby określić najlepszą szerokość ścieżki PCB potrzebną do osiągnięcia celu impedancji.

Zamiast tych metod, narzędzia do projektowania PCB powinny zawierać funkcje, które mogą automatycznie obliczać wymaganą szerokość ścieżki, aby osiągnąć cel impedancji.

Uwzględnij rozpraszanie i straty w obliczeniach impedancji

Rzeczywiste laminaty PCB mają pewne straty, chropowatość miedzi i rozpraszanie, które muszą być uwzględnione w obliczeniu impedancji. Uwzględnienie strat i rozpraszania jest łatwe, gdy masz dostęp do narzędzi do projektowania PCB z zintegrowanym solverem polowym do obliczeń impedancji. Dzięki narzędziom projektowym w Altium Designer, możesz łatwo obliczyć potrzebną impedancję bez użycia skomplikowanych modeli czy równań, i możesz zacząć trasowanie swojej płytki, aby była zgodna z Twoim profilem impedancji.

• Wszystkie źródła strat powinny być uwzględnione w obliczeniach impedancji PCB, aby zapewnić dokładną kontrolę impedancji.

  Dowiedz się więcej o stratach i rozpraszaniu w układzie Twojej płytki drukowanej.

• Najlepsze kalkulatory kontroli impedancji PCB mogą uwzględniać dyspersję w materiale laminatu, dając bardzo dokładne obliczenia impedancji w szerokim zakresie częstotliwości.

  Dowiedz się więcej o dyspersji w laminatach FR4 i innych podłożach PCB.

• Menadżer Stosu Warstw w Altium Designer zawiera narzędzia do obliczania impedancji, które są potrzebne, aby zapewnić kontrolowaną trasowanie impedancji.

  Dowiedz się więcej o korzystaniu z Menadżera Stosu Warstw w Altium Designer.

Projektowanie PCB wysokiej prędkości i trasowanie zaczyna się od stworzenia układu warstw PCB, który umożliwia kontrolę impedancji.

Dokładne Trasowanie z Kontrolowaną Impedancją

Po obliczeniu potrzebnej szerokości ścieżki PCB dla kontroli impedancji, narzędzia do trasowania muszą automatycznie zastosować tę szerokość w układzie PCB. Większość narzędzi projektowych zmusza do wykonania tego ręcznie, co utrudnia zagwarantowanie dokładności. Najszybszym sposobem na stworzenie połączeń z kontrolowaną impedancją jest użycie najlepszego zestawu narzędzi do trasowania z silnikiem projektowania opartym na zasadach, aby zapewnić osiągnięcie celów impedancji.

Silnik projektowania oparty na zasadach w Altium Designer dokładnie to umożliwia, podczas gdy inne kalkulatory impedancji nie mogą przekazać wyników obliczeń bezpośrednio do narzędzi trasowania. Gdy funkcje trasowania wysokiej prędkości mogą automatycznie przejąć dane projektowe PCB i zastosować cele impedancji jako regułę projektową, kontrolowane trasowanie impedancji jest znacznie łatwiejsze i dokładniejsze.

Zapewnij kontrolę impedancji PCB z Altium Designer

Zamiast ryzykować i używać kalkulatora, który daje nieprawidłowe wyniki, użyj najlepszego zestawu narzędzi do kontrolowanego trasowania impedancji w Altium Designer. Moc Altium Designer dla projektowania PCB wysokiej prędkości wynika z jego zintegrowanego interfejsu, gdzie narzędzia do trasowania PCB pobierają dane bezpośrednio z zintegrowanego rozwiązującego pole i używają ich do ustawienia kontrolowanej wartości impedancji jako reguły projektowej. Z takim typem aplikacji łatwo jest zapewnić kontrolę impedancji PCB podczas tworzenia układu.

• Ustawienie limitów impedancji jako reguł projektowych jest łatwe, gdy używasz zintegrowanego kalkulatora impedancji i interaktywnych narzędzi trasowania w Altium Designer.

  Dowiedz się więcej o interaktywnych funkcjach trasowania z kontrolowaną impedancją w Altium Designer.

• Narzędzia trasowania w Altium Designer pozwolą Ci zastosować struktury dopasowania długości, takie jak trasowanie serpentynowe i z powrotami.

  Dowiedz się więcej o trasowaniu z kontrolowaną impedancją z dopasowaniem długości.

• Istnieją również inne ważne ograniczenia trasowania wysokiej prędkości, które musisz wziąć pod uwagę, i Altium Designer może pomóc Ci spełnić wszystkie te i wiele więcej.

  Dowiedz się więcej o regułach i ograniczeniach trasowania PCB wysokiej prędkości.

Środowisko projektowania oparte na regułach w Altium Designer pozwala na stosowanie profili impedancji do Twoich połączeń wysokiej prędkości.

Jak Twoje oprogramowanie wykorzystuje obliczenia kontroli impedancji PCB

Twoje projekty z kontrolowaną impedancją nie muszą być trudne, gdy masz najlepszy zestaw funkcji trasowania i układu w jednym programie. Tworzenie wysokiej jakości układu PCB zaczyna się od odpowiedniego silnika projektowego, który pomoże Ci pozostać produktywnym.

Silnik projektowy oparty na zasadach w Altium Designer łączy wszystkie narzędzia projektowe, których potrzebujesz do kontrolowanego trasowania i układu impedancji, w jednej aplikacji. Prawdziwą siłą Altium Designer jest jego silnik projektowy oparty na zasadach, który sprawdza Twój układ pod kątem podstawowych i zaawansowanych zasad projektowania podczas jego tworzenia. Pomaga to zapewnić wysoką dokładność i zgodność z wymaganiami projektowymi.

Wszystko, czego potrzebujesz do projektowania z kontrolowaną impedancją

Kiedy potrzebujesz tworzyć wysokiej jakości układy PCB, nie zadowalaj się platformami projektowymi, które łączą wiele narzędzi od różnych dostawców. Wszystko, czego potrzebujesz do projektowania, układu, pozyskiwania komponentów i produkcji, można znaleźć w zintegrowanym środowisku Altium Designer. Możesz pozostać produktywny i zapewnić ultra-dokładne trasowanie z kontrolowaną impedancją w Altium Designer.

• Altium Designer zawiera wszystko, co jest potrzebne do projektowania prostych płytek drukowanych i zaawansowanych PCB wysokiej prędkości w jednej aplikacji.

  Dowiedz się więcej o zintegrowanym środowisku projektowym w Altium Designer.

• Zintegrowany rozwiązywacz pola od Simberian bezpośrednio współpracuje z Menedżerem Stosu Warstw w Altium Designer, dając projektantom zintegrowane narzędzie do dokładnych obliczeń impedancji.

  Dowiedz się więcej o zintegrowanym rozwiązywaczu pola od Simberian w Altium Designer.

• Gdy będziesz gotowy, aby podzielić się swoim projektem z innymi projektantami PCB lub z producentem, Altium 365 pozwala natychmiastowo udostępnić projekt płytki drukowanej i dane produkcyjne przez Altium Designer lub w sieci.

  Dowiedz się więcej o udostępnianiu danych projektu PCB z Altium 365.

Projektuj z łatwością swoje wysokoszybkościowe PCB z kontrolowaną impedancją w Altium Designer.

Kontrola impedancji PCB nie powinna być trudna. Zamiast korzystać z zewnętrznego kalkulatora, użyj kompletnego zestawu narzędzi do projektowania stosu warstw, obliczania impedancji i interaktywnego trasowania w Altium Designer. Możesz pozostać produktywny, projektując systemy wysokiej częstotliwości i przygotowując się do produkcji, gdy używasz Altium Designer.

Altium Designer na Altium 365 dostarcza bezprecedensową integrację dla branży elektronicznej, dotychczas zarezerwowaną dla świata rozwoju oprogramowania, pozwalając projektantom pracować z domu i osiągać nieosiągalne dotąd poziomy efektywności.

Dotknęliśmy tylko powierzchni tego, co jest możliwe do zrobienia z Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu aby uzyskać bardziej szczegółowy opis funkcji lub jeden z Webinarów na Żądanie.