Điều chỉnh chiều dài trong Bảng thuộc tính

Các PCB tốc độ cao thường yêu cầu điều chỉnh nhóm các đường dẫn, cả đơn và chênh lệch, để đảm bảo các tín hiệu di chuyển trong một kênh vật lý sẽ đến được thành phần nhận trong một khoảng thời gian được quy định. Altium Designer bao gồm các công cụ mạnh mẽ cho phép bạn giải quyết những nhiệm vụ như vậy một cách nhanh chóng và chất lượng cao. Hãy nghiên cứu tài liệu này và đạt được kết quả mong muốn nhanh hơn nữa.

Tại sao lại sử dụng Điều chỉnh Chiều dài?

Hầu hết các giao diện tốc độ cao chứa các giao diện nối tiếp được định tuyến dưới dạng cặp chênh lệch, hoặc chúng chứa các bus đơn cuối song song hoạt động ở tần số cao. Một số giao diện sử dụng nhiều cặp chênh lệch song song để gửi dữ liệu giữa các thành phần. Ví dụ về các giao diện như vậy bao gồm USB, PCIe, giao diện bộ nhớ DDR3/DDR4, kênh SerDes và nhiều giao diện khác.

Để các giao diện này hoạt động đúng cách, cần thiết là các tín hiệu được gửi từ bộ phát đến bộ nhận phải đến trong một khoảng thời gian chênh lệch hạn chế. Vấn đề này được giải quyết bằng cách căn chỉnh chiều dài của nhóm các đường dẫn trong một khoảng chênh lệch chấp nhận được. Điều này được thực hiện bằng cách thêm một phần trễ vào các đường dẫn ngắn hơn dưới dạng các phần gấp khúc, trombone, hoặc mẫu răng cưa. Trong một cặp chênh lệch, các phần điều chỉnh chiều dài cũng được sử dụng để đảm bảo loại bỏ sự chênh lệch thời gian, điều này cũng giúp giao diện loại bỏ tiếng ồn có thể có trong tín hiệu chênh lệch nhận được.

Các Tùy chọn Điều chỉnh trong Altium Designer

Altium Designer có hai công cụ cho việc căn chỉnh:

    Điều chỉnh Độ dài Tương tác – cho các đường dẫn đơn;

    Điều chỉnh Độ dài Cặp Dây Đối xứng Tương tác – cho các cặp dây đối xứng.

Sau khi bạn chạy công cụ, có ba mẫu điều chỉnh độ dài để lựa chọn trong bảng Thuộc tính.

Mẫu Accordion

Accordion là mẫu điều chỉnh độ dài mạch phổ biến nhất. Bảng Thuộc tính được sử dụng để điều chỉnh hình dạng, biên độ và khoảng cách của các đoạn accordion. Bạn có thể thay đổi tất cả các tham số này một cách động bằng các phím nóng trong quá trình tạo.

Các tính năng bổ sung khi làm việc với accordion đã đặt:

Di chuyển/Thay đổi kích thước

Chọn accordion, sau đó nhấp chuột trái bên trong khung để di chuyển dọc theo đường dẫn. Di chuyển các cạnh hoặc góc của khung để thay đổi kích thước.

Xoay

Nhấn R khi xoay để bật chế độ xoay theo bội số của 45 độ.

Hướng dẫn thực hành cho ứng dụng mẫu Accordion:

• Ưu tiên cho tín hiệu tốc độ cao và cặp vi sai;
• Khoảng cách tối ưu giữa các đoạn phải lớn hơn 3H, đối với cặp vi sai phải lớn hơn 5H. Chiều dài tối đa của các đoạn không vượt quá 15H. Điều này sẽ giảm sự tương tác của các trường điện từ lân cận.
• Ưu tiên sử dụng kiểu xoay Mitered Arcs hoặc Rounded.

H là chiều cao nâng đường dẫn so với mặt phẳng tham chiếu gần nhất.

Mô hình Trombone

Trombone sử dụng khái niệm về ống điều chỉnh và có thể được đặt tại các khúc cua của đường dẫn ngay cả ở những nơi chật hẹp để lấp đầy không gian một cách hiệu quả. Trong bảng Properties, bạn có thể cấu hình hình dạng, khoảng cách và vị trí của các đoạn trombone. Bạn cũng có thể thay đổi động một số tham số sử dụng phím nóng ngay trong quá trình xây dựng.

Các tùy chọn bổ sung khi làm việc với trombone đã đặt:

Di chuyển/Thay đổi kích thước

Các chế độ di chuyển và thay đổi hình dạng khác nhau có sẵn bằng cách sử dụng phím Ctrl và Shift .

Hướng dẫn thực hành cho ứng dụng mô hình Trombone:

• Hữu ích ở những nơi chật hẹp, trong trường hợp có vật cản;
• Khoảng cách tối ưu giữa các đoạn phải lớn hơn 3H, đối với các cặp dây đối xứng lớn hơn 5H. Chiều dài tối đa của các đoạn không vượt quá 15H. Điều này sẽ giảm bớt sự tương tác của các trường điện từ với các đoạn lân cận
• Ưu tiên sử dụng các kiểu Cung Góc Mềm hoặc Bo Tròn.
• Không khuyến khích dùng để điều chỉnh pha của đường dẫn và cặp dây đối xứng.

H là chiều cao nâng của đường dẫn so với mặt phẳng tham chiếu gần nhất.

Mẫu Răng Cưa

Mẫu Răng Cưa sử dụng khái niệm ống điều chỉnh và có thể được đặt trên các khúc cua của đường dẫn. Nó giúp điều chỉnh chiều dài một cách chính xác hơn. Trong bảng Thuộc tính, bạn có thể cấu hình góc, chiều rộng, chiều cao và điểm bắt đầu của «răng cưa». Bạn cũng có thể thay đổi độ cao một cách động bằng cách sử dụng «phím nóng» ngay trong quá trình xây dựng.

Các tùy chọn bổ sung khi làm việc với mẫu Răng Cưa:

Di chuyển/Thay đổi kích thước

Các chế độ di chuyển và thay đổi hình dạng khác nhau có sẵn bằng cách sử dụng phím Ctrl và Shift.

Hướng dẫn thực hành khi sử dụng mẫu răng cưa để điều chỉnh chiều dài:

• Mẫu hình răng cưa rất hữu ích ở những nơi chật hẹp và có thể được sử dụng để điều hướng xung quanh các via;
• Ưu tiên cho việc căn chỉnh pha tín hiệu trong cặp dây đối xứng;
• Góc cạnh cho tín hiệu tốc độ cao không được mong muốn;
• Đặt các răng cưa càng gần nơi xảy ra sự không cân xứng càng tốt.
• Ưu tiên làm cho tổng chiều dài của cấu trúc không khớp ngắn hơn

Hình ảnh dưới đây cho thấy một số hướng dẫn thận trọng khi sử dụng cấu trúc mẫu hình răng cưa trên PCB, đặc biệt là trong hai đường dẫn trong một cặp dây đối xứng. Những hướng dẫn này phù hợp cho các giao diện chậm với tốc độ cạnh khoảng 1 ns. Một giới hạn về khoảng cách tối đa bên trong phần mẫu hình răng cưa là <2S với chiều rộng răng cưa <3W. S là khoảng cách giữa các đường dẫn, W là chiều rộng của đường dẫn trong cặp dây đối xứng. Trong các giao diện chậm, những hướng dẫn này được biết đến là cung cấp sự khớp chiều dài cần thiết nhưng không gây ra phản xạ quá mức tại đầu vào vào phần điều chỉnh chiều dài.

Trong các giao diện nhanh hơn, những hướng dẫn này không phải lúc nào cũng đúng, và việc kích thước chiều rộng và khoảng cách giữa các cặp dây đối xứng cẩn thận trở nên ưu tiên hơn để ngăn chặn sự không đồng nhất quá mức về trở kháng và độ trễ lan truyền giữa hai dây trong cặp. Điều này có nghĩa là nhà thiết kế nên sử dụng công cụ Quản lý Xếp Chồng Lớp trong Altium Designer để có được ước lượng ban đầu tốt về chiều rộng và khoảng cách tối ưu của dây dẫn, tiếp theo là sử dụng một bộ mô phỏng kết nối để xác định rõ ràng hơn về sự tuân thủ của kênh. Một khi các giới hạn điều chỉnh chiều dài phù hợp được xác minh, chúng có thể được đặt trong bố cục PCB sử dụng các tính năng định tuyến tương tác trong PCB Editor của Altium Designer.

• Tìm hiểu thêm về các tính năng định tuyến PCB trong Altium Designer