信號完整性對 ECAD 軟件中高速設計的重要性

2021-07-01

信號完整性對 ECAD 軟件中高速設計的重要性

高速 PCB 設計使用的數字元件在其輸出信號中具有非常快的邊緣速率。這些組件通常被稱為“高速”，它們所提供的信號在標準 PCB 材料中可能會顯著降低。高速 PCB 設計的信號完整性對于確保數據可以在 PCB 上的組件之間傳遞以及確保信號可以被接收器組件解釋非常重要。還有一個最佳 PCB 布局實踐問題，以確保 PCB 的低 EMI 輻射。

借助最好的 PCB 布局和布線工具，您可以通過最好的阻抗計算器、交互式 PCB 布線功能以及與強大的場解算器的集成來確保您的設計保持高速信號完整性。串擾和反射仿真還有助于確保您的設計符合基本性能標準，并確保您的信號保持強勁。

一個統一的 PCB 設計應用程序，具有完整的 PCB 編輯器、信號完整性分析功能和專業 PCB 設計人員的制造工具。

當您在 PCB 中處理高速信號和高速組件時，高速設計的信號完整性應該是首要考慮因素。高速系統及其中的信號會遇到信號完整性問題，例如過度損耗、信號失真和 EMI，這些問題會給高速 PCB 設計人員帶來很大的麻煩。

當您需要正確的高速數字設計工具集時，Altium Designer 中最好的布局和布線功能集就是您的最佳選擇。當您使用 Altium 的旗艦 PCB 設計軟件時，您將擁有用于設計高速互連、執行信號完整性分析等的完整工具集。如果您從未見過高速數字設計工具如何幫助您解決 PCB 中的信號完整性問題，請繼續閱讀以了解更多信息。

信號完整性對高速設計的重要性

信號完整性問題聽起來很深奧，但所有設計都有。這只是一個問題，它們是否會干擾您的組件并阻止數據接收。在高速數字設計的情況下，一些基本測量和信號完整性模擬可以顯示信號何時出現過度失真。您可以在高速 PCB 中識別出的一些信號完整性問題包括：

長通道插入損耗過大

短通道中的主要反射損耗

色散，導致數字信號擴散和相位失真

強串擾或模擬串擾的地彈

只能通過電源完整性分析來識別的偏斜和抖動

由于阻抗不匹配而在接收器處發生反射

這些問題導致符號間干擾，由于不可恢復的信號而產生高誤碼率。這些問題發生在單端和差分通道中，設計人員應該了解他們的設計特性如何幫助他們在高速 PCB 設計中面對和解決這些問題。

高速 PCB 設計從正確的層堆疊開始

您的 PCB 疊層應正確設計，以確保高速互連的阻抗受控。層堆疊也將是抑制 EMI 發射和接收的主要因素。借助 Altium Designer 的 PCB 層堆棧設計功能，無論涉及何種頻率或數據速率，您都可以為您的高速數字電路板奠定堅實的基礎。此外，您可以對傳輸線進行布線，以確保達到最高頻率值的目標阻抗目標。

您的 PCB 層堆疊設計是可靠性的決定因素之一。請務必選擇正確的銅重量和電介質 PCB 材料，以確保滿足高速互連中的目標阻抗。

在選擇核心和預浸料時，請注意材料選擇，因為色散是信號完整性問題的主要驅動因素。

創建疊層后，您可以定義滿足高速數字信號標準和確保性能所需的目標阻抗。

在 Altium Designer 中立即確定您所需的 PCB 走線寬度以滿足您的目標阻抗。

高速設計過程的設計規則

創建層堆疊是確保高速設計信號完整性的第一步。但是，您還需要更多地考慮 PCB 布局，以防止出現信號完整性問題。許多信號完整性問題源于錯誤的布線選擇，但您可以確保您的走線布線滿足具有最佳布線功能的基本要求。

路由工具不需要完全手動。高速電路板設計的最佳 PCB 布線功能將使用您的目標阻抗作為設計規則。在創建 PCB 布局時，您可以立即為高速互連設置目標阻抗容差，布線工具將幫助自動化復雜 PCB 的布局過程。您將在 Altium Designer 中找到這些規則驅動的設計功能以及更多功能。

使用 Altium Designer 中的高速 PCB 設計規則保持高效

Altium Designer 的強大功能來自其規則驅動的 PCB 設計引擎。這個強大的布局和布線引擎將在創建時立即根據關鍵設計規則檢查您的電路板布局。您不必在每次布局高速互連時手動運行 DRC，也不必手動執行信號完整性分析計算以查看是否會破壞目標阻抗。相反，確保高速設計中信號完整性所需的一切都在您工作時發生，以幫助您保持生產力。

Altium Designer 中的布線引擎使您可以立即實施各種布線樣式，以在高速互連中應用延遲調整和長度匹配。

對于差分對，對中的每條走線都需要精確的長度匹配，以確保信號完整性和共模噪聲抑制。

當您需要在信號完整性分析中評估 EMI 性能、目標阻抗和失真等方面時，Altium Designer 用戶可以將他們的 PCB 導入 Ansys 場求解器以進行強大的數值模擬。

使用 Altium Designer 中的一整套 PCB 布局工具來控制您的高速數字設計和信號完整性。

與最佳信號完整性分析工具的接口

信號完整性的高速設計中的重要性不能被低估，而設計師需要一套完整的設計工具，幫助他們保持高效。一旦你完成了最好的CAD功能和路由工具，你的電路板布局，您可以使用布局后仿真，以驗證其對性能和可靠性標準。這些模擬包括：

行業標準的基于 IBIS 模型的信號完整性仿真

串擾跨越高速互連的路模擬

反射模擬，以確定寬帶阻抗不匹配

在ANSYS軟件的場解算器對網絡參數和EMI的模擬接口

不像其他的設計方案，Altium Designer的幫助給你獲得一系列的設計和仿真工具減少你的軟件堆棧的大小。使用 Altium Designer 保持高效并成功設計。

利用 Altium 廣泛的信號完整性專業知識

當您使用Altium Designer的，重要的信號完整性分析任務是容易由于一個完整的高速PCB設計和分析工具套件。綜合模擬器可以幫助您執行重要的信號完整性分析任務，并確定當你的董事會將遇到過多的損失，分散，失真和噪聲。使用Altium Designer中最佳的高速信號完整性分析功能，讓你的系統運行在最佳狀態。

Altium Designer的一套完整的PCB設計和分析功能可以幫助你克服高速PCB設計項目，并確定在版面中重要的信號完整性問題。

PCB疊層設計特點和Altium Designer中的路由功能與Simberian的強大的3D場求解器整合，使高速PCB設計精確的阻抗和傳播延遲計算。

Altium的365給了設計團隊的方式進行合作在安全地管理云環境。您可以立即通過Altium Designer中或在網絡上分享您的設計和生產數據。

使用 Altium Designer 中最好的 2D 和 3D PCB 布局工具來創建您的下一個高速數字電路板。

您可以在 Altium Designer 中找到電路板設計、布局和制造所需的一切。您可以使用 Altium Designer 中的全套 PCB 設計工具控制高速設計信號完整性的所有方面。