Vikten av höghastighetssignalintegritet
Med utvecklingen av elektroniska produkter mot hög hastighet ochhög frekvens, såsom 5G-kommunikationsutrustning och-högpresterande datorer, har överföringshastigheten för signaler på kretskort ökat avsevärt. Under hög-överföring är signaler mycket känsliga för störningar från olika faktorer, vilket leder till problem med signalintegriteten. När det väl finns ett problem med signalintegriteten kan signalen uppleva distorsion, fördröjning, reflektion, överhörning och andra fenomen, vilket gör att elektroniska produkter inte fungerar och allvarligt påverkar produktens prestanda. Till exempel, vid design och tillverkning av kretskort för 5G-basstationer, om integriteten hos höghastighetssignaler inte kan garanteras effektivt, kommer det att leda till instabil signalöverföring, minska kommunikationskvaliteten och påverka användarupplevelsen. Därför,tillverkare av tryckta kretskortmåste lägga stor vikt vid höghastighetsanalys av signalintegritet för att säkerställa stabil och korrekt överföring av signaler på det tryckta kretskortet.
Faktorer som påverkar integriteten hos-höghastighetssignaler
Växelledningsegenskaper
Överföringsledningarna på kretskort är kanaler för signalöverföring, och deras egenskaper har en betydande inverkan på signalintegriteten. Om impedansen för överföringsledningen inte stämmer överens, kommer signalen att reflekteras under överföringen, och vissa signaler kommer att återvända längs den ursprungliga vägen, vilket stör efterföljande signaler. Dessutom påverkar längden, bredden, avståndet mellan transmissionsledningarna och dielektricitetskonstanten för det omgivande mediet alla transmissionsfördröjningen och förlusten av signaler. Till exempel introducerar längre transmissionslinjer större signalfördröjning, medan mindre linjeavstånd kan öka risken för överhörning mellan signaler.
Genomgående håldesign
Via är en nyckelstruktur som kopplar samman olika lager av kretskort, men orimlig via design kan också bli en dold fara för signalintegriteten. Den parasitära induktansen och kapacitansen hos vias kan generera ytterligare impedans till höghastighetssignaler, vilket leder till signaldistorsion. Storleken, formen och anslutningsmetoden med omgivande kretsar i viahålen måste utformas noggrant för att minska negativ påverkan på signalöverföringen.
Eldistributionsnät
En stabil strömförsörjning är grunden för att säkerställa normal signalöverföring. Brus, spänningsfluktuationer och andra problem i kraftdistributionsnätverket kan kopplas till signalledningen genom kraftplanet, vilket stör signalens integritet. Tillverkare av tryckta kretskort måste utforma rimliga effektfiltrerings- och avkopplingskretsar för att minska effekten av strömbrus på signaler.
Metod för analys av höghastighetssignalintegritet
simuleringsanalys
Med hjälp av professionell elektromagnetisk simuleringsprogramvara som HFSS, SIwave, etc., kan tillverkare av kretskort simulera och analysera överföringen av höghastighetssignaler under designfasen. Genom att upprätta en tredimensionell modell av det tryckta kretskortet, ställa in noggranna materialparametrar och signalexcitering, kan simuleringsprogram förutsäga överföringsegenskaperna för signaler på det tryckta kretskortet, upptäcka potentiella problem med signalintegritet i förväg och optimera designen. Till exempel kan simulering justera impedansanpassningen av transmissionsledningar, optimera via strukturer, förbättra kraftdistributionsnätverk och därmed förbättra signalintegriteten.
testverifiering
Efter att tillverkningen av kretskort är klar krävs faktisk testning och verifiering. Vanliga testmetoder inkluderar Time Domain Reflectometer (TDR)-testning, Vector Network Analyzer (VNA)-testning, etc. TDR-testning kan upptäcka impedansförändringar och diskontinuiteter i transmissionsledningar, medan VNA-testning kan exakt mäta överföringsförlusten och reflektionskoefficienten för signaler. Genom faktiska tester kan tillverkare av kretskort verifiera designens effektivitet och göra riktade förbättringar av de identifierade problemen.