最佳实践和约束管理工具速度射频设计的物联网

到达Zima吉姆·马顿斯和大卫大门

物联网的需求增加了良好的射频(RF)从电源设计实践,墙上的插座电源,所有的天线。与多个物联网标准工作今天,约束管理已成为确保设计满足产品性能和可靠性的关键。

即使是最简单的物联网设计,也可以受益于约束管理。射频约束管理帮助电路板设计师和工程师了解和满足新的挑战和需求,比如如何遵守监管认证以及如何避免忽略的东西在合规测试时可能导致失败的测试。

随着用户长时间导师的垫射频布局工具、射频实验室,Inc .最近增加了垫专业创造平台工具包。

一个单一的综合约束管理环境确保设计意图。综合物理和基于时间的约束,垫的专业装备PCB工程师和设计师correct-by-construction功能,帮助您实现更大的创新,消除昂贵的re-spins和更快地向市场推出产品。

在本文中,我们将描述如何最佳实践结合射频约束管理和布局技术帮助我们减少设计迭代和加快设计时射频多氯联苯的物联网,以及其他应用程序。

一个周密和执行射频布局包括故意和自觉努力约束所有的设计作品是没有缺陷,严格遵守高频设计规则。简而言之,通过系统地限制设计范围在我们开始之前,约束使其更有可能,我们将产生一个成功的布局对于一个给定的设计。换句话说,约束指导布局的设计和实现对满足物联网标准和设计要求。

图1:约束管理器屏幕。

良好的PCB设计实践减少对输电线路的潜在不良影响和由此产生的电磁干扰问题。你需要做的第一件事就是问一系列问题,将帮助您了解和使用约束管理器实现约束作业之前。

• 最高的频率和系统中最快的时间是什么?
• 电是什么规格的输入和输出同步和来源?
• 有敏感的信号途径的例子,阻抗控制,传播延迟的痕迹,还是clock-distribution巴士?
• 有微带,解决一个问题或者你需要使用一条线,把它埋?
• 有多少种不同的供应电压存在吗?和那些供应电压可以放在不同的组吗?
• 每个电源电压是否需要自己的权力飞机或有可能分裂?

所有这些问题的回答,你现在已经准备好开始使用垫专业来分配和管理约束。

最重要的一个方面影响布局是每个功能块的位置。垫专业容易处理分组类似的网,也有类似的参数,如速度、飞行时间和所有其他的物品在前一节中。

一旦您已经创建了一个系统图的官能团(发射机,接收机路径,模拟信号、数字信号,等等),分配约束要容易得多。

当分配的约束条件,寻找的第一件事是两个或两个以上独立的官能团之间的互联,这些可能导致串扰问题。为了避免串扰,你需要了解关于最小宽度的PCB制造商的规范分离,两层之间的最小距离,通过最低钻要求。最后,它可能看起来很明显,但是不要忘记确保你对你的设计和选择是允许其目标价格,更不用说你的董事会房子是否能完成机械的需求。

什么是最好的方式来理解和解决这些问题呢?一个很好的起点是董事会分层盘旋飞行。董事会分层盘旋飞行编辑是非常有用的在帮助您配置最优分层盘旋飞行。这是特别有益的,因为没有硬性的规则应该使用多少层和董事会分层盘旋飞行应该如何。一个完整的地平面在高速设计是至关重要的。一个完整的权力飞机也是推荐的。虽然最好的解决方案是为每个电压有自己的层和自己的地平面,这不是可行的和负担得起的,会导致一个巨大的层数,所以这不是一个选择。射频集成电路见图2中有四个层次:初级(上)层,铜平面层,地平面层和底层。

图2:垫专业分层盘旋飞行编辑器。

你至少需要两层在使用微带痕迹:电源平面和地平面。微带痕迹用于敏感信号,完成电力平面尽可能接近地平面。这是可能的创造能力与他们之间的耦合高频低阻抗。这减少了数量的阻抗小去耦电容器电源插脚处的设备。越接近飞机,阻抗越少。

之间放置去耦电容的功率销和地面销设备确保较低的交流阻抗,以减少噪音和储存能量。达到低阻抗频率范围宽,使用几个电容。这就是为什么真正的电容器表现得像一个谐振电路,组成的电容和寄生电感和电阻。因此射频物联网设计通常有两个或多个电容并联消除高频噪声问题。

通过在大多数路由布局至关重要,但是你必须使用它们时要小心。通过添加额外的电感和电容,会发生反射特性阻抗的变化。也因此,通过增加长度跟踪。垫专业处理通过约束经理很有帮助。通过分配设置允许您通过将简单地选择和分配一个适合一个特定的射频跟踪,包括盲目和埋通过董事会从一层到另一个地方。

重要的是要记住,直角的跟踪会导致更高的辐射。电容增加在该地区的角落和特性阻抗的变化。这个阻抗引起反射,所以你想避免直角弯曲的痕迹。尝试路线至少有45度角,以减少任何阻抗变化。更好的是,使用弧路线,这是一个许多RF-centric布局特性的垫专业。

你也会想要独立的高速信号从低速信号从模拟信号和数字信号。做到这一点的方法之一是通过路由等痕迹在90度,在不同的层,而不是并行,可以最小化相声做同样的。同时,避免通过微分痕迹。如果这是不可能的,以避免它们,然后使用通过在两个痕迹或弥补延迟的痕迹。

最后,时钟分布网络应该有最小的延迟。最重要的是你想避免分支减少反射。使用一个时钟驱动程序分配信号在每个设备和密切关注适当的终止。

良好的射频布局实践理解为物联网设计射频设计至关重要。最佳实践结合射频约束管理和布局技术使用垫专业已经被证明是成功的秘诀RF射频实验室布局,公司。

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到达Zima大卫大门是总统和主要射频/微波射频实验室,设计工程师到达Zima Inc .大门的技术背景涉及了许多领域,包括射频和微波硬件设计、天线设计、法规遵从性/ EMI,磁场后向散射,生物医学遥测、嵌入式软件和无线合同制造。Zima BSEE, CCEMTP,持有一个FCC与雷达通用无线电话运营商授权认可。