Kỹ thuật Thiết kế Tốc độ Cao: Điều chỉnh Đường dẫn để Khớp Chiều dài Định tuyến

Lần đầu tiên tôi nghe ai đó nói về việc "điều chỉnh" các kỹ thuật thiết kế tốc độ cao của họ, tôi lại nhớ về ban nhạc thời trung học của mình. Ngày đó, "điều chỉnh" có nghĩa là cố gắng biến những đứa trẻ thiếu kinh nghiệm và sử dụng những nhạc cụ cũ kỹ thành một thứ gì đó hòa quyện với nhau. Như bạn có thể đoán, những nỗ lực đầu tiên của chúng tôi trong việc điều chỉnh âm nhạc không mấy thành công. Sau một thời gian học về tính toàn vẹn của tín hiệu, mặt đất và tần số cao, chúng tôi đã có thể điều chỉnh âm nhạc cùng nhau, và chúng tôi bắt đầu nghe có vẻ như một ban nhạc thực sự.

Một ban nhạc điều chỉnh để mỗi nhạc cụ đồng bộ với phần còn lại của ban nhạc. Khi mọi người chơi một nốt B-flat trong buổi hòa nhạc, tất cả đều phải nghe như cùng một nốt nhạc. Ngược lại, khi một ban nhạc không được điều chỉnh, việc nghe âm thanh của các nhạc cụ chống lại nhau thực sự có thể khiến bạn cảm thấy đau đớn.

Giống như một ban nhạc, một bảng mạch in tốc độ cao cũng cần được "điều chỉnh." Có những mạng tốc độ cao cần phải có chiều dài cụ thể được "điều chỉnh" với nhau để hoạt động như ý định. Hãy cùng xem xét điều gì là điều chỉnh đường dẫn trên PCB và thảo luận một số ý tưởng về cách tốt nhất để thực hiện điều này.

Trace Tuning là gì?

Việc điều chỉnh đường dẫn trên bảng mạch in (PCB) là tạo ra các mẫu đường dẫn hình rắn để đạt được chiều dài tổng cộng cụ thể của đường dẫn, như hình dưới đây cho thấy. Chiều dài của đường dẫn này phải được khớp với chiều dài của các đường dẫn khác sao cho tín hiệu đến nơi đích cùng một lúc. Việc khớp chiều dài đường dẫn là quan trọng trong việc định tuyến dữ liệu và đồng hồ để đồng bộ hóa tín hiệu với nhau.

Khi tôi mới bắt đầu điều chỉnh đường dẫn để khớp chiều dài, nó giống như một trò chơi đoán mò hơn là bất cứ điều gì khác. Chúng tôi chỉ có một chiều dài tổng quát mà chúng tôi phải khớp, và thậm chí có những lúc chúng tôi sẽ so sánh trực quan các đường dẫn trên màn hình để xem chúng có gần giống nhau không. Bây giờ bạn có thể sử dụng bộ tạo báo cáo chiều dài đường dẫn và báo cáo chiều dài đường dẫn thời gian thực, trong khi bạn đang định tuyến, để tìm chiều dài đường dẫn chính xác. Bạn cũng có thể sử dụng các ràng buộc quy tắc chiều dài đường dẫn và các chức năng điều chỉnh tự động để giúp bạn.

Các Loại Điều Chỉnh Đường Dẫn cho Việc Khớp Chiều Dài Đường Dẫn trong Thiết Kế PCB

Trong hình ảnh phía trên, bạn có thể thấy các ví dụ về việc điều chỉnh đường dẫn hình rắn. Việc điều chỉnh này có thể chặt chẽ theo mô hình accordion hoặc kéo dài theo mô hình trombone. Các chuyên gia về bố trí PCB tốc độ cao khuyến nghị định tuyến theo mô hình trombone lớn để lấp đầy khu vực và để lại không gian cho việc điều chỉnh sau này. Sau đó, khi bạn đã sẵn sàng, quay lại và điều chỉnh chính xác định tuyến trombone trong một mô hình accordion chặt chẽ hơn để có được độ dài đường dẫn chính xác mà bạn cần. Bạn cũng nên sử dụng các góc 45 độ trên các sóng của mô hình accordion và cách các sóng một khoảng tối thiểu 3 lần chiều rộng của đường dẫn.

Cũng như việc các mạng lưới cá nhân cần được điều chỉnh so với các mạng lưới khác, bạn cũng nên khớp độ dài của hai mạng trong một cặp vi sai. Giữ cho cặp đường dẫn đi cùng nhau càng nhiều càng tốt và đặt các sóng độ dài đường dẫn trên các đầu không khớp nhau. Điều quan trọng là phải định tuyến hai đường dẫn của cặp vi sai cùng nhau xung quanh các chướng ngại vật như vias hoặc lỗ khi bạn đang khớp trở kháng độ dài của chúng. Đừng tách cặp ra khi định tuyến xung quanh các chướng ngại vật này. Các cặp vi sai cũng cần phải được khớp độ dài với các cặp vi sai khác nữa.

Chức năng điều chỉnh đường dẫn sẽ giúp bạn

Có rất nhiều chức năng trong các công cụ thiết kế bảng mạch in giúp bạn với việc định tuyến và điều chỉnh dấu vết. Đầu tiên, bạn có thể thiết lập các quy tắc về độ dài dấu vết trong các ràng buộc định tuyến tốc độ cao. Những quy tắc này sẽ đảm bảo rằng việc định tuyến của bạn được tạo ra với độ dài chính xác và phù hợp với các mạng khác một cách thích hợp. Bạn cũng có thể sử dụng các quy trình sẽ tự động định tuyến các mẫu điều chỉnh đến độ dài chính xác để bạn không phải tạo ra các sóng một cách thủ công. Những tiện ích này cung cấp cho bạn sự kiểm soát cần thiết để điều chỉnh độ rộng dấu vết và chiều cao và khoảng cách của các mẫu sóng accordion. Cuối cùng, bạn cũng có thể sử dụng bộ định tuyến cặp vi sai để khớp độ dài của hai dấu vết trong cặp với nhau.

Phần mềm thiết kế PCB, như Altium Designer^®, có chức năng thiết kế tốc độ cao cho việc định tuyến và điều chỉnh dấu vết được tích hợp sẵn. Điều này sẽ giúp bạn định tuyến các dấu vết tốc độ cao trên bảng mạch in pcb của mình đến độ dài chính xác mà không cần phải đoán độ dài thực tế của chúng. Với sự giúp đỡ như vậy, bạn có thể tạo ra một thiết kế tuân thủ tốc độ cao trong thời gian ít hơn và với sự tự tin cao hơn về độ chính xác của nó.

Bạn có muốn tìm hiểu thêm về cách Altium Designer có thể giúp bạn với nhu cầu thiết kế tốc độ cao của mình không? Hãy trò chuyện với một chuyên gia tại Altium Designer.