Roteamento de PCB: Como Garantir o Controle de Impedância do PCB com Fórmulas e Recursos

Sinais de alta velocidade e sinais de alta frequência têm uma coisa em comum: a necessidade de roteamento controlado por impedância em interconexões de baixa perda e baixa dispersão. O controle de impedância em PCB pode ser difícil de alcançar sem o conjunto certo de ferramentas de roteamento e uma calculadora de impedância integrada às suas ferramentas de design. A maioria das calculadoras de impedância utiliza uma equação básica que não representa com precisão as trilhas reais em substratos de PCB e não descreve corretamente a propagação do sinal.

Em vez de arriscar a funcionalidade da sua placa com recursos de design de PCB abaixo do padrão, você precisa do melhor conjunto de utilitários de design de alta velocidade que pode obter. O melhor software de design de PCB inclui uma calculadora de impedância de PCB precisa que leva em conta as propriedades materiais dos substratos de PCB reais. Essas ferramentas também devem se integrar com o restante dos seus recursos de esquemático e layout de PCB para ajudá-lo a rotear placas de circuito de alta qualidade. Com um pacote de software integrado, você pode garantir o controle de impedância de PCB e manter a produtividade.

ALTIUM DESIGNER

Uma aplicação unificada de design de PCB com um conjunto completo de recursos de roteamento de impedância controlada para designers profissionais.

Todas as placas de circuito de alta velocidade e placas de circuito RF precisam de roteamento extremamente preciso para garantir que os sinais na placa alcancem seu destino. Os projetistas de alta velocidade/RF devem saber que projetar com a impedância correta é vital em uma placa de circuito. Todas as interconexões que transportam sinais de alta velocidade devem ter a impedância de trilha correta para garantir que a energia seja transferida para os componentes de carga sem reflexões fortes.

Antes de planejar seu próximo design de PCB, verifique se você precisa de impedância controlada e como calculá-la. Você pode calcular a impedância da PCB à mão, mas é mais fácil calcular quando você usa o melhor conjunto de ferramentas de roteamento de PCB para criar seu layout. Para realmente ver onde os recursos de roteamento de PCB se encaixam na paisagem de impedância controlada, ajuda entender como a impedância é calculada e o que a maioria dos calculadores de controle de impedância de PCB não pode fazer.

Cálculos de Impedância de Trilha de PCB

Existem alguns métodos para calcular a impedância de trilha em uma placa de circuito, desde que a constante dielétrica e a geometria da trilha sejam conhecidas:

• Use a equação IPC-2141 para impedâncias de microstrip ou stripline
• Use as equações de linha de transmissão de Waddel
• Use um resolvedor de campo que possa levar em conta a dispersão e a aspereza do cobre

A maioria dos calculadores de impedância de trilhas é baseada no método IPC-2141, que é conhecido por ser impreciso para os atuais designs de PCB de alta velocidade/alta frequência. As equações de Waddel são amplamente consideradas como as ferramentas analíticas mais precisas para calcular a impedância, mas são difíceis de usar para o controle de impedância de PCB. Isso ocorre porque um algoritmo numérico é necessário para resolver essas equações para determinar a largura de trilha de PCB ideal necessária para alcançar um alvo de impedância.

Em vez desses métodos, suas ferramentas de design de PCB devem incluir recursos que possam calcular automaticamente a largura da trilha necessária para alcançar um alvo de impedância.

Inclua Dispersão e Perda nos Cálculos de Impedância

Os laminados reais de PCB têm alguma perda, rugosidade do cobre e dispersão que precisam ser incluídos em um cálculo de impedância. Contabilizar a perda e a dispersão é fácil quando você tem acesso a ferramentas de design de PCB com um resolvedor de campo integrado para cálculos de impedância. Com as ferramentas de design no Altium Designer, você pode calcular facilmente a impedância necessária sem usar modelos ou equações complexas, e pode começar a rotear sua placa para cumprir com seu perfil de impedância.

• Todas as fontes de perda devem ser incluídas nos seus cálculos de impedância de PCB para garantir um controle de impedância preciso.

  Saiba mais sobre perda e dispersão no layout da sua placa de circuito.

• Os melhores calculadores de controle de impedância de PCB podem levar em conta a dispersão no material laminado, fornecendo cálculos de impedância altamente precisos em uma ampla faixa de frequência.

  Aprenda mais sobre dispersão em laminados FR4 e outros substratos de PCB.

• O Gerenciador de Pilhas de Camadas do Altium Designer inclui as ferramentas de cálculo de impedância que você precisa para garantir o roteamento com impedância controlada.

  Aprenda mais sobre o uso do Gerenciador de Pilhas de Camadas no Altium Designer.

O design e roteamento de PCB de alta velocidade começam com a criação de um empilhamento de PCB que possibilita o controle de impedância.

Roteamento Controlado por Impedância Preciso

Uma vez que você calculou a largura da trilha do PCB necessária para o controle de impedância, suas ferramentas de roteamento precisam aplicar essa largura automaticamente no layout do seu PCB. A maioria das ferramentas de design obriga você a fazer isso manualmente, tornando difícil garantir a precisão. A maneira mais rápida de criar interconexões controladas por impedância é usar o melhor conjunto de ferramentas de roteamento com um motor de design baseado em regras para garantir que os objetivos de impedância sejam atendidos.

O motor de design baseado em regras no Altium Designer faz exatamente isso, enquanto outros calculadores de impedância não podem passar os resultados dos cálculos diretamente para suas ferramentas de roteamento. Quando suas funcionalidades de roteamento de alta velocidade podem automaticamente pegar os dados de design do seu PCB e aplicar metas de impedância como uma regra de design, o roteamento com impedância controlada se torna muito mais fácil e preciso.

Garanta o Controle de Impedância da PCB com Altium Designer

Em vez de arriscar e usar uma calculadora que fornece resultados incorretos, utilize o melhor conjunto de ferramentas de roteamento controlado por impedância no Altium Designer. O poder do Altium Designer para o design de PCBs de alta velocidade vem de sua interface integrada, onde as ferramentas de roteamento de PCBs tomam dados diretamente de um resolvedor de campo integrado e usam isso para definir seu valor de impedância controlada como uma regra de design. Com este tipo de aplicação, é fácil garantir o controle de impedância da PCB enquanto você cria seu layout.

• Configurar limites de impedância como regras de design é fácil quando você usa a calculadora de impedância integrada e as ferramentas de roteamento interativo do Altium Designer.

  Saiba mais sobre as funcionalidades de roteamento controlado por impedância interativa do Altium Designer.

• As ferramentas de roteamento do Altium Designer permitirão que você aplique estruturas de correspondência de comprimento como roteamento serpentina e de retorno.

  Saiba mais sobre roteamento controlado por impedância com correspondência de comprimento.

• Existem algumas outras importantes restrições de roteamento de alta velocidade que você precisará considerar, e o Altium Designer pode ajudá-lo a satisfazer todas estas e muitas mais.

  Saiba mais sobre regras e restrições de roteamento de PCBs de alta velocidade.

O ambiente de design orientado por regras do Altium Designer permite que você aplique perfis de impedância aos seus interconexões de alta velocidade.

Como Seu Software Utiliza Cálculos de Controle de Impedância de PCB

Seus designs de impedância controlada não precisam ser difíceis quando você tem o melhor conjunto de recursos de roteamento e layout em um único programa. Criar um layout de PCB de alta qualidade começa com o motor de design certo para ajudá-lo a permanecer produtivo.

O motor de design orientado por regras no Altium Designer unifica todas as ferramentas de design necessárias para roteamento e layout de impedância controlada em uma única aplicação. A verdadeira força do Altium Designer é seu motor de design orientado por regras, que verifica seu layout contra regras de design básicas e avançadas à medida que é criado. Isso ajuda a garantir alta precisão e conformidade com os requisitos de design.

Tudo o Que Você Precisa para Design de Impedância Controlada

Quando você precisa criar layouts de PCB de alta qualidade, não se contente com plataformas de design que juntam múltiplas ferramentas de diferentes fornecedores. Tudo o que você precisa para design, layout, fonte de componentes e fabricação pode ser encontrado no ambiente unificado do Altium Designer. Você pode permanecer produtivo e garantir um roteamento de impedância controlada ultra-preciso no Altium Designer.

• O Altium Designer inclui tudo o que é necessário para projetar placas de circuito simples e PCBs de alta velocidade avançadas em uma única aplicação.

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

• O resolvedor de campo integrado da Simberian interage diretamente com o Gerenciador de Pilhas de Camadas no Altium Designer, oferecendo aos projetistas uma ferramenta integrada para cálculos precisos de impedância.

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

• Quando estiver pronto para compartilhar seu projeto com outros projetistas de PCB ou com seu fabricante, o Altium 365 permite que você compartilhe instantaneamente o design da sua placa de circuito e os dados de produção através do Altium Designer ou na web.

  Saiba mais sobre como compartilhar os dados do seu projeto de PCB com o Altium 365.

Organize o layout do seu design de PCB de alta velocidade com controle de impedância facilmente no Altium Designer.

O controle de impedância de PCB não deveria ser difícil. Em vez de tentar usar uma calculadora externa, utilize o conjunto completo de design de stackup, cálculo de impedância e recursos de roteamento interativo no Altium Designer. Você pode permanecer produtivo enquanto projeta sistemas de alta frequência e se prepara para a fabricação ao usar o Altium Designer.

Altium Designer no Altium 365 oferece uma integração sem precedentes à indústria eletrônica, até então relegada ao mundo do desenvolvimento de software, permitindo que os projetistas 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.