Высокоскоростные печатные платы. Теоретические основы
А. В. Трундов
В книге раскрыты правила разводки высокоскоростных печатных плат, обозначенные в публикации «Разработка высокоскоростных печатных плат глазами инженера-схемотехника. Сохранение целостности электрических сигналов».С помощью представленных авторских методик вы научитесь быстро распознавать и устранять неоднородности и резонансы в линиях передачи печатной платы, минимизировать перекрестные наводки, улучшать ЭМС и другие характеристики разрабатываемых устройств.
Высокоскоростные печатные платы. Теоретические основы
А. В. Трундов
Посвящается моим учителям
© А. В. Трундов, 2019
ISBN 978-5-0050-2354-4
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
В конце прошлого века раздел целостности электрических сигналов или Signal Integrity за рубежом выделился в отдельную интересную и очень важную тему в Радиотехнике. Постепенно появилась и инженерная профессия – High Speed Engineer, редкая и хорошо оплачиваемая в данное время.
High Speed Engineer – общее понятие, которое можно перевести как специалист по высокоскоростным интерфейсам.
Более точное название профессии инженера, который занимается именно контролем целостности сигнала, звучит как SI Engineer (Signal Integrity Engineer).
Поскольку контроль качества сигнала должен осуществляться не только на уровне электрических схем, но и на всем протяжении линии передачи, стало востребовано направление разработки сверхскоростных печатных плат, работающих в поддиапазонах частот от 300 МГц до 3 ГГц, и от 3 ГГц до 30 ГГц.
Разработкой высокоскоростных печатных плат занимается инженер конструктор, или High Speed PCB Designer.
Еще пару десятилетий назад работа в данных диапазонах считалась экзотикой. Многослойность печатных плат свзывалась только с тенденцией миниатюризации. Появление нового направления в Радиотехнике стало закономерным, поскольку тенденция уменьшения массогабаритных показателей, повышения производительности, удешевления и замены дорогих параллельных интерфейсов последовательными диктовала требование к постоянному росту частоты электрических сигналов.
В кабелях, соединителях, печатных платах, стало невозможно пренебрегать потерями в диэлектрике, скин-слое, отражениями сигналов от неоднородностей, влиянием резонансов, прямыми электромагнитными излучениями отрезков линии передачи.
С течением времени накопилось много вопросов. Благодаря успехам в практической деятельности появлялись некоторые ответы. С приходом систем моделирования/анализа HyperLynx SI, PI, Thermal и Cadence Sigrity картина стала проясняться. Эти программы дали возможность быстрой проверки некоторых эмпирических правил и закономерностей. Литература, преимущественно иностранных авторов, также предложила свою порцию знаний, которые нельзя было назвать систематизированными. В результате и появилось желание создать свои книги, поделиться личным опытом понимания и применения тех правил и рекомендаций, которые я смог наработать за 16 лет работы ведущим инженером-схемотехником.
Мои знания я разместил в трех книгах, в той, которую вы читаете в данный момент, в книге «Разработка высокоскоростных печатных плат глазами инженера-схемотехника. Сохранение целостности электрических сигналов» и в книге «Высокоскоростные печатные платы. Практические рекомендации», в которой большое внимание уделено практической стороне вопроса и знакомству с современными системами моделирования/анализа целостности сигналов, питания, волновых, тепловых, электромагнитных и других процессов Sigrity Cadence и HyperLynx SI, PI, Thermal компании Mentor (A Siemens Business).
Аннотация представителя компании Mentor (A Siemens Business)
В далеком 2014 году российское гик-сообщество всколыхнула публикация пользователя под ником @Biochemist на популярном среди инженеров и программистов ресурсе www.habr.com (http://www.habr.com/). Публикация называлась «Инженерная культура, которую мы потеряли» и представляла собой настоящий крик души работодателя, который решил нанять в штат молодого инженера-э