La importancia de la integridad de la señal de alta velocidad
Con el desarrollo de productos electrónicos hacia la alta velocidad yfrecuencia alta, como los equipos de comunicación 5G y las computadoras de alto-rendimiento, la velocidad de transmisión de señales en las placas de circuito impreso ha aumentado significativamente. Durante la transmisión de alta-velocidad, las señales son muy susceptibles a la interferencia de diversos factores, lo que genera problemas de integridad de la señal. Una vez que hay un problema de integridad de la señal, la señal puede experimentar distorsión, retraso, reflexión, diafonía y otros fenómenos, lo que provoca un mal funcionamiento de los productos electrónicos y afecta gravemente el rendimiento del producto. Por ejemplo, en el diseño de placas de circuito impreso y la fabricación de estaciones base 5G, si no se puede garantizar eficazmente la integridad de las señales de alta-velocidad, se producirá una transmisión de señal inestable, se reducirá la calidad de la comunicación y se afectará la experiencia del usuario. Por lo tanto,fabricantes de placas de circuito impresoDebemos conceder gran importancia al análisis de integridad de la señal de alta-velocidad para garantizar una transmisión estable y precisa de las señales en la placa de circuito impreso.
Factores que afectan la integridad de las señales de alta-velocidad
Características de la línea de transmisión.
Las líneas de transmisión en las placas de circuito impreso son canales para la transmisión de señales y sus características tienen un impacto significativo en la integridad de la señal. Si la impedancia de la línea de transmisión no coincide, la señal se reflejará durante la transmisión y algunas señales regresarán por el camino original, interfiriendo con las señales posteriores. Además, la longitud, el ancho, el espacio entre las líneas de transmisión y la constante dieléctrica del medio circundante afectan el retraso de la transmisión y la pérdida de señales. Por ejemplo, las líneas de transmisión más largas introducen un mayor retraso en la señal, mientras que un espaciamiento más pequeño entre líneas puede aumentar el riesgo de diafonía entre señales.
Diseño de orificio pasante
Via es una estructura clave que conecta diferentes capas de una placa de circuito impreso, pero un diseño irrazonable también puede convertirse en un peligro oculto para la integridad de la señal. La inductancia y capacitancia parásitas de las vías pueden generar impedancia adicional a las señales de alta-velocidad, lo que provoca distorsión de la señal. El tamaño, la forma y el método de conexión con los circuitos circundantes de los orificios de paso deben diseñarse cuidadosamente para reducir los impactos negativos en la transmisión de la señal.
Red de distribución de energía
Una fuente de alimentación estable es la base para garantizar una transmisión normal de la señal. El ruido, las fluctuaciones de voltaje y otros problemas en la red de distribución de energía pueden acoplarse a la línea de señal a través del plano de energía, interfiriendo con la integridad de la señal. Los fabricantes de placas de circuito impreso deben diseñar circuitos de desacoplamiento y filtrado de energía razonables para reducir el impacto del ruido de energía en las señales.
Método de análisis de integridad de señal de alta velocidad.
análisis de simulación
Con la ayuda de software de simulación electromagnética profesional como HFSS, SIwave, etc., los fabricantes de placas de circuito impreso pueden simular y analizar la transmisión de señales de alta-velocidad durante la fase de diseño. Al establecer un modelo tridimensional-de la placa de circuito impreso, establecer parámetros precisos del material y la excitación de la señal, el software de simulación puede predecir las características de transmisión de las señales en la placa de circuito impreso, detectar posibles problemas de integridad de la señal de antemano y optimizar el diseño. Por ejemplo, la simulación puede ajustar la adaptación de impedancia de las líneas de transmisión, optimizar las estructuras de vía, mejorar las redes de distribución de energía y, por lo tanto, mejorar la integridad de la señal.
verificación de prueba
Una vez completada la fabricación de la placa de circuito impreso, se requieren pruebas y verificación reales. Los métodos de prueba comunes incluyen pruebas de reflectómetro en el dominio del tiempo (TDR), pruebas de analizador de red vectorial (VNA), etc. Las pruebas de TDR pueden detectar cambios de impedancia y discontinuidades en las líneas de transmisión, mientras que las pruebas de VNA pueden medir con precisión la pérdida de transmisión y el coeficiente de reflexión de las señales. A través de pruebas reales, los fabricantes de placas de circuito impreso pueden verificar la efectividad del diseño y realizar mejoras específicas a los problemas identificados.