Разработка высокоскоростных печатных плат глазами инженера-схемотехника. Сохранение целостности электрических сигналов
сигнала поглощается нагрузкой, становятся невозможны отражения и резонансы.
Шаг 3
Выбор и контроль волнового сопротивления должны обеспечить однородность линии передачи. В однородной линии передачи волновое сопротивление постоянно по всей ее длине, включая соединители, кабели, трассы печатной платы. Наиболее часто значение волнового сопротивления для одиночных линий передачи выбирается равным 50 или 75 Ом. Для дифференциальных линий передачи оно равно 90 или 100 Ом. Могут встречаться и другие значения волновых сопротивлений линий передачи в зависимости от сопротивления источника сигнала или сопротивления нагрузки (приемник сигнала, антенна и т.п.). Более того, вы можете выбрать нужное вам значение для решения конкретной задачи. Например, для согласования линии передачи с низкоомным выходом источника сигнала без установки согласующего резистора вы можете снизить волновое сопротивление линии передачи до близкого значения в 10 – 20 Ом. И чтобы ширина проводника при этом не увеличилась резко в несколько раз, по сравнению с шириной для линии с волновым сопротивлением 50 Ом, вы можете гибко изменить параметры стека, например, толщину слоя диэлектрика.
Шаг 4
На следующем этапе определяется стек печатной платы. В стеке задается порядок расположения слоев платы, значения толщин слоев металлизации и диэлектрика. Выбрав материал платы с известным значением диэлектрической проницаемости, зная требуемые значения волновых сопротивлений, с помощью специальных программ можно определить точные поперечные размеры линий передачи для каждого из классов сигналов. Для организации однородных линий передачи с постоянным по всей длине волновым сопротивлением требуется под каждым сигнальным слоем делать непрерывный опорный слой и не допускать появления неоднородностей в линии передачи. Слои питания также рекомендуется располагать рядом с опорным слоем с минимальным расстоянием между ними для увеличения образуемой их плоскостями емкости фильтрующего конденсатора. Стандартный стек печатной платы предполагает размещение сплошного опорного слоя рядом с сигнальным слоем (для формирования однородной линии передачи) и размещение слоя питания по соседству с опорным слоем (для формирования конденсатора, обкладками которого и являются слои питания и земли).
Шаг 5
Следующий важный момент, который должен быть выполнен до начала трассировки проводников – разделение всех цепей на классы.
Разделение цепей на классы может быть выполнено либо по скорости распространения сигнала, либо по волновому сопротивлению линий передачи, либо по длине проводников, либо по назначению проводников (например, класс шины данных).
Когда важно получить неискаженную форму сигнала, основным признаком разделения на классы является скорость изменения фронта сигнала или максимальная частота сигнала, которые определяют ширину полосы частот