logo
أخبار
المنزل > أخبار > أخبار الشركة حول نصائح أساسية لشبكات توزيع الطاقة الموثوقة في أقراص PCB عالية السرعة
الأحداث
اتصل بنا

نصائح أساسية لشبكات توزيع الطاقة الموثوقة في أقراص PCB عالية السرعة

2025-09-18

أخبار الشركة الأخيرة عن نصائح أساسية لشبكات توزيع الطاقة الموثوقة في أقراص PCB عالية السرعة

في لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة - التي تشغل أجهزة مثل موجهات 5G وخوادم مراكز البيانات وأنظمة ADAS المتطورة للسيارات - تعد شبكة توزيع الطاقة (PDN) هي العمود الفقري للتشغيل الموثوق به. يتسبب التصميم السيئ لـ PDN في انخفاض الجهد، والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، ومشكلات سلامة الإشارة، مما يؤدي إلى تعطل النظام، أو تقليل العمر الافتراضي، أو فشل اختبارات EMC. تظهر الدراسات أن 60٪ من حالات فشل لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة ترجع إلى عيوب PDN، مثل فك الاقتران غير الكافي أو الطائرات الأرضية المكسورة. الأخبار الجيدة؟ يمكن تجنب هذه المشكلات من خلال التصميم المتعمد: فك الاقتران الاستراتيجي، وتخطيطات الطائرات المحسنة، وضبط المسار / الفتحة، والمحاكاة المبكرة. يوضح هذا الدليل الخطوات الهامة لبناء PDN قوي يوفر طاقة نظيفة ومستقرة - حتى بسرعات تزيد عن 10 جيجابت في الثانية.


النقاط الرئيسية
 1. فك الاقتران أمر لا يمكن التفاوض عليه: ضع المكثفات ذات القيم المختلطة (0.01 µF–100 µF) على بعد 5 مم من دبابيس طاقة IC لحجب الضوضاء عالية / منخفضة التردد ؛ استخدم فتحات متوازية لتقليل الحث.
 2. الطائرات تصنع أو تكسر PDN: تعمل الطائرات الأرضية / الأرضية الصلبة والمتقاربة على تقليل المعاوقة بنسبة 40–60٪ وتعمل كمرشحات طبيعية - لا تقسم الطائرات أبدًا إلا عند الضرورة القصوى.
 3. تحسين المسار / الفتحة: حافظ على المسارات قصيرة / عريضة، وقم بإزالة رؤوس الفتحات غير المستخدمة (الحفر الخلفي للفتحة)، واستخدم فتحات متعددة بالقرب من المكونات عالية التيار لتجنب الاختناقات.
 4. المحاكاة المبكرة: تعمل أدوات مثل Ansys SIwave أو Cadence Sigrity على اكتشاف انخفاضات الجهد والضوضاء ومشكلات الحرارة قبل النماذج الأولية - مما يوفر أكثر من 30 ساعة من وقت إعادة التصميم.
 5. الإدارة الحرارية = طول عمر PDN: تضاعف درجات الحرارة المرتفعة معدلات فشل المكونات كل 10 درجات مئوية ؛ استخدم فتحات حرارية ونحاس سميك لتبديد الحرارة.


أساسيات PDN: تكامل الطاقة، تكامل الإشارة، وتراص الطبقات
تضمن PDN الموثوقة نتيجتين أساسيتين: تكامل الطاقة (جهد مستقر مع الحد الأدنى من الضوضاء) وتكامل الإشارة (إشارات نظيفة بدون تشويه). يعتمد كلاهما على تراص طبقات مصمم جيدًا يقلل من المعاوقة والتداخل.

1. تكامل الطاقة: أساس التشغيل المستقر
يعني تكامل الطاقة (PI) توفير جهد ثابت لكل مكون - بدون انخفاضات أو ارتفاعات أو ضوضاء. تشمل الاستراتيجيات الرئيسية لتحقيق PI ما يلي:

 أ. مسارات أو طائرات طاقة واسعة: تتمتع الطائرات الكهربائية الصلبة بمقاومة أقل بعشر مرات من المسارات الضيقة (على سبيل المثال، مسار بعرض 1 مم مقابل طائرة طاقة 50 مم²)، مما يمنع انخفاض الجهد.
 ب. مكثفات فك الاقتران ذات القيمة المختلطة: تتعامل المكثفات الكبيرة (10 µF–100 µF) بالقرب من مدخلات الطاقة مع الضوضاء منخفضة التردد ؛ تحجب المكثفات الصغيرة (0.01 µF–0.1 µF) بواسطة دبابيس IC الضوضاء عالية التردد.
 ج. طبقات نحاسية سميكة: يقلل النحاس 2 أونصة (مقابل 1 أونصة) المقاومة بنسبة 50٪، مما يقلل من تراكم الحرارة وفقدان الجهد.
 د. طائرات أرضية مستمرة: تجنب الانقسامات - تجبر الطائرات الأرضية المكسورة تيارات الإرجاع على اتخاذ مسارات طويلة وعالية الحث، مما يتسبب في حدوث ضوضاء.


المقياس الحرج: استهدف معاوقة PDN<1 أوم من 1 كيلو هرتز إلى 100 ميجاهرتز. فوق هذا الحد، تصبح ضوضاء الجهد (V = I×Z) كبيرة، مما يعطل المكونات الحساسة مثل FPGAs أو رقائق RF.


2. تكامل الإشارة: كيف تؤثر PDN على الإشارات
يضر تصميم PDN السيئ بشكل مباشر بتكامل الإشارة (SI). تتسبب المقاومة العالية للمسار / الفتحة أو انخفاضات الجهد في:

 أ. الرنين / الإفراط: ترتد الإشارات فوق / أسفل الفولتية المستهدفة، مما يؤدي إلى أخطاء في البيانات.
 ب. التداخل: تتسرب الضوضاء من قضبان الطاقة إلى مسارات الإشارة، مما يؤدي إلى تشويه البيانات عالية السرعة (على سبيل المثال، PCIe 5.0).
 ج. ارتداد الأرض: ارتفاعات الجهد على الطائرات الأرضية عندما تتغير التيارات بسرعة (شائعة في منظمات التبديل).


قم بإصلاح هذه المشكلات عن طريق:

 أ. استخدام طائرات الطاقة لتوفير مسارات إرجاع منخفضة المعاوقة للإشارات.
 ب. وضع مكثفات فك الاقتران على بعد 2 مم من ICs السريعة (على سبيل المثال، المعالجات الدقيقة) لتخفيف ارتفاعات الجهد.
 ج. توجيه الإشارات عالية السرعة بين الطائرات الأرضية (حمايتها من EMI).


يلخص الجدول أدناه عيوب PDN وتأثيراتها على SI:

عيب PDN التأثير على تكامل الإشارة الحل
مسارات الطاقة الضيقة (مقاومة عالية) تتسبب انخفاضات الجهد في فقدان سعة الإشارة استبدالها بطائرات طاقة أو مسارات نحاسية 2 أونصة
فقدان مكثفات فك الاقتران تشوه الضوضاء عالية التردد الإشارات أضف مكثفات 0.1 µF على بعد 5 مم من دبابيس IC
تقسيم الطائرات الأرضية مسارات الإرجاع المكسورة تزيد من التداخل استخدم طائرة أرضية صلبة واحدة ؛ عزل الأرض التناظرية / الرقمية في نقطة واحدة
رؤوس فتحات طويلة يتسبب الرنين في انعكاسات الإشارة قم بإزالة الرؤوس عن طريق الحفر الخلفي


3. تراص الطبقات: تحسين أداء PDN
تراص الطبقات هو "مخطط" لنجاح PDN - فهو يحدد كيفية تفاعل الطاقة والأرض والإشارات. بالنسبة إلى لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة (10 جيجابت في الثانية +)، استخدم تراصًا متعدد الطبقات مع هذه القواعد:

 أ. قم بإقران طائرات الطاقة والأرض: ضعها متجاورة (مفصولة بطبقة عازلة رقيقة، 0.1 مم–0.2 مم). يؤدي هذا إلى إنشاء سعة طبيعية (C = εA/d) تعمل على تصفية الضوضاء عالية التردد وتقليل معاوقة التيار المتردد.
 ب. قم بحماية الإشارات عالية السرعة: قم بتوجيه طبقات الإشارة بين طائرتين أرضيتين (على سبيل المثال، الأرض → الإشارة → الأرض). يؤدي هذا إلى حبس EMI وتقليل التداخل بمقدار 20–30 ديسيبل.
 ج. استخدم فتحات الخياطة: قم بتوصيل الطائرات الأرضية عبر الطبقات بفتحات متباعدة بمقدار 5 مم–10 مم (خاصة حول حواف اللوحة). يؤدي هذا إلى إنشاء تأثير "قفص فاراداي"، يحتوي على EMI.
 د. قم بموازنة تراص الطبقات: تأكد من عدد الطبقات المتماثل (على سبيل المثال، 4 طبقات: الإشارة → الطاقة → الأرض → الإشارة) لمنع الالتواء أثناء التصنيع.


مثال على تراص 4 طبقات للوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة:

1. الطبقة العلوية: إشارات عالية السرعة (على سبيل المثال، Ethernet، USB4)
2. الطبقة 2: طائرة الطاقة (3.3 فولت)
3. الطبقة 3: طائرة أرضية (صلبة، غير منقطعة)
4. الطبقة السفلية: إشارات منخفضة السرعة (على سبيل المثال، المستشعرات، مدخلات الطاقة)


استراتيجيات تصميم PDN الأساسية
1. فك الاقتران: حجب الضوضاء في المصدر
تعمل مكثفات فك الاقتران كـ "بنوك طاقة محلية" لـ ICs - فهي تخزن الشحنة وتطلقها عندما ترتفع متطلبات التيار، مما يمنع انخفاض الجهد. اتبع أفضل الممارسات هذه:

أ. اختر قيم المكثف الصحيحة
استخدم مزيجًا من القيم لتغطية جميع نطاقات التردد:

المكثفات الكبيرة (10 µF–100 µF): توضع بالقرب من موصلات الطاقة (على سبيل المثال، مقابس التيار المستمر) للتعامل مع الضوضاء منخفضة التردد (1 كيلو هرتز–1 ميجاهرتز) من منظمات الجهد.
المكثفات متوسطة المدى (1 µF–0.1 µF): توضع على بعد 2 مم–5 مم من ICs لتصفية الضوضاء متوسطة التردد (1 ميجاهرتز–10 ميجاهرتز).
المكثفات عالية التردد (0.01 µF–0.001 µF): توضع مباشرة بجوار دبابيس طاقة IC (≤2 مم) لحجب الضوضاء عالية التردد (10 ميجاهرتز–100 ميجاهرتز).


نصيحة احترافية: اجمع بين المكثفات بالتوازي (على سبيل المثال، 10 µF + 0.1 µF + 0.01 µF) لإنشاء "مرشح نطاق عريض" يغطي 1 كيلو هرتز–100 ميجاهرتز.


ب. تحسين موضع المكثف والتوجيه
تقليل مساحة الحلقة: يجب أن يكون المسار من المكثف → دبوس طاقة IC → دبوس أرضي IC → المكثف صغيرًا قدر الإمكان. استخدم مسارات قصيرة وعريضة (≥0.5 مم) وضع فتحات على بعد 1 مم من وسادات المكثف.
فتحات متوازية: استخدم 2–3 فتحات لكل مكثف للتوصيل بطائرات الطاقة / الأرض. يؤدي هذا إلى خفض الحث بنسبة 30–50٪ (مقابل فتحة واحدة).
انشر المكثفات لـ ICs متعددة الدبابيس: بالنسبة للرقائق ذات دبابيس الطاقة على جوانب متعددة (على سبيل المثال، BGAs)، ضع المكثفات على كل جانب لضمان توصيل الطاقة بالتساوي.


ج. تجنب أخطاء فك الاقتران الشائعة
عدد قليل جدًا من المكثفات: لا يمكن لمكثف واحد 0.1 µF التعامل مع الضوضاء عالية ومنخفضة التردد.
المكثفات بعيدة جدًا عن ICs: بعد 5 مم، يبطل حث المسار تأثير حجب الضوضاء للمكثف.
أحجام العبوات الخاطئة: استخدم عبوات 0402 أو 0603 للمكثفات عالية التردد - تحتوي العبوات الأكبر حجمًا (على سبيل المثال، 0805) على حث أعلى.


2. تصميم الطائرة: إنشاء مسارات منخفضة المعاوقة
تعد طائرات الطاقة والأرض أفضل طريقة لتقليل معاوقة PDN - فهي توفر مساحة نحاسية كبيرة ومستمرة بأقل مقاومة. اتبع هذه القواعد:

أ. أفضل ممارسات طائرة الطاقة
استخدم طائرات صلبة (بدون قطع): تخلق الفتحات أو القطع "هوائيات فتحات" تشع EMI وتكسر مسارات التيار. قم بتقسيم طائرات الطاقة فقط إذا كنت بحاجة إلى عزل القضبان الصاخبة (على سبيل المثال، قضيب تبديل 12 فولت من قضيب تناظري 3.3 فولت).
طائرات الحجم للتيار: يمكن لطائرة طاقة 50 مم² أن تحمل 5 أمبير (نحاس 2 أونصة، ارتفاع 60 درجة مئوية) - قم بزيادة الحجم للتيارات الأعلى (على سبيل المثال، تحتاج 10 أمبير إلى 100 مم²).
ضع الطائرات بالقرب من الأرض: تخلق طائرات الطاقة / الأرض المجاورة (عازل 0.1 مم) 100–500 بيكوفاراد من السعة، والتي تقوم بتصفية الضوضاء بدون مكونات إضافية.


ب. أفضل ممارسات الطائرة الأرضية
طائرة أرضية صلبة واحدة: بالنسبة لمعظم التصميمات، تكون الطائرة الأرضية الواحدة أفضل من الطائرات المقسمة. إذا كان يجب عليك التقسيم (تناظري / رقمي)، فقم بتوصيل الطائرتين في نقطة واحدة (تأريض النجمة) لتجنب حلقات الأرض.
قم بتغطية اللوحة بأكملها: قم بتوسيع الطائرة الأرضية إلى حواف اللوحة (باستثناء الموصلات) لزيادة الحماية.
الخياطة بالفتحات: استخدم فتحات (0.3 مم–0.5 مم) متباعدة بمقدار 5 مم–10 مم لتوصيل الطائرات الأرضية عبر الطبقات. يضمن هذا إمكانات أرضية متسقة.


يسلط الجدول أدناه الضوء على فوائد تصميم الطائرة:

ممارسة تصميم الطائرة فائدة PDN التأثير الكمي
طائرة أرضية صلبة يقلل المعاوقة، ويقلل EMI انخفاض المعاوقة بنسبة 60٪ مقابل مسارات الأرض
طائرات الطاقة / الأرض المجاورة يضيف سعة طبيعية 100 بيكوفاراد لكل سم² من مساحة الطائرة (عازل 0.1 مم)
خياطة الفتحات (تباعد 5 مم) يحتوي على EMI، ويثبت الأرض انخفاض إشعاع EMI بنسبة 20–40 ديسيبل
لا توجد انقسامات في الطائرة يحافظ على مسارات الإرجاع انخفاض التداخل بنسبة 30 ديسيبل مقابل الطائرات المقسمة


3. تحسين المسار والفتحة: تجنب الاختناقات
حتى مع وجود طائرات رائعة، يمكن أن يؤدي تصميم المسار / الفتحة الرديء إلى إفساد أداء PDN. ركز على هذه المجالات:
أ. تصميم المسار
  حافظ على المسارات قصيرة: تزيد المسارات الطويلة (≥50 مم) من المقاومة والحث - قم بتوجيه مسارات الطاقة مباشرة من الطائرات إلى ICs.
  استخدم مسارات عريضة: لمسارات التيار العالي (على سبيل المثال، منظمات الجهد إلى ICs)، استخدم مسارات بعرض ≥1 مم (نحاس 2 أونصة) لتحمل 2 أمبير + بدون انخفاضات في الجهد.
  تجنب الرؤوس: تعمل رؤوس المسارات غير المستخدمة (≥3 مم) كهوائيات، وتشيع EMI وتتسبب في انعكاسات الإشارة. استخدم توجيه سلسلة ديزي بدلاً من توجيه النجمة لتوصيلات متعددة المكونات.


ب. تصميم الفتحة
  قم بإزالة الرؤوس بالحفر الخلفي: تتسبب رؤوس الفتحات (جزء الفتحة خارج الطبقة المستهدفة) في الرنين بترددات عالية (على سبيل المثال، 10 جيجابت في الثانية). يؤدي الحفر الخلفي إلى إزالة الرأس، مما يلغي هذه المشكلة.
  استخدم فتحات متعددة للتيار العالي: يمكن لفتحة واحدة 0.5 مم أن تحمل ~ 1 أمبير - استخدم 2–3 فتحات لمسارات 2 أمبير–3 أمبير (على سبيل المثال، مكثفات فك الاقتران إلى الطائرات).
  فتحات الحجم للوظيفة: بالنسبة لفتحات الإشارة، استخدم ثقوب 0.3 مم–0.4 مم ؛ بالنسبة لفتحات الطاقة، استخدم ثقوب 0.5 مم–0.8 مم لتقليل المقاومة.


ج. فتحات حرارية
تولد لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة حرارة (على سبيل المثال، 10 واط من وحدة المعالجة المركزية)، مما يزيد من مقاومة المسار ويقلل من أداء PDN. أضف فتحات حرارية:

  تحت المكونات الساخنة: ضع 4–6 فتحات حرارية (ثقوب 0.3 مم) أسفل BGAs أو منظمات الجهد أو مضخمات الطاقة.
  قم بالتوصيل بالطائرات الأرضية: تنقل الفتحات الحرارية الحرارة من المكون إلى الطائرة الأرضية، والتي تعمل كمشتت حرارة.


اعتبارات تصميم PDN المتقدمة
1. أدوات المحاكاة: اختبر قبل البناء
المحاكاة هي أفضل طريقة لاكتشاف عيوب PDN في وقت مبكر - قبل أن تنفق الوقت والمال على النماذج الأولية. استخدم هذه الأدوات لمهام PDN المختلفة:

اسم الأداة القدرات الرئيسية حالة استخدام PDN
Ansys SIwave تحليل معاوقة PDN، مسح EMI، محاكاة حرارية تحقق مما إذا كانت معاوقة PDN تظل<1 أوم ؛ تحديد النقاط الساخنة
Cadence Sigrity استخراج الطفيلية (R / L / C)، رسم خريطة انخفاض الجهد ابحث عن مسارات المقاومة العالية ؛ تحسين موضع المكثف
Mentor Graphics HyperLynx PI تحليل سريع لانخفاض الجهد، فحوصات امتثال DDR4 / PCIe التحقق من صحة PDN للذاكرة عالية السرعة ؛ اكتشاف انخفاضات الجهد> 50 مللي فولت
Altium Designer (تكامل Ansys) تصور تكامل الطاقة DC، تحسين سمك النحاس تصميمات فريق صغير ؛ تحقق من تبديد الطاقة في المسارات


سير عمل المحاكاة لـ PDN
1. ما قبل التخطيط: قم بنمذجة تراص الطبقات ووضع المكثف للتنبؤ بالمعاوقة.
2. ما بعد التخطيط: استخرج القيم الطفيلية (R / L / C) من تخطيط PCB وقم بتشغيل محاكاة انخفاض الجهد.
3. المحاكاة الحرارية: تحقق من النقاط الساخنة (≥85 درجة مئوية) التي يمكن أن تقلل من أداء PDN.
4. محاكاة EMI: تأكد من أن PDN يفي بمعايير EMC (على سبيل المثال، FCC الجزء 15) عن طريق المسح بحثًا عن الانبعاثات المشعة.


دراسة حالة: استخدم فريق PCB في مركز البيانات Ansys SIwave لمحاكاة PDN - وجدوا ذروة معاوقة 2 أوم عند 50 ميجاهرتز، والتي قاموا بإصلاحها عن طريق إضافة مكثفات 0.01 µF. تجنب هذا إعادة تصميم بقيمة 10 آلاف دولار.


2. التحكم في EMI / EMC: حافظ على الضوضاء تحت السيطرة
تعد PDNs عالية السرعة مصادر رئيسية لـ EMI - تولد منظمات التبديل و ICs السريعة ضوضاء يمكن أن تفشل اختبارات EMC. استخدم هذه التقنيات لتقليل EMI:

أ. تحسين تراص الطبقات: يقلل تراص 4 طبقات (الإشارة → الطاقة → الأرض → الإشارة) من الانبعاثات المشعة بمقدار 10–20 ديسيبل مقابل لوحة ثنائية الطبقات.
ب. تقليل مساحات الحلقة: يجب أن تكون حلقة الطاقة (طائرة الطاقة → IC → طائرة الأرض) <1 سم² - الحلقات الأصغر تشع EMI أقل.
ج. تصفية مدخلات الطاقة: أضف خرزات الفريت أو مرشحات LC إلى خطوط الطاقة (على سبيل المثال، مدخلات 12 فولت) لحجب EMI المنقول.
د. قم بحماية المكونات الصاخبة: استخدم دروعًا معدنية حول منظمات التبديل أو رقائق RF لاحتواء EMI.


يوضح الجدول أدناه فعالية تخفيف EMI:

تقنية EMI الوصف الفعالية
طائرات الطاقة / الأرض المجاورة تعمل السعة الطبيعية على تصفية الضوضاء عالية التردد يقلل EMI بمقدار 15–25 ديسيبل
خرزات الفريت على خطوط الطاقة يحجب EMI المنقول (10 ميجاهرتز–1 جيجاهرتز) يخفف الضوضاء بمقدار 20–30 ديسيبل
دروع معدنية حول المنظمات يحتوي على EMI المشع من التبديل يقلل الانبعاثات بمقدار 30–40 ديسيبل
فتحات الخياطة (تباعد 5 مم) يخلق تأثير قفص فاراداي يقلل EMI المشع بمقدار 10–20 ديسيبل


3. الإدارة الحرارية: حماية طول عمر PDN
الحرارة هي أسوأ عدو لـ PDN - كل زيادة في درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية تضاعف معدلات فشل المكونات وتزيد من مقاومة النحاس بنسبة 4٪. استخدم هذه الاستراتيجيات الحرارية:

أ. طبقات نحاسية سميكة: يتمتع النحاس 2 أونصة (مقابل 1 أونصة) بمقاومة أقل بنسبة 50٪ ويبدد الحرارة بشكل أسرع.
ب. فتحات حرارية: كما ذكرنا سابقًا، ضع فتحات أسفل المكونات الساخنة لنقل الحرارة إلى الطائرات الأرضية.
ج. أحواض الحرارة: بالنسبة للمكونات عالية الطاقة (على سبيل المثال، منظمات الجهد 5 واط)، أضف أحواض حرارة مع معجون حراري لخفض درجة حرارة الوصلة.
د. صب النحاس: أضف صب النحاس (متصل بالأرض) بالقرب من المكونات الساخنة لنشر الحرارة.


أخطاء PDN الشائعة التي يجب تجنبها
1. فك الاقتران غير الكافي
الخطأ: استخدام قيمة مكثف واحد (على سبيل المثال، 0.1 µF فقط) أو وضع المكثفات> 5 مم من ICs.
العواقب: تموج الجهد، EMI، وقضبان الطاقة غير المستقرة - مما يؤدي إلى تعطل IC أو فشل اختبارات EMC.
الإصلاح: استخدم مكثفات ذات قيم مختلطة (0.01 µF، 0.1 µF، 10 µF) على بعد 2 مم–5 مم من دبابيس IC ؛ أضف فتحات متوازية.


2. مسارات الإرجاع الضعيفة
الخطأ: توجيه الإشارات فوق انقسامات الطائرة الأرضية أو بالقرب من حواف اللوحة.
العواقب: تؤدي مسارات الإرجاع المكسورة إلى زيادة التداخل و EMI - تصبح الإشارات مشوهة، وتحدث أخطاء في البيانات.
الإصلاح: استخدم طائرة أرضية صلبة ؛ قم بتوجيه الإشارات بين الطائرات الأرضية ؛ أضف فتحات أرضية بالقرب من تغييرات الطبقة.


3. تجاهل التحقق من الصحة
الخطأ: تخطي المحاكاة أو الاختبار المادي (على سبيل المثال، قياسات الجهد باستخدام مقياس الذبذبات).
العواقب: انخفاضات الجهد غير المكتشفة أو النقاط الساخنة - تفشل اللوحات في الميدان أو أثناء الشهادة.
الإصلاح: قم بتشغيل محاكاة ما قبل التخطيط / ما بعد التخطيط ؛ اختبر النماذج الأولية باستخدام مقياس الذبذبات (قياس ضوضاء الجهد) والكاميرا الحرارية (تحقق من النقاط الساخنة).


الأسئلة الشائعة
1. ما هو الهدف الرئيسي لـ PDN في لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة؟
الهدف الأساسي لـ PDN هو توفير طاقة نظيفة ومستقرة (الحد الأدنى من ضوضاء الجهد، وعدم وجود انخفاضات) لكل مكون - حتى عندما ترتفع متطلبات التيار (على سبيل المثال، أثناء تبديل IC). يضمن هذا سلامة الإشارة ويمنع فشل النظام.


2. كيف أختار مكثفات فك الاقتران للوحة PCB بسرعة 10 جيجابت في الثانية؟
استخدم مزيجًا من:

 أ. 0.01 µF (عالي التردد، ≤2 مم من دبابيس IC) لحجب ضوضاء 10–100 ميجاهرتز.
 ب. 0.1 µF (متوسط التردد، 2–5 مم من ICs) لضوضاء 1–10 ميجاهرتز.
 ج. 10 µF (مجمعة، بالقرب من مدخلات الطاقة) لضوضاء 1 كيلو هرتز–1 ميجاهرتز.
اختر عبوات 0402 للمكثفات عالية التردد لتقليل الحث.


3. لماذا تعتبر الطائرة الأرضية الصلبة أفضل من مسارات الأرض؟
تتمتع الطائرة الأرضية الصلبة بمقاومة وحث أقل بعشر مرات من مسارات الأرض. يوفر مسار إرجاع مستمر للإشارات، ويقلل التداخل بمقدار 30 ديسيبل، ويعمل كمشتت حرارة - وهو أمر بالغ الأهمية للوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة.


4. كيف يمكنني اختبار PDN الخاص بي بعد بناء نموذج أولي؟
قياس ضوضاء الجهد: استخدم مقياس الذبذبات للتحقق من تموج الجهد على قضبان الطاقة (الهدف هو <50 مللي فولت من الذروة إلى الذروة).
الاختبار الحراري: استخدم كاميرا حرارية لتحديد النقاط الساخنة (حافظ على درجات الحرارة <85 درجة مئوية).
اختبار EMI: استخدم ماسح EMI لضمان الامتثال لمعايير FCC / CE.


5. ماذا يحدث إذا كانت معاوقة PDN مرتفعة جدًا (> 1 أوم)؟
تتسبب المعاوقة العالية في ضوضاء الجهد (V = I×Z) - على سبيل المثال، يتسبب طلب التيار 1 أمبير مع معاوقة 2 أوم في ضوضاء 2 فولت. هذا يعطل المكونات الحساسة (على سبيل المثال، رقائق RF)، مما يؤدي إلى أخطاء في الإشارة أو تعطل النظام.


الخلاصة
PDN الموثوقة ليست فكرة لاحقة - إنها جزء أساسي من تصميم لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة. من خلال التركيز على ثلاثة مجالات أساسية - فك الاقتران، وتصميم الطائرات، وتحسين المسار / الفتحة - يمكنك بناء PDN يوفر طاقة نظيفة، ويقلل من EMI، ويضمن الموثوقية على المدى الطويل. المحاكاة المبكرة (باستخدام أدوات مثل Ansys SIwave) والاختبار المادي أمران لا يمكن التفاوض عليهما - إنهما يكتشفان العيوب قبل أن تصبح عمليات إعادة تصميم مكلفة.


تذكر: تحقق أفضل PDNs التوازن بين الأداء والعملية. لست بحاجة إلى الإفراط في الهندسة (على سبيل المثال، 10 طبقات للوحة مستشعر بسيطة)، ولكن لا يمكنك اختصار الزوايا (على سبيل المثال، تخطي مكثفات فك الاقتران). بالنسبة للتصميمات عالية السرعة (10 جيجابت في الثانية +)، أعط الأولوية لطائرات الطاقة / الأرض المجاورة، وفك الاقتران المختلط، والإدارة الحرارية - ستؤدي هذه الخيارات إلى تحقيق أداء لوحة PCB أو كسره.


مع تزايد سرعة الإلكترونيات وصغر حجمها، سيزداد تصميم PDN أهمية. من خلال إتقان النصائح الواردة في هذا الدليل، ستتمكن من إنشاء لوحات الدوائر المطبوعة التي تتعامل مع متطلبات تقنية 5G والذكاء الاصطناعي والسيارات - مع تجنب المزالق الشائعة التي تبتلي التصميمات الأقل تعمدًا.

أرسل استفسارك مباشرة إلينا

سياسة الخصوصية الصين جودة جيدة HDI ثنائي الفينيل متعدد الكلور المجلس المورد. حقوق الطبع والنشر © 2024-2025 LT CIRCUIT CO.,LTD. . كل الحقوق محفوظة.