Roteamento de Trilhas Microstrip Diferenciais com Impedância Controlada

Sistemas digitais modernos e placas analógicas de baixo nível precisam de métodos para alcançar cálculos de impedância característica precisos e controle de impedância. Pares de microstrip diferencial e stripline têm imunidade a ruídos de modo comum se forem roteados simetricamente, mas também precisam ter impedância diferencial controlada para garantir a correspondência de impedância e atraso de propagação consistente em todo um interconexão. Com o calculador de impedância de microstrip diferencial no Altium Designer, você terá os recursos de design necessários para determinar a melhor geometria de traço de superfície para garantir uma impedância consistente na sua PCB.

ALTIUM DESIGNER

Designs de alta velocidade frequentemente usam pares diferenciais para roteamento de sinal. Esse conceito simples fornece aos sistemas digitais uma alta supressão de ruído de modo comum, que abrange quase todas as fontes de ruído na sua PCB. Para usar pares diferenciais adequadamente, incluindo traços de microstrip diferencial e striplines, sua largura e espaçamento precisam ser cuidadosamente escolhidos para garantir que eles tenham impedância diferencial consistente.

Embora existam algumas fórmulas que você pode usar para calcular a impedância diferencial a partir da geometria, inverter o processo e calcular a geometria a partir da impedância diferencial é difícil. A impedância diferencial também está relacionada ao atraso de propagação ao longo de um traço, e essa quantidade deve ser conhecida para garantir a correspondência de comprimento entre cada sinal. O Altium Designer agora inclui um resolvedor de campo eletromagnético integrado que calcula automaticamente a impedância do seu par diferencial e permite que você se concentre em projetar o melhor layout de PCB. As ferramentas de roteamento também ajudam você a organizar sua placa com roteamento preciso e compensação de desvio nos seus interconexões.

Trilhas Microstrip Diferenciais Requerem Impedância Controlada

Definir as larguras de traço corretas e o espaçamento entre os pares é importante ao controlar a impedância, e calcular esses valores é a chave para o sucesso. Existem muitas calculadoras disponíveis online, assim como incorporadas ao seu software de design de PCB. A impedância diferencial controlada começa com a impedância característica. A impedância característica das suas microtrilhas é determinada pela largura do traço para uma determinada configuração de camadas.

Uma vez que você conhece a impedância característica, a impedância diferencial é determinada ajustando o espaçamento entre cada lado do par diferencial. Ao definir o espaçamento correto entre suas trilhas de microstrip, você definirá a impedância diferencial do microstrip para um valor específico. Algumas fórmulas empíricas foram determinadas no passado, mas os resultados mais precisos para ambos os tipos de impedância são obtidos quando você tem acesso a um calculador de impedância diferencial de microstrip no seu software de design de PCB.

O Altium Designer Fornece o Conjunto Certo de Ferramentas para Controlar a Impedância

Antes de começar a rotear essas trilhas de microstrip diferencial na sua placa, você deve encontrar um calculador de impedância diferencial confiável. O solucionador de campo eletromagnético integrado no Altium Designer fornece cálculos precisos de impedância diferencial para microstrips diretamente do seu empilhamento de PCB. Você não precisará inserir manualmente os valores de espessura da camada ou calcular a constante dielétrica do seu substrato na sua frequência de operação; tudo é feito para você no Altium Designer.

• Determinar a impedância diferencial de microstrip começa com a determinação da impedância característica para suas microstrips.

  Aprenda sobre determinar a impedância característica em trilhas de microstrip.

• Seu empilhamento de camadas determina a espessura dielétrica e a distância do plano de terra, o que então define a constante dielétrica efetiva vista pelos sinais. Esses fatores então determinam a impedância característica e diferencial de microstrip.

  Aprenda sobre construir seu empilhamento de camadas de PCB.

• Embora você precise de um cálculo preciso da impedância diferencial de microstrip, você pode obter uma estimativa rápida usando alguns métodos simples.

  Aprenda sobre alguns métodos para estimar a impedância diferencial de microstrip.

O gerenciador aprimorado de camadas do Altium Designer calculará perfis de impedância para seus pares diferenciais.

Atraso de Propagação e Distorção em Microstrip Diferencial

Definir as larguras de trilhas corretas e o espaçamento entre os pares é importante ao controlar a impedância, e calcular esses valores é a chave para o sucesso. O roteamento de pares diferenciais estabelece um sistema de transmissão equilibrado que transporta os sinais diferenciais iguais e opostos através do PCB. O objetivo no roteamento de PCB para sinais diferenciais é garantir que o par de sinais chegue ao destino ao mesmo tempo.

O tempo necessário para os sinais alcançarem o final de um par diferencial é determinado pela impedância diferencial, que está relacionada ao atraso de propagação. A velocidade do sinal em uma stripline é simples; é apenas determinada pela constante dielétrica do substrato. Em um microstrip diferencial, a velocidade do sinal depende de uma constante dielétrica efetiva, que por sua vez depende da geometria do par de microstrip diferencial. Determinar com precisão o atraso de propagação em um microstrip diferencial requer um solucionador de campos integrado em suas ferramentas de roteamento de PCB.

Usando Cálculos de Atraso de Propagação de Microstrip Diferencial em Seu PCB

Altium Designer possui funções automáticas que aceleram e simplificam os cálculos de atraso de propagação em microstrip diferencial. O ambiente de design unificado fornecido pelo Altium Designer elimina a necessidade de sair do design, carregar um calculador de terceiros e alimentar manualmente os cálculos de volta ao design.

Ao determinar o atraso de propagação para suas trilhas de microstrip diferencial, você pode reduzir o desvio entre cada sinal em um par diferencial e garantir que seus sinais cheguem ao receptor no tempo certo. Ao definir seu desvio permitido como regras de design, as ferramentas de roteamento no Altium Designer verificarão cada extremidade do par de microstrip diferencial contra suas tolerâncias de design. O calculador integrado de impedância de microstrip diferencial do Altium Designer determina automaticamente o desvio a partir da pilha de camadas da placa e da geometria de roteamento à medida que você cria o layout da sua PCB.

• A compensação de desvio em sua placa é mais do que ajustar comprimentos de trilha. Você pode usar a sintonia de atraso/fase para breakouts para manter pares diferenciais adequadamente acoplados e com comprimentos correspondentes.

  Aprenda mais sobre a sintonia de atraso para trilhas de microstrip diferencial.

• Seus resultados de atraso de propagação serão imediatamente importados para suas funcionalidades de roteamento de par diferencial à medida que você cria o layout da sua PCB quando você usa Altium Designer.

  Aprenda mais sobre a sintonia de comprimento para pares diferenciais no Altium Designer.

• O resolvedor de campo integrado no Altium Designer também ajuda você a analisar o crosstalk entre trilhas microstrip e stripline na sua PCB.

  Saiba mais sobre crosstalk diferencial na sua PCB.

A interface de ajuste de comprimento para pares microstrip diferenciais no Altium Designer.

Experimente as Ferramentas de Roteamento de Alta Velocidade no Altium Designer

As ferramentas de roteamento de pares diferenciais no Altium Designer permitem que você empurre, force e aperfeiçoe suas trilhas microstrip, stripline e guias de onda coplanares enquanto mantém suas regras de largura e espaçamento desejadas. O Altium Designer vai ainda mais longe com um conjunto avançado de regras de alta velocidade para controlar linhas medidas, caminhos de sinal, topologias de roteamento e muito mais.

O controle intuitivo do usuário permite que você adicione segmentos de ajuste de comprimento deslizando o cursor ao longo do caminho de roteamento. O Altium Designer depende de um algoritmo de ajuste de comprimento para calcular automaticamente as dimensões e posições das trilhas e arcos usados para construir os segmentos de ajuste. Você pode basear as propriedades usadas para o ajuste de comprimento em regras de design, propriedades da rede ou valores especificados.

Melhore Seu Roteamento de Alta Velocidade com o Altium Designer

Desde a captura esquemática até o layout da PCB, o Altium Designer inclui tudo o que você precisa para criar sua próxima PCB. O motor de design baseado em regras ajuda você a avaliar sua placa enquanto cria seu layout, incluindo a impedância do par microstrip diferencial e as tolerâncias de atraso de propagação. Nenhum outro sistema oferece tantos recursos poderosos em um único programa.

• Somente o Altium Designer inclui os recursos de design que você precisa para criar esquemáticos, layouts de PCB e documentação de fabricação em um único programa.

  Saiba mais sobre o ambiente de design unificado no Altium Designer.

• O solucionador de campo eletromagnético integrado determina automaticamente a constante dielétrica, incluindo um modelo para dispersão e dissipação. Você terá os recursos necessários para cálculos de impedância precisos.

  Saiba mais sobre o solucionador de campo integrado da Simberian no Altium Designer.

• Criar a documentação final de fabricação para o seu design nunca foi tão fácil com as ferramentas Draftsman e ActiveBOM do Altium Designer.

  Saiba Mais sobre o Draftsman do Altium Designer para criar a documentação do seu design.

Encontre suas soluções de design de PCB de alta velocidade no Altium Designer.

O editor esquemático no Altium Designer facilita a definição de pares diferenciais e a configuração de regras de design elétrico. A partir daí, você pode mover as definições de pares diferenciais para a PCB com sincronização de design, transferir os pares diferenciais para o editor de PCB e, em seguida, visualizar e gerenciar pares diferenciais na PCB. O ambiente unificado do Altium Designer facilita a criação de qualquer esquemático, roteamento de trilhas, criação de um layout de PCB e geração da documentação final de fabricação.

O Altium Designer no Altium 365 oferece um nível de integração sem precedentes para a indústria eletrônica, até então relegado ao mundo do desenvolvimento de software, permitindo que os designers trabalhem de casa e alcancem níveis de eficiência sem precedentes.

Apenas começamos a explorar o que é possível fazer com o Altium Designer no Altium 365. Você pode verificar a página do produto para uma descrição mais detalhada das funcionalidades ou um dos Webinars Sob Demanda.