Signalintegrität

Wir unterstützen Sie gerne bei Ihrem nächsten Design bzgl. der Signalintegrität bereits vor dem Layout sowie bei Klärungen von Fragen im Laufe oder nach Erstellen des Layouts.

Überblick

Bei modernen Designs mit sehr schnellen Signalen wird die Signalintegrität für eine zuverlässige Funktion immer wichtiger. Übersprechen, Fehlanpassung, Diskontinuitäten im Signalweg und Dispersion beeinflussen die Signalintegrität umso mehr, je höher die Arbeitsfrequenzen sind.

Felicitas Customized Engineering unterstützt bei solchen schwierigen Aufgaben in allen Phasen des Designs. Wir analysieren Ihre Anforderungen und erarbeiten Vorschläge für die Platzierung der Bauteile, die Auswahl des Leiterplattenmaterials, für Layoutrichtlinien und andere Konzeptentscheidungen. Genauso können wir einen Teil des Designs in Ihrem Auftrag durchführen oder auch nur die Ursachen eines möglichen Problems analysieren und beseitigen.

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Anwendungen

Es gibt viele unterschiedliche digitale Technologien, welche die sorgfältige Behandlung der Signale hinsichtlich ihrer Integrität erfordern. Beispiele sind:

  • DDRAMs
  • PCI Express
  • Backplanes schneller Systeme
  • FPGAs

Auf der anderen Seite erfordern moderne drahtlose Funktechnikenden den gleichen sorgfältigen Umgang mit den Signalen, wie z.B.:

  • Wi-Fi
  • ZigBee
  • Bluetooth
  • LTE

Details

Designaspekte

Damit ein Design erfolgreich wird, ist es notwendig, viele verschiedene Aspekte zu berücksichtigen. Einige davon sind:

Leiterplattenmaterial

Es gibt Leiterplattenmaterialien, die für höchste Frequenzen – bis zu 100 GHz und darüber – geeignet sind. Aber diese Materialien sind sehr teuer und oft sehr schwierig zu verarbeiten. In den meisten Fällen kann eine sorgfältig entwickelte Leiterplatte aus einem guten FR-4 Material verwendet werden.

Transmissionsleitungen

Einfache Streifenleiter (homogene Leiterbahnen über einer Massefläche) sind einfach zu implementieren, haben aber einige Nachteile (Verluste, Dispersion, Abstrahlung). Natürlich ist es möglich, bessere Transmissionsleitungen zu verwenden. Allerdings wird dafür mehr Platz benötigt oder mehrere Lagen und zusätzliche Durchkontaktierungen. All das wirkt den möglichen Vorteilen entgegen.

Durchkontaktierungen

Durchkontaktierungen stellen Diskontinuität im Signalweg dar, und sind deshalb immer Ursache von Reflexionen. Wir können den Einfluss von Durchkontaktierungen und anderen Diskontinuitäten mit Hilfe unseres 3D Feldsimulators Felicitas FieldSover 3D berechnen und die Geometrien entsprechend optimieren.

Stecker und Sockel

Stecker und Sockel haben oft großen Einfluss auf das Design. Nicht nur der Typ des Steckers oder Sockels ist wichtig, entscheidend ist auch die Art der Signalführung und die Ausgestaltung der Pads. Wir können das Verhalten von Sockeln und Steckern basierend auf den Modellen der Hersteller simulieren. Falls diese nicht zugänglich sind, können wir mit Hilfe unseres Felicitas FieldSolver 3D die fehlenden Modelldaten aus den mechanischen Abmessungen berechnen.

Terminierung / Impedanzanpassung

In digitalen Designs sind Abschlussnetzwerke oft nicht notwendig , da sie schon in den integrierten Schaltungen enthalten sind. Trotzdem ist eine Simulation notwendig, u. a. damit die richtige Konfiguration ausgewählt werden kann. Bei drahtloser Kommunikation und Antennen kann die Anpassung kompliziert sein, besonders bei größeren Bandbreiten oder auch bei Abdeckung mehrere Frequenzzonen.