Материал: Электромагнитная совместимость радиотехнических систем. лабораторный практикум. Федоров С.М., Ищенко Е.А

Если разность значений двух параллельных дорожек, обеспечивающих

±синхронную2,5% передачу информации, отличается на величину большую, чем от периода сигнала, необходимо производить модификацию печатной платы путем укорочения/удлинения отслеживаемых линий. Пример такой си-

туации приведен на рис. 64.

Рис. 64. Ошибка вследствие задержки сигналов

Как видно на рис. 64 импульс на первой дорожке успел дойти до целевого входа, в то время как импульс на второй дорожке все еще находится в пути, результатом чего стало то, что вместо переданных «11» на входе оказывается ошибочная комбинация «10». Особенно данные различия в длительности прохождения сигналами линий важно учитывать при проектировании дифференциальных высокоскоростных линий, так как по ним протекает одинаковая информация, но с противоположными значениями напряжений, примерами таких линий являются USB 3.1.

Также очень часто возникает ситуация, которая была описана в п. 1.1, так как все знают скорость света в [м/с], но никто не сталкивался со значением скорости света в [мил/с]. Поэтому очень важно осуществить перевод из [мил] в [мм].

2. Задание № 1

В соответствии с выбранным вариантом задания и соответствующим значением в табл. 2 рассчитать задержку сигнала после прохождения по линии, с заданной длиной в [мил]. Для этого необходимо выполнить перевод длины дорожек в [мм], так 1 мм = 39,37 мил , после чего в соответствии с формулой= 4,3(2) найти задержку сигнала, в качестве материала подложки выбрать FR-4, .

45

На основе полученных данных составить таблицу со списком значений задержек сигналов, которые протекают по линии.

3. Задание № 2

На основе рассчитанных данных необходимо определить, каким современным стандартам передачи информации могут соответствовать представленные линии и на основе каких из них можно осуществить параллельную передачу информации± 2,5%. Так как разность задержек параллельных линий не может превышать от периода сигнала, который можно найти в соответствии с (1), не все шины пригодно использовать для высокоскоростных стандартов передачи информации. Список исследуемых стандартов приведен в табл. 3.

Таблица 3

Рассматриваемые стандарты передачи информации

Рассчитав предельно допустимые отклонения задержки для параллельно приходящих сигналов, проверить соответствие дорожек, которые приведены в задании 1, допустимым отклонениям для DDR1, DDR4, Thunderbolt 3.

46

4. Задание № 3

Теперь произведем моделирование линии задержки с использованием инструмента CST PCB Studio 2D TL. Для каждого варианта в соответствующей папке хранится печатная плата, которая сохранена в формате ODB++, на печатной плате разведены 8 дорожек имеющие разную длину. Необходимо произвести моделирование времени задержки сигнала, а также определить соответствие разности времени прихода импульса одному из значений, рассчитанных в задании № 2.

Для того, чтобы настроить моделирование необходимо перейти в компонент PCB Studio, где в открывшемся окне произвести импорт (Import/Export -> ODB++) сохраненного файла, после чего выполнить настройки печатной платы:

1) определение слоев, так в данном окне необходимо убрать верхнюю и нижнюю маски печатной платы (слои TOP_SOLDER и BOTTOM_SOLDER), а также определить толщину медного проводника в 0,035 мм, в результате настройки слоев должны выглядеть, как на рис. 65;

Рис. 65. Настройки слоев печатной платы

2) следующий пункт – определение типов дорожек, так при данном моделировании строго необходимо задать только земляной полигон, который как правило соответствует дорожке с №9, для более точного определения можно навести на него мышкой, после чего должен быть подсвечен полный нижний слой. Далее двойным нажатием определить класс – ground, итоговый вид настроек слоев приведен на рис. 66;

47

Рис. 66. Настройка дорожек

3)все следующие настройки можно пропустить, так как на печатной плате отсутствуют компоненты;

4)далее необходимо определить точки подключения (Terminals), которые находятся на вкладке Edit -> Terminal, для упрощения установки контактных входов рекомендуется отключить показ нижнего слоя, это делается в правой части главного экрана View Attributes -> Layers -> снять галочку около Bottom layer. Далее можно приступить к установке терминалов, это осуществляется двойным нажатием на начало/конец проводника (рис. 67). Итоговый вид печатной платы приведен на рис. 68;

Рис. 67. Установка точек питания

Рис. 68. Плата с установленными точками запитывания

48

5) далее следует настроить моделирование 2D (TL), для этого требуется перейти в соответствующее поле и после чего выбрать в левом боковом меню во вкладке NETS линии для моделирования 1-8 (рис. 69), также особо важно выбрать настройки создания мешей (рис. 70), так как требуется режим “Search Distance”; а на вкладке Modeling необходимо определить максимальную частоту работы модели, для всех вариантов – 40 ГГц;

Рис. 69. Окно выбора дорожек для моделирования

Рис. 70. Окно настройки создания мешей

49