Dostrojenie długości w panelu właściwości

Wysokoprędkościowe PCB często wymagają strojenia grup ścieżek, zarówno pojedynczych, jak i różnicowych, aby zapewnić, że sygnały podróżujące w fizycznym kanale dotrą do pewnego komponentu odbierającego w określonym czasie. Altium Designer zawiera potężne narzędzia, które pozwalają szybko i z wysoką jakością rozwiązać takie zadania. Zapoznaj się z tym dokumentem i osiągnij pożądany wynik jeszcze szybciej.

Dlaczego stosuje się strojenie długości?

Większość interfejsów wysokiej prędkości zawiera interfejsy szeregowe, które są prowadzone jako pary różnicowe, lub zawierają równoległe magistrale jednokierunkowe, które działają na wysokich częstotliwościach. Niektóre interfejsy używają wielu par różnicowych równolegle do wysyłania danych między komponentami. Przykłady takich interfejsów to USB, PCIe, interfejsy pamięci DDR3/DDR4, kanały SerDes i wiele innych.

Aby te interfejsy działały poprawnie, konieczne jest, aby sygnały wysyłane z nadajnika do odbiornika przychodziły w pewnym ograniczonym niedopasowaniu czasowym. Problem ten rozwiązuje się przez wyrównanie długości grupy ścieżek w ramach pewnej tolerancji niedopasowania. Robi się to, dodając do krótszych ścieżek sekcję opóźniającą w formie akordeonów, puzonów lub wzoru piłokształtnego. W ramach pary różnicowej segmenty strojenia długości są również używane do zapewnienia eliminacji niedopasowania czasowego, co również pomaga w tłumieniu szumów, które mogą być obecne w odbieranym sygnale różnicowym.

Opcje strojenia w Altium Designer

Altium Designer posiada dwa narzędzia do wyrównywania:

    Interaktywne strojenie długości – dla pojedynczych ścieżek;

    Interaktywne strojenie długości par różnicowych – dla par różnicowych.

Po uruchomieniu narzędzia, w panelu właściwości można wybrać trzy wzory dostosowania długości.

Wzór akordeonu

Akordeon jest najczęściej używanym wzorem strojenia długości sieci. Panel właściwości służy do dostosowywania kształtu, amplitudy i rozstawu segmentów akordeonu. Wszystkie te parametry można dynamicznie zmieniać za pomocą klawiszy skrótów podczas tworzenia.

Dodatkowe funkcje przy pracy z umieszczonym akordeonem:

Przesuwanie/Zmiana rozmiaru

Zaznacz akordeon, a następnie kliknij lewym przyciskiem myszy wewnątrz ramki, aby przesunąć wzdłuż ścieżki. Przesuń boki lub narożniki ramki, aby zmienić rozmiar.

Obrót

Naciśnij R podczas obracania, aby włączyć obrót o wielokrotność 45 stopni.

Praktyczne wytyczne dotyczące stosowania wzoru akordeonu:

• Preferowane dla sygnałów wysokiej prędkości i par różnicowych;
• Optymalna odległość między segmentami powinna wynosić >3H, dla par różnicowych >5H. Maksymalna długość segmentów nie powinna przekraczać 15H. Pozwoli to na zmniejszenie interakcji pól elektromagnetycznych sąsiednich segmentów.
• Preferowane jest używanie stylów zaokrąglenia łuków lub zaokrąglonego obrotu.

H to wysokość podniesienia ścieżki nad najbliższą płaszczyzną odniesienia.

Wzór Trombone

Trombone wykorzystuje koncepcję rękawa strojeniowego i może być umieszczony na zakrętach ścieżki nawet w ciasnych miejscach, aby efektywnie wypełnić przestrzeń. W panelu właściwości możesz konfigurować kształt, rozstaw i pozycję segmentów trombone. Możesz również dynamicznie zmieniać wiele parametrów za pomocą klawiszy skrótów bezpośrednio podczas konstrukcji.

Dodatkowe opcje podczas pracy z umieszczonym trombone:

Przesuń/Zmień rozmiar

Różne tryby przesuwania i zmiany kształtu są dostępne za pomocą klawiszy Ctrl i Shift .

Praktyczne wytyczne dotyczące stosowania wzoru Trombone:

• Przydatne w ciasnych miejscach, w przypadku przeszkód;
• Optymalna odległość między segmentami musi być >3H, dla par różnicowych >5H. Maksymalna długość segmentów nie może przekraczać 15H. Pozwoli to na zmniejszenie interakcji pól elektromagnetycznych dla sąsiednich segmentów
• Preferowane jest używanie łuków zaokrąglonych lub stylu zaokrąglonego.
• Nie zaleca się do strojenia fazy ścieżek i par różnicowych.

H to wysokość podniesienia ścieżki nad najbliższą płaszczyzną odniesienia.

Wzór Piłozębny

Wzór piłozębny wykorzystuje koncepcję rękawa strojeniowego i może być umieszczony na zakrętach ścieżki. Pomaga to dokładniej dostroić długość. W panelu właściwości można skonfigurować kąt, szerokość, wysokość i początek „piłozębu”. Można również dynamicznie zmieniać wysokość, używając „klawiszy skrótów” bezpośrednio podczas konstrukcji.

Dodatkowe opcje przy pracy z wzorem piłozębnym:

Przesuń/Zmień rozmiar

Dostępne są różne tryby przesuwania i zmiany kształtu za pomocą klawiszy Ctrl i Shift.

Praktyczne wskazówki dotyczące używania wzorów piłozębnych do strojenia długości:

• Wzór jest przydatny w ciasnych miejscach i może być używany do prowadzenia ścieżek wokół via;
• Preferowany do wyrównywania fazy sygnału w parach różnicowych;
• Ostre kąty dla sygnałów wysokiej prędkości nie są pożądane;
• Umieść zęby piły jak najbliżej miejsca, gdzie wystąpiło niezgodność.
• Preferowane jest, aby całkowita długość struktury niedopasowania była krótsza

Obraz poniżej pokazuje kilka konserwatywnych wytycznych dotyczących używania struktury wzoru piłozębnego na PCB, szczególnie w dwóch ścieżkach w parze różnicowej. Te wytyczne są odpowiednie dla wolniejszych interfejsów z szybkością zbocza około 1 ns. Limit maksymalnego odstępu w sekcji wzoru piłozębnego to <2S przy szerokości zęba <3W. S to odstęp między ścieżkami, W to szerokość ścieżki w parze różnicowej. W wolniejszych interfejsach, te wytyczne są znane z zapewniania wymaganego dopasowania długości, ale bez powodowania nadmiernych odbić na wejściu do sekcji strojenia długości.

W przypadku znacznie szybszych interfejsów te wytyczne nie zawsze są prawdziwe, co sprawia, że preferowane staje się staranne dobieranie szerokości i odstępów między parami różnicowymi, aby zapobiec nadmiernemu impedancji i niezgodności opóźnień propagacji między dwoma ścieżkami w parze. Oznacza to, że projektant powinien użyć narzędzia Layer Stackup Manager w Altium Designer, aby uzyskać dobry początkowy oszacowanie optymalnej szerokości i odstępów ścieżek, a następnie użyć symulatora połączeń, aby bardziej dokładnie określić zgodność kanału. Po weryfikacji odpowiednich limitów strojenia długości, mogą one zostać umieszczone w układzie PCB za pomocą interaktywnych funkcji trasowania w edytorze PCB Altium Designer.

• Dowiedz się więcej o funkcjach trasowania PCB w Altium Designer