Трассировка печатных плат: Как обеспечить контроль импеданса печатных плат с помощью формул и ресурсов

Высокоскоростные и высокочастотные сигналы имеют одну общую черту: необходимость управления импедансом на соединениях с низкими потерями и низким дисперсионным распространением. Контроль импеданса на печатных платах может быть сложной задачей без правильного набора инструментов для трассировки и интегрированного калькулятора импеданса в ваших инструментах проектирования. Большинство калькуляторов импеданса используют базовое уравнение, которое не точно отражает реальные дорожки на подложках печатных плат и не корректно описывает распространение сигнала.

Вместо того, чтобы рисковать функциональностью вашей платы из-за недостаточно качественных функций проектирования ПП, вам нужен лучший набор утилит для проектирования высокоскоростных устройств, который вы можете получить. Лучшее программное обеспечение для проектирования печатных плат включает в себя точный калькулятор импеданса ПП, который учитывает свойства материалов реальных подложек печатных плат. Эти инструменты также должны интегрироваться с остальными функциями вашей схемы и компоновки печатной платы, чтобы помочь вам проектировать качественные печатные платы. С интегрированным программным пакетом вы можете обеспечить контроль импеданса ПП и оставаться продуктивным.

ALTIUM DESIGNER

Единое приложение для проектирования печатных плат с полным набором функций для управления импедансом для профессиональных дизайнеров.

Все высокоскоростные печатные платы и печатные платы для радиочастотных схем требуют чрезвычайно точной трассировки, чтобы обеспечить достижение сигналами на плате их назначения. Дизайнеры высокоскоростных/РЧ схем должны знать, что проектирование с правильным импедансом жизненно важно для печатной платы. Все соединения, по которым проходят высокоскоростные сигналы, должны иметь правильный импеданс дорожек, чтобы обеспечить передачу энергии к компонентам нагрузки без сильных отражений.

Прежде чем приступить к разработке следующей печатной платы, проверьте, нужен ли вам контролируемый импеданс и как его рассчитать. Рассчитать импеданс печатной платы можно вручную, но это проще сделать, если использовать лучший набор инструментов для трассировки печатных плат для создания вашей компоновки. Чтобы действительно понять, как функции трассировки печатной платы вписываются в контекст контролируемого импеданса, полезно понимать, как рассчитывается импеданс и что большинство калькуляторов контроля импеданса печатных плат не могут сделать.

Расчеты импеданса дорожек печатной платы

Существует несколько методов расчета импеданса дорожек на печатной плате, если известны диэлектрическая постоянная и геометрия дорожек:

• Использовать уравнение IPC-2141 для импедансов микрополосковой линии или стриплайна
• Использовать уравнения линии передачи Ваддела
• Использовать решатель поля, который может учитывать дисперсию и шероховатость меди

Большинство калькуляторов импеданса дорожек основаны на методе IPC-2141, который считается неточным для современных высокоскоростных/высокочастотных печатных плат. Уравнения Ваддела широко признаны наиболее точными аналитическими инструментами для расчета импеданса, но их сложно использовать для контроля импеданса на ПП. Это связано с необходимостью численного алгоритма для решения этих уравнений, чтобы определить оптимальную ширину дорожки печатной платы, необходимую для достижения целевого импеданса.

Вместо этих методов, ваши инструменты проектирования печатных плат должны включать функции, которые могут автоматически рассчитывать необходимую ширину дорожки для достижения целевого импеданса.

Учитывайте дисперсию и потери при расчете импеданса

Реальные ламинаты печатных плат имеют некоторые потери, шероховатость меди и дисперсию, которые необходимо учитывать при расчете импеданса. Учет потерь и дисперсии становится простым, когда у вас есть доступ к инструментам проектирования печатных плат с интегрированным полевым решателем для расчетов импеданса. С инструментами проектирования в Altium Designer вы можете легко рассчитать необходимый импеданс без использования сложных моделей или уравнений, и вы можете начать трассировку вашей платы в соответствии с вашим профилем импеданса.

• Все источники потерь должны быть учтены в расчетах импеданса вашей печатной платы, чтобы обеспечить точный контроль импеданса.

  Узнайте больше о потерях и дисперсии в компоновке вашей печатной платы.

• Лучшие калькуляторы контроля импеданса печатных плат могут учитывать дисперсию в ламинатном материале, обеспечивая высокоточные расчеты импеданса в широком диапазоне частот.

  Узнайте больше о дисперсии в ламинатах FR4 и других подложках для печатных плат.

• Менеджер слоев в Altium Designer включает в себя инструменты расчета импеданса, необходимые для обеспечения контролируемого маршрутизирования импеданса.

  Узнайте больше об использовании Менеджера слоев в Altium Designer.

Разработка и маршрутизация высокоскоростных печатных плат начинается с создания стека платы, который позволяет контролировать импеданс.

Точное маршрутизирование с контролируемым импедансом

После того как вы рассчитали необходимую ширину дорожки печатной платы для контроля импеданса, ваши инструменты маршрутизации должны автоматически применять эту ширину в вашей компоновке платы. Большинство инструментов проектирования заставляют вас делать это вручную, что затрудняет гарантирование точности. Самый быстрый способ создать межсоединения с контролируемым импедансом - использовать лучший набор инструментов маршрутизации с движком проектирования на основе правил, чтобы обеспечить достижение целей по импедансу.

Движок проектирования на основе правил в Altium Designer делает именно это, в то время как другие калькуляторы импеданса не могут напрямую передавать результаты расчетов в ваши инструменты маршрутизации. Когда функции высокоскоростной маршрутизации могут автоматически брать данные вашего проекта печатной платы и применять цели импеданса как правило проектирования, маршрутизация с контролируемым импедансом становится намного проще и точнее.

Обеспечьте контроль импеданса печатных плат с Altium Designer

Вместо того чтобы рисковать и использовать калькулятор, который дает неверные результаты, используйте лучший набор инструментов для маршрутизации с контролируемым импедансом в Altium Designer. Мощь Altium Designer для проектирования высокоскоростных печатных плат заключается в его интегрированном интерфейсе, где инструменты маршрутизации печатных плат получают данные непосредственно от интегрированного решателя поля и используют их для установки вашего контролируемого значения импеданса как правила проектирования. С таким типом приложения легко обеспечить контроль импеданса печатной платы во время создания вашей компоновки.

• Настройка пределов импеданса как правил проектирования легко осуществляется, когда вы используете интегрированный калькулятор импеданса и интерактивные инструменты маршрутизации Altium Designer.

  Узнайте больше об интерактивных функциях маршрутизации с контролируемым импедансом в Altium Designer.

• Инструменты маршрутизации Altium Designer позволят вам применять структуры согласования длины, такие как змеевидная и обратно-петлевая маршрутизация.

  Узнайте больше о маршрутизации с контролируемым импедансом с согласованием длины.

• Есть и другие важные ограничения высокоскоростной маршрутизации, которые вам нужно будет учитывать, и Altium Designer может помочь вам удовлетворить все эти и многие другие требования.

  Узнайте больше о правилах и ограничениях маршрутизации высокоскоростных печатных плат.

Среда проектирования на основе правил в Altium Designer позволяет вам применять профили импеданса к вашим высокоскоростным соединениям.

Как Ваше Программное Обеспечение Использует Расчеты Контроля Импеданса ПП

Ваши проекты с контролируемым импедансом не должны быть сложными, когда у вас есть лучший набор функций для трассировки и размещения в одной программе. Создание высококачественной компоновки печатной платы начинается с правильного дизайнерского движка, который помогает вам оставаться продуктивным.

Движок дизайна, управляемый правилами в Altium Designer, объединяет все необходимые инструменты дизайна для трассировки и компоновки с контролируемым импедансом в одном приложении. Настоящая сила Altium Designer заключается в его движке дизайна, управляемом правилами, который проверяет вашу компоновку на соответствие базовым и продвинутым правилам дизайна по мере ее создания. Это помогает обеспечить высокую точность и соответствие требованиям к дизайну.

Все, Что Вам Нужно для Дизайна с Контролируемым Импедансом

Когда вам нужно создать высококачественные компоновки печатных плат, не ограничивайтесь дизайнерскими платформами, которые объединяют множество инструментов от разных поставщиков. Все, что вам нужно для дизайна, компоновки, поиска компонентов и производства, можно найти в единой среде Altium Designer. Вы можете оставаться продуктивным и обеспечить ультраточную трассировку с контролируемым импедансом в Altium Designer.

• Altium Designer включает все необходимое для проектирования простых печатных плат и продвинутых высокоскоростных ПП в одном приложении.

  Узнайте больше о единой среде дизайна в Altium Designer.

• Интегрированный решатель поля от Simberian напрямую взаимодействует с Менеджером Слоев в Altium Designer, предоставляя конструкторам интегрированный инструмент для точных расчетов импеданса.

  Узнайте больше об интегрированном решателе поля от Simberian в Altium Designer.

• Когда вы будете готовы поделиться своим проектом с другими разработчиками печатных плат или вашим производителем, Altium 365 позволяет мгновенно делиться вашим дизайном печатной платы и данными производства через Altium Designer или в интернете.

  Узнайте больше о том, как поделиться данными вашего проекта печатной платы с Altium 365.

Размещайте ваш дизайн печатной платы с контролируемым импедансом для высокоскоростных систем с легкостью в Altium Designer.

Контроль импеданса печатной платы не должен быть сложным. Вместо использования внешнего калькулятора, используйте полный набор функций для проектирования стека слоев, расчета импеданса и интерактивной трассировки в Altium Designer. Вы можете оставаться продуктивным, проектируя системы высокой частоты и готовясь к производству, когда используете Altium Designer.

Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентную интеграцию в индустрии электроники, до сих пор ограниченную миром разработки программного обеспечения, позволяя конструкторам работать из дома и достигать беспрецедентных уровней эффективности.

Мы только начали раскрывать возможности использования Altium Designer на Altium 365. Вы можете ознакомиться со страницей продукта для более подробного описания функций или одним из вебинаров по запросу.