La elección de la placa de circuito impreso (PCB) debe encontrar un equilibrio entre el cumplimiento de los requisitos de diseño, la producción en masa y el coste. Los requisitos de diseño incluyen componentes eléctricos y mecánicos. Este problema de los materiales suele ser más importante al diseñar placas de circuito impreso de muy alta velocidad (frecuencia superior a GHz).
Por ejemplo, el material FR-4, de uso común, presenta actualmente pérdidas dieléctricas a frecuencias de varios GHz, lo que influye considerablemente en la atenuación de la señal y puede resultar inadecuado. Desde el punto de vista eléctrico, es fundamental comprobar que la constante dieléctrica y las pérdidas dieléctricas sean apropiadas para la frecuencia de diseño.2. ¿Cómo evitar las interferencias de alta frecuencia?
La idea fundamental para evitar la interferencia de alta frecuencia consiste en minimizar la interferencia del campo electromagnético de las señales de alta frecuencia, conocida como diafonía. Se puede aumentar la distancia entre la señal de alta velocidad y la señal analógica, o añadir pistas de guarda/derivación a tierra cerca de la señal analógica. Asimismo, es importante prestar atención a la interferencia de ruido desde la tierra digital a la tierra analógica.3. ¿Cómo resolver el problema de integridad de la señal en el diseño de alta velocidad?
La integridad de la señal es fundamentalmente un problema de adaptación de impedancia. Los factores que influyen en esta adaptación incluyen la estructura y la impedancia de salida de la fuente de señal, la impedancia característica de la traza, las características del extremo de carga y la topología de la traza. La solución consiste en optimizar la topología de terminación y el cableado.
4. ¿Cómo se implementa el método de cableado diferencial?
En el diseño del par diferencial, hay dos aspectos importantes a considerar. Primero, la longitud de los dos cables debe ser la mayor posible; segundo, la distancia entre ellos (determinada por la impedancia diferencial) debe mantenerse constante, es decir, en paralelo. Existen dos configuraciones para lograr este paralelismo: una consiste en que los cables discurran uno al lado del otro, y la otra en que discurran en capas adyacentes (uno encima del otro). Generalmente, la configuración en paralelo es la más común.
5. ¿Cómo realizar el cableado diferencial para una línea de señal de reloj con un solo terminal de salida?
Para utilizar cableado diferencial, es lógico que tanto la fuente como el receptor de la señal sean señales diferenciales. Por lo tanto, es imposible utilizar cableado diferencial para una señal de reloj con un solo terminal de salida.
6. ¿Se puede agregar una resistencia de adaptación entre los pares de líneas diferenciales en el extremo receptor?
Normalmente se suma la resistencia de adaptación entre los pares de líneas diferenciales en el extremo receptor, y su valor debe ser igual al de la impedancia diferencial. De esta forma, se mejora la calidad de la señal.
7. ¿Por qué el cableado del par diferencial debe ser cercano y paralelo?
El cableado del par diferencial debe ser lo suficientemente cercano y paralelo. Esta proximidad es fundamental, ya que la distancia afecta el valor de la impedancia diferencial, un parámetro crucial en el diseño de pares diferenciales. El paralelismo también es necesario para mantener la consistencia de la impedancia diferencial. Si las dos líneas se encuentran repentinamente muy alejadas y muy cerca, la impedancia diferencial será inconsistente, lo que afectará la integridad de la señal y el retardo de temporización.