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Programa para diseñar pcbs

Postea aqui los temas generales relacionados con la electronica

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Programa para diseñar pcbs

Mensaje por JMN » Sab Oct 26, 2013 6:20 pm

Hola,

tengo que añadir un hub usb 2.0 en una placa que ando haciendo, según las especificaciones del fabricante del IC del hub la impedancia de las pista del usb han de ser de 90 ohmios, algún programa de diseño de circuitos que te diga cuál es la impedancia de la pista que ruteas?

Altium? nunca lo he usado, ya que en baja frecuencia nunca he tenido la necesidad de tener en cuenta la impedancia, longitud eléctrica, etc.. Según tengo entendido el precio de la licencia del Altium está sobre los 5500 euros, y vale ya para siempre? y tiene versión de prueba gratuita de un mes que hay que solicitar que manden por correo desde el distribuidor español.

Gracias.

S2



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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por JMN » Sab Oct 26, 2013 6:44 pm

Un programa que acabo de encontrar y tiene buena pinta para el diseño de pcbs: http://www.saturnpcb.com/pcb_toolkit.htm" onclick="window.open(this.href);return false;

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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por Ranganok » Sab Oct 26, 2013 6:53 pm

Mi experiencia con el Altium es que no lo tiene bien resuelto (sólo para microstrip y stripline).

Yo generalmente utilizo el Qucs ( http://qucs.sourceforge.net/" onclick="window.open(this.href);return false; ) para calcular las medidas de la pista (dimesiones, clearance, etc) y luego lo paso como rules en el Altium o el programa que utilices.

Existe otro programa que sirve para el cálculo de esto (muy completo) pero no me acuerdo como se llama, y la licencia era también unos 2000 ó 3000€

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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por JMN » Sab Oct 26, 2013 7:13 pm

Gracias voy a ver y leer sobre el tema de las impedancias de las pistas en algún libro, otro enlace que puede ser de utilidad: http://www.eeweb.com/toolbox/microstrip-impedance/" onclick="window.open(this.href);return false;

Me dejo esta nota aquí:
6. What characteristic impedances should I design for in laying out my USB device's traces?

A: 30 ohms to ground, 90 ohms differential between the USB data lines. Be aware that many differential impedance formulas don't take into account the presence of a plane next to the data lines and tend to overestimate the reduction in single-ended impedance due to coupling between the two lines. For typical buried microstrips on spacings FR4 stackups the USB traces should be somewhere around 11 or 12mils wide with roughly a 33mil edge to edge spacing (45mils center to center). This is far enough apart that there's almost no coupling between the lines---the single-ended impedance is around 1.5O lower than what a single trace's impedance would be.

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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por Ranganok » Sab Oct 26, 2013 9:22 pm

Intel tiene una nota de aplicación: High Speed USB Platform Design Guidelines ( http://www.usb.org/developers/docs/hs_usb_pdg_r1_0.pdf" onclick="window.open(this.href);return false; ), que habla de todo esto, ellos recomiendan:
Four-layer Stack-Up
1. Signal 1 (top)
2. VCC
3. GND
4. Signal 2 (bottom, best layer for USB2)
The high speed USB validation motherboard used 7.5-mil traces with 7.5-mil spacing between differential
pairs to obtain 90R differential impedance. The specific board stackup used is as follows:
· 1 ounce copper
· prepreg @ 4.5 mils
· core @ 53 mils
· board thickness @ 63 mils
· E_r @ 4.5
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PD: El programa que te decía es el Polar Instruments SI8000 ( http://www.polarinstruments.com/pdf/bro ... _print.pdf" onclick="window.open(this.href);return false; )
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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por JMN » Dom Oct 27, 2013 12:28 am

Gracias, esa no la he visto, voy a guardarla.

Ésta es para un pcb de dos caras, que es mi idea inicial, el de 4 capas sube bastante el coste: http://www.smsc.com/Downloads/SMSC/Down ... an1517.pdf" onclick="window.open(this.href);return false;

Voy a estudiar sobre el tema, que es lo primero que tengo que hacer ya que es algo que nunca he hecho y tengo un montón de conectores USB (unas pocas decenas x_x), todavía no sé si me interesa complicarme con estas cosas y hacer la placa, aunque si la hago estará bien para aprender.

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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por beamspot » Lun Oct 28, 2013 5:24 pm

No recomiendo USB 2.0 (a 480Mbps) en una PCB a dos caras. Como mínimo 4 caras, a no ser que uno baje a 12Mbsps. Pero cuidado con lo que enchufes, que me he llevado muchas sopresas desagradables.

Respecto de las referencias, 7.5mils no te lo hacen con facilidad en España, a no ser que paques un pico, y a 6 caras si quieres este empilado. Yo no me acuerdo que programa usé, aunque creo que era el Saturn que es el que últimamente vengo usando, pistas diferenciales internas en un 4 caras, tuneadas en longitud, para un USB a 480Mbps, claro.

Uso Altium, que una vez defines las rules, va fantástico para las líneas diferenciales, que se tiran de una sola tacada.

Por cierto, SIEMPRE plano de masa. En una PCB, lo más importante es la impedancia de las pistas al plano de masa, siendo secundario el acople entre dos pistas adyacentes. Eso hace que una PCB no tenga tanta necesidad de hacer un buen rutado en el par como un buen rutado respecto del plano de masa, como si fuesen dos pistas 'single ended', ya que el acople entre pistas es relativamente malo (no se porqué). Así pues, prioriza la impedancia entre pistas y masa a los 45 ohmios (incluso a 50), y no te fijes tanto entre las dos pistas. Ojo, para dos caras, igual te conviene usar PCB's de 0.8 o 0.5 de espesor, ya que si no te saldrán pares muy separados. Otra vez más, recomiendo los cuatro caras, con empilado sobradamente reconocido y fijo, que es la base, plano de masa generoso, vias alrededor del par diferencial, con mucha masa entre medias, respecto de otras partes del circuito, tuneado de longitud, vias las menos, a ser posible ningún cambio de plano de referencia, etc.

El tema suele ser más peliagudo de lo que parece, especialmente con el maldito USB, gracias a los múltiples estándares. Así pues, piensa que en realidad pones todo de 480Mbps siempre. Desde mi experiencia en el mundo industrial, huye siempre que puedas del USB.
Beamspot.

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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por JMN » Mar Oct 29, 2013 12:19 am

Lo de pedir pcbs de 4 capas sale bastante caro para prototipar, Itead el chino que hace los pcbs a buenos precios tiene 6 mils (0.15 mm) de mínimo, aunque recomiendan 8. No sé voy a probar a hacer un hub sencillito de 4 usb primero como en el último enlace que puśe a dos caras, en donde dice:
Single ended impedance is not as critical as the differential impedance. A range from 45 to 80 Ω is acceptable
A ver qué sale, pero de momento estoy leyendo sobre el tema, que falta me hace.

Gracias.

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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por Ranganok » Mié Oct 30, 2013 10:30 am

Si te interesa mucho el tema hay un libro (a 150$):

Transmission Line Design Handbook (Brian c. Wadell)

Que tiene todas las fórmulas para cada caso (es más barato que el software).

S2

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Re: Programa para diseñar pcbs

Mensaje por JMN » Vie Nov 01, 2013 10:17 pm

Gracias, mirando el índice el libro tiene buena pinta, de momento no lo voy a coger aunque me lo dejo en la lista de compra de amazon y miraré si está por internet para echarle un vistazo (ya que no es barato), de momento tengo otros que tocan un poco el tema y ando mirando.

S2

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