A importância da integridade do sinal de alta velocidade
Com o desenvolvimento de produtos eletrônicos para alta velocidade ealta freqüência, como equipamentos de comunicação 5G e computadores de alto-desempenho, a velocidade de transmissão de sinais em placas de circuito impresso aumentou significativamente. Durante a transmissão-de alta velocidade, os sinais são altamente suscetíveis a interferências de vários fatores, levando a problemas de integridade do sinal. Quando houver um problema de integridade do sinal, o sinal poderá sofrer distorção, atraso, reflexão, diafonia e outros fenômenos, causando mau funcionamento dos produtos eletrônicos e afetando seriamente o desempenho do produto. Por exemplo, no projeto e fabricação de placas de circuito impresso de estações base 5G, se a integridade dos sinais de alta{7}}velocidade não puder ser efetivamente garantida, isso levará à instabilidade da transmissão do sinal, reduzirá a qualidade da comunicação e afetará a experiência do usuário. Portanto,fabricantes de placas de circuito impressodevem atribuir grande importância à análise de integridade de sinal de alta-velocidade para garantir uma transmissão estável e precisa de sinais na placa de circuito impresso.
Fatores que afetam a integridade de sinais de{0}alta velocidade
Características da linha de transmissão
As linhas de transmissão nas placas de circuito impresso são canais de transmissão de sinais e suas características têm um impacto significativo na integridade do sinal. Se a impedância da linha de transmissão não corresponder, o sinal será refletido durante a transmissão e alguns sinais retornarão ao longo do caminho original, interferindo nos sinais subsequentes. Além disso, o comprimento, a largura, o espaçamento entre as linhas de transmissão e a constante dielétrica do meio circundante afetam o atraso de transmissão e a perda de sinais. Por exemplo, linhas de transmissão mais longas introduzem maior atraso no sinal, enquanto espaçamentos menores entre linhas podem aumentar o risco de diafonia entre os sinais.
Design de furo passante
Via é uma estrutura chave que conecta diferentes camadas da placa de circuito impresso, mas um design via irracional também pode se tornar um perigo oculto para a integridade do sinal. A indutância e capacitância parasitas das vias podem gerar impedância adicional para sinais de alta-velocidade, levando à distorção do sinal. O tamanho, formato e método de conexão com os circuitos circundantes dos orifícios de passagem precisam ser cuidadosamente projetados para reduzir impactos negativos na transmissão do sinal.
Rede de distribuição de energia
Uma fonte de alimentação estável é a base para garantir a transmissão normal do sinal. O ruído, as flutuações de tensão e outros problemas na rede de distribuição de energia podem acoplar-se à linha de sinal através do plano de potência, interferindo na integridade do sinal. os fabricantes de placas de circuito impresso precisam projetar circuitos razoáveis de filtragem e desacoplamento de energia para reduzir o impacto do ruído de energia nos sinais.
Método de análise de integridade de sinal de alta velocidade
análise de simulação
Com a ajuda de softwares profissionais de simulação eletromagnética, como HFSS, SIwave, etc., os fabricantes de placas de circuito impresso podem simular e analisar a transmissão de sinais de alta-velocidade durante a fase de projeto. Ao estabelecer um modelo tri-dimensional da placa de circuito impresso, definir parâmetros precisos de material e excitação de sinal, o software de simulação pode prever as características de transmissão de sinais na placa de circuito impresso, detectar antecipadamente possíveis problemas de integridade de sinal e otimizar o projeto. Por exemplo, a simulação pode ajustar a correspondência de impedâncias de linhas de transmissão, otimizar estruturas via, melhorar redes de distribuição de energia e, assim, melhorar a integridade do sinal.
verificação de teste
Após a conclusão da fabricação da placa de circuito impresso, são necessários testes e verificações reais. Os métodos de teste comuns incluem testes de reflectômetro de domínio de tempo (TDR), testes de analisador de rede vetorial (VNA), etc. Os testes de TDR podem detectar alterações de impedância e descontinuidades em linhas de transmissão, enquanto os testes de VNA podem medir com precisão a perda de transmissão e o coeficiente de reflexão dos sinais. Através de testes reais, os fabricantes de placas de circuito impresso podem verificar a eficácia do projeto e fazer melhorias direcionadas aos problemas identificados.