Трассировка дифференциальных микрополосковых дорожек с контролируемым импедансом

Современные цифровые системы и аналоговые платы низкого уровня требуют методов для достижения точных расчетов характеристического импеданса и контроля за импедансом. Дифференциальные пары микрополосковых и полосковых линий обладают иммунитетом к общему шуму, если они проложены симметрично, но также они должны иметь контролируемый дифференциальный импеданс для обеспечения согласования импедансов и постоянной задержки распространения на всем протяжении соединения. С помощью калькулятора импеданса дифференциальной микрополоски в Altium Designer вы получите функции проектирования, необходимые для определения наилучшей геометрии поверхностных дорожек для обеспечения постоянного импеданса на вашей печатной плате.

ALTIUM DESIGNER

В высокоскоростных конструкциях часто используются дифференциальные пары для маршрутизации сигналов. Этот простой концепт обеспечивает цифровым системам высокое подавление шумов общего режима, что охватывает почти все источники шума на вашей печатной плате. Для правильного использования дифференциальных пар, включая микрополосковые и полосковые дорожки, необходимо тщательно выбирать их ширину и расстояние между ними, чтобы обеспечить их постоянный дифференциальный импеданс.

Хотя существуют некоторые формулы, которые можно использовать для расчета дифференциального импеданса из геометрии, обратный процесс — расчет геометрии из дифференциального импеданса — сложен. Дифференциальный импеданс также связан с задержкой распространения вдоль дорожки, и этот параметр должен быть известен для обеспечения согласования длины между каждым сигналом. Теперь Altium Designer включает в себя интегрированный решатель электромагнитного поля, который автоматически рассчитывает импеданс вашей дифференциальной пары и позволяет вам сосредоточиться на разработке лучшей компоновки печатной платы. Инструменты трассировки также помогают вам разместить вашу плату с точной трассировкой и компенсацией сдвига в ваших соединениях.

Дифференциальные микрополосковые дорожки требуют контролируемого импеданса

Подбор правильных ширин дорожек и расстояний между парами важен при контроле импеданса, и расчет этих значений является ключом к успеху. В интернете доступно множество калькуляторов, а также они встроены в ваше программное обеспечение для проектирования печатных плат. Контролируемый дифференциальный импеданс начинается с характеристического импеданса. Характеристический импеданс ваших микрополосок определяется шириной дорожки для данного слоя стека.

Как только вы узнаете характеристическое сопротивление, дифференциальное сопротивление определяется путем установки расстояния между каждой стороной дифференциальной пары. Установив правильное расстояние между вашими микрополосковыми дорожками, вы зададите дифференциальное сопротивление микрополоски определенному значению. В прошлом были определены некоторые эмпирические формулы, но наиболее точные результаты для обоих типов сопротивления получаются, когда у вас есть доступ к калькулятору дифференциального сопротивления микрополосок в вашем программном обеспечении для проектирования печатных плат.

Altium Designer предоставляет подходящий набор инструментов для контроля сопротивления

Прежде чем начать прокладывать эти дифференциальные микрополосковые дорожки на вашей плате, вам следует найти надежный калькулятор дифференциального сопротивления. Интегрированный решатель электромагнитного поля в Altium Designer обеспечивает точные расчеты дифференциального сопротивления для микрополосок непосредственно из вашей структуры печатной платы. Вам не нужно будет вручную вводить значения толщины слоев или рассчитывать диэлектрическую проницаемость вашего субстрата на рабочей частоте; все делается за вас в Altium Designer.

• Определение дифференциального сопротивления микрополоски начинается с определения характеристического сопротивления для ваших микрополосок.

  Узнайте об определении характеристического сопротивления в микрополосковых дорожках.

• Ваш слой стека определяет толщину диэлектрика и расстояние до земляного слоя, что в свою очередь задает эффективную диэлектрическую проницаемость, видимую сигналами. Эти факторы затем определяют характеристическое и дифференциальное сопротивление микрополосок.

  Узнайте о создании стека слоев вашей печатной платы.

• Хотя вам и нужен точный расчет импеданса дифференциальной микрополоски, вы можете получить быструю оценку, используя некоторые простые методы.

  Узнайте о некоторых методах оценки импеданса дифференциальной микрополоски.

Улучшенный менеджер стека слоев в Altium Designer рассчитает профили импеданса для ваших дифференциальных пар.

Задержка распространения и сдвиг в дифференциальной микрополоске

Подбор правильных ширин дорожек и расстояний между парами важен для контроля импеданса, и расчет этих значений является ключом к успеху. Маршрутизация дифференциальных пар создает сбалансированную систему передачи, которая переносит равные и противоположные дифференциальные сигналы по всей печатной плате. Цель маршрутизации ПП для дифференциальных сигналов - обеспечить, чтобы пара сигналов прибыла к цели одновременно.

Время, необходимое сигналам для достижения конца дифференциальной пары, определяется дифференциальным импедансом, который связан с задержкой распространения. Скорость сигнала в стриплайне проста; она определяется только диэлектрической постоянной субстрата. В дифференциальной микрополоске скорость сигнала зависит от эффективной диэлектрической постоянной, которая, в свою очередь, зависит от геометрии пары дифференциальной микрополоски. Точное определение задержки распространения в дифференциальной микрополоске требует интегрированного решателя поля в инструментах маршрутизации ПП.

Использование расчетов задержки распространения дифференциальной микрополоски в вашей ПП

Altium Designer обладает автоматическими функциями, которые ускоряют и упрощают расчеты задержек распространения для дифференциальных микрополосковых линий. Единая среда проектирования, предоставляемая Altium Designer, исключает необходимость выхода из проекта, загрузки стороннего калькулятора и вручную возвращения расчетов обратно в проект.

Определяя задержку распространения для ваших дифференциальных микрополосковых трасс, вы можете уменьшить сдвиг между каждым сигналом в паре и обеспечить своевременное поступление сигналов на приемник. Установив допустимый сдвиг как правила проектирования, инструменты трассировки в Altium Designer будут проверять каждый конец дифференциальной микрополосковой пары на соответствие вашим допускам проектирования. Встроенный калькулятор импеданса дифференциальных микрополосковых линий в Altium Designer автоматически определяет сдвиг, исходя из стека слоев платы и геометрии трассировки при создании вашей компоновки печатной платы.

• Компенсация сдвига на вашей плате - это не только настройка длин трасс. Вы можете использовать настройку задержки/фазы для разветвлений, чтобы дифференциальные пары оставались правильно согласованными и имели согласованную длину.

  Узнайте больше о настройке задержки для дифференциальных микрополосковых трасс.

• Ваши результаты расчета задержки распространения будут немедленно импортированы в функции трассировки дифференциальных пар, когда вы создаете компоновку вашей печатной платы, используя Altium Designer.

  Узнайте больше о настройке длины для дифференциальных пар в Altium Designer.

• Интегрированный решатель поля в Altium Designer также помогает анализировать перекрестные помехи между микрополосковыми и полосковыми дорожками на вашей печатной плате.

  Узнайте больше о дифференциальных перекрестных помехах на вашей печатной плате.

Интерфейс настройки длины для дифференциальных микрополосковых пар в Altium Designer.

Попробуйте инструменты для маршрутизации высокоскоростных сигналов в Altium Designer

Инструменты маршрутизации дифференциальных пар в Altium Designer позволяют вам перемещать, толкать и полировать ваши дифференциальные микрополосковые, полосковые и копланарные волноводные дорожки, сохраняя при этом желаемую ширину и правила расстояния между ними. Altium Designer идет еще дальше с продвинутым набором правил для высокоскоростных соединений, чтобы контролировать измеренные линии, пути сигналов, топологии маршрутизации и многое другое.

Интуитивное управление пользователем позволяет добавлять сегменты настройки длины, проводя курсором вдоль пути маршрута. Altium Designer использует алгоритм настройки длины для автоматического расчета размеров и позиций дорожек и дуг, используемых для создания сегментов настройки. Вы можете основывать свойства, используемые для настройки длины, на правилах проектирования, свойствах сети или указанных значениях.

Улучшите вашу маршрутизацию высокоскоростных сигналов с Altium Designer

От захвата схемы до разработки печатной платы, Altium Designer включает все необходимое для создания вашей следующей печатной платы. Движок проектирования, управляемый правилами, помогает вам оценить вашу плату в процессе создания макета, включая импеданс вашей дифференциальной микрополосковой пары и допуски на задержку распространения. Ни одна другая система не предоставляет столько мощных функций в одной программе.

• Только Altium Designer включает функции проектирования, необходимые для создания схем, макетов печатных плат и производственной документации в одной программе.

  Узнайте больше о едином средстве проектирования в Altium Designer.

• Интегрированный 3D решатель электромагнитного поля автоматически определяет диэлектрическую постоянную, включая модель для дисперсии и диссипации. У вас будут функции, необходимые для точных расчетов импеданса.

  Узнайте больше о интегрированном решателе поля Simberian в Altium Designer.

• Создание окончательной производственной документации для вашего проекта стало проще никогда с инструментами Draftsman и ActiveBOM от Altium Designer.

  Узнайте больше о Draftsman от Altium Designer для создания документации вашего проекта.

Найдите решения для проектирования высокоскоростных печатных плат в Altium Designer.

Редактор схем в Altium Designer позволяет легко определять дифференциальные пары и устанавливать электрические правила проектирования. Оттуда вы можете перенести определения дифференциальных пар на печатную плату с помощью синхронизации проекта, передать дифференциальные пары в редактор печатных плат и затем просматривать и управлять дифференциальными парами на печатной плате. Единая среда Altium Designer облегчает создание любой схемы, трассировку, разработку компоновки печатной платы и вывод итоговой производственной документации.

Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентный уровень интеграции для электронной промышленности, который до сих пор был ограничен миром разработки программного обеспечения, позволяя дизайнерам работать из дома и достигать беспрецедентных уровней эффективности.

Мы только начали осваивать возможности, которые открывает Altium Designer на Altium 365. Вы можете посетить страницу продукта для более подробного описания функций или один из вебинаров по запросу.