Význam integrity vysokorychlostního signálu
S vývojem elektronických produktů směrem k vysoké rychlosti avysoká frekvence, jako jsou komunikační zařízení 5G a vysoce{1}}výkonné počítače, se přenosová rychlost signálů na deskách plošných spojů výrazně zvýšila. Během vysokorychlostního-přenosu jsou signály vysoce náchylné na rušení z různých faktorů, což vede k problémům s integritou signálu. Jakmile dojde k problému s integritou signálu, může u signálu docházet ke zkreslení, zpoždění, odrazu, přeslechům a dalším jevům, což způsobí poruchu elektronických produktů a vážně ovlivní výkon produktu. Pokud například při návrhu desek plošných spojů a výrobě základnových stanic 5G nelze účinně zaručit integritu vysokorychlostních signálů, povede to k nestabilnímu přenosu signálu, snížení kvality komunikace a ovlivnění uživatelského dojmu. Proto,výrobci desek plošných spojůmusí přikládat velký význam vysokorychlostní{0}}analýze integrity signálu, aby byl zajištěn stabilní a přesný přenos signálů na desce s plošnými spoji.
Faktory ovlivňující integritu-vysokorychlostních signálů
Charakteristika přenosového vedení
Přenosové linky na deskách plošných spojů jsou kanály pro přenos signálu a jejich vlastnosti mají významný vliv na integritu signálu. Pokud se impedance přenosového vedení neshoduje, signál se během přenosu odrazí a některé signály se vrátí po původní cestě a budou rušit následující signály. Kromě toho délka, šířka, vzdálenost mezi přenosovými vedeními a dielektrická konstanta okolního média ovlivňují zpoždění přenosu a ztrátu signálů. Například delší přenosové linky zavádějí větší zpoždění signálu, zatímco menší rozestup mezi linkami může zvýšit riziko přeslechů mezi signály.
Design průchozí díry
Via je klíčová struktura, která spojuje různé vrstvy desky s plošnými spoji, ale nepřiměřený design se může také stát skrytým nebezpečím pro integritu signálu. Parazitní indukčnost a kapacita prokovů mohou generovat dodatečnou impedanci vysokorychlostních signálů, což vede ke zkreslení signálu. Velikost, tvar a způsob připojení k okolním obvodům průchozích otvorů je třeba pečlivě navrhnout, aby se snížily negativní dopady na přenos signálu.
Rozvodná síť
Stabilní napájení je základem pro zajištění normálního přenosu signálu. Šum, kolísání napětí a další problémy v rozvodné síti se mohou spojit se signálovým vedením přes napájecí rovinu a narušovat integritu signálu. Výrobci desek s plošnými spoji musí navrhnout rozumné obvody pro filtrování a oddělování výkonu, aby se snížil dopad výkonového šumu na signály.
Metoda vysokorychlostní analýzy integrity signálu
simulační analýza
S pomocí profesionálního elektromagnetického simulačního softwaru, jako je HFSS, SIwave atd., mohou výrobci desek plošných spojů simulovat a analyzovat přenos vysokorychlostních-signálů během fáze návrhu. Vytvořením trojrozměrného modelu desky s plošnými spoji, nastavením přesných parametrů materiálu a buzení signálu dokáže simulační software předpovědět přenosové charakteristiky signálů na desce s plošnými spoji, předem odhalit potenciální problémy s integritou signálu a optimalizovat návrh. Simulace může například upravit impedanční přizpůsobení přenosových linek, optimalizovat prostřednictvím struktur, zlepšit distribuční sítě, a tak zlepšit integritu signálu.
zkušební ověření
Po dokončení výroby desky s plošnými spoji je vyžadováno skutečné testování a ověření. Mezi běžné testovací metody patří testování Time Domain Reflectometer (TDR), testování vektorového síťového analyzátoru (VNA) atd. Testování TDR může detekovat změny impedance a nespojitosti v přenosových vedeních, zatímco testování VNA může přesně měřit přenosovou ztrátu a koeficient odrazu signálů. Prostřednictvím skutečného testování mohou výrobci desek plošných spojů ověřit účinnost návrhu a cíleně vylepšit zjištěné problémy.