Blog de PCB - Análisis de la integridad de la señal en el diseño de circuitos impresos

Ultra velocidad en flex y Flex rígido circuit Board A medida que estos circuitos se utilizan cada vez más en productos electrónicos, es inevitable. Estos sistemas también necesitan aislar el plano de puesta a tierra y separar la radiofrecuencia y la referencia digital para el Protocolo inalámbrico.Alta velocidad y alta frecuencia pueden causar problemas de integridad de la señal, Muchos de ellos están relacionados con la posición y geometría del plano medio del suelo PCB Board.Un método común para proporcionar una referencia uniforme de v en placas flexibles y rígidas es el uso de líneas sombreadas o planos de tierra de malla en bandas flexibles. Esto proporciona un gran conductor que todavía puede proporcionar blindaje en una amplia gama de frecuencias, Al mismo tiempo, se permite que las bandas flexibles se curven y plieguen sin demasiada rigidez.. Sin embargo,El problema de la integridad de la señal se plantea en dos aspectos: garantizar una Impedancia de trayectoria uniforme, Blindaje y aislamiento, Y prevenir el efecto de tejido de fibra en la estructura de escotilla.

Diseño del plan de cuadrícula

Básicamente, el patrón de relleno funciona de la misma manera que cualquier otro plano horizontal. Está diseñado para proporcionar una referencia consistente para que el rastro pueda ser diseñado para tener la impedancia deseada. Cualquier geometría común de la línea de transmisión (MICROSTRIP, Band a o guía de onda) se puede colocar en una placa de PCB rígida, flexible o flexible con un plano de tierra de malla. La colocación de una zona sombreada de cobre en la capa superficial de la banda flexible proporciona casi el mismo efecto que el cobre sólido a baja frecuencia. Configuración común de la línea de banda y el cableado MICROSTRIP en una banda flexible con un plano de puesta a tierra de malla. Este tipo de malla se puede utilizar en placas rígidas, pero nunca he visto ni pedido al cliente. Por el contrario, los patrones de cuadrícula se utilizan en flexo / rígido para equilibrar los requisitos de control de impedancia y los requisitos razonables de cinta flexible.

Control de impedancia

Una opción para el uso de pares de un solo extremo o diferencial es colocar cobre sólido en una capa plana justo debajo de la traza y colocar la cuadrícula en otra parte del circuito. Si el cableado se vuelve muy denso, es necesario utilizar la cuadrícula en todas partes. Si decide utilizar la cuadrícula, tendrá mayor flexibilidad, pero el aislamiento de blindaje será menor y las condiciones de control de impedancia cambiarán. La estructura del plano de malla tiene dos parámetros geométricos: L y W. Estos dos parámetros pueden combinarse como factor de relleno o como parte del área de malla cubierta de cobre. Cambiar estos parámetros tiene el efecto de que si los otros parámetros permanecen inalterados, la apertura del área de malla (aumentando la apertura de la malla aumentando l) aumenta la impedancia. Esto también hace que la cinta sea más fácil de doblar (con menos fuerza). El aumento de W mientras se mantienen constantes otros parámetros cerrará el área de cuadrícula, aumentando así la impedancia. Esto también hace que el patrón de cinta sea más difícil de doblar (usando más fuerza). Otros parámetros que controlan la impedancia geométrica estándar tienen el mismo efecto cuando se utiliza el plano de tierra de malla. Una vez que llegue a la alta frecuencia, activará el modo no electromagnético alrededor de la línea de transmisión, e incluso puede ver un efecto similar al tejido de fibra.

¿Hay algún efecto de tejido de fibra en la cinta Flex?

Esto es lo que hace interesante el plano de tierra de malla en el PCB,ya que los patrones de malla pueden comenzar a parecerse a los patrones de tejido de vidrio utilizados en fr4 y otros laminados. Por lo tanto,ahora estamos de vuelta en una situación en la que tenemos que preocuparnos por el efecto de tejer fibras en un sustrato generalmente suave y relativamente uniforme. Estos efectos ocurren cuando el ancho de banda de la señal de viaje se superpone con una o más resonancias en la cuadrícula.Para l = 60 mils en poliimida,la resonancia de orden será de 50 GHz. Cuando la señal digital se propaga a lo largo de la trayectoria del plano de puesta a tierra de la rejilla, tanto en el PCB rígido como en el PCB flexible,estas estructuras de escotilla producirán una fuerte radiación.A medida que más aplicaciones FLEX se abren con mayor frecuencia, por alguna razón espero que esto sea peor en la cinta Flex con un plano de tierra de malla.

Resonancia de alta q

Al igual que en los sustratos tradicionales de vidrio trenzado,las rejillas forman una estructura de cavidad que soporta la resonancia cuando se excita a frecuencias específicas.Debido a la Alta conductividad de la pared de la cavidad (cobre), estos resonadores en el plano de tierra de la rejilla tendrán un valor q muy alto. Por lo tanto, habrá una menor pérdida y una mayor resonancia q.Esto conduce a un aumento de la pérdida de potencia de transmisión y vibración de la cavidad.

Malla abierta de bajo aislamiento

El plano de puesta a tierra de malla generalmente garantiza que cualquier radiación EMI de la cavidad trenzada de fibra óptica se emita a lo largo del borde de la placa de circuito.Porque la rejilla tiene una cavidad abierta,Hay menos aislamiento aquí.Y también puede irradiar a lo largo de la superficie de la banda flexible.Esto tiene el efecto opuesto: las trayectorias son más fáciles de irradiar,También es más vulnerable al IME externo.Para resolver estos problemas, Usar mallas más estrechas,Al igual que el uso de tejido de vidrio más apretado para prevenir el efecto de tejido de fibra.Flexibilidad y rigidez PCB Board Seguirá siendo PCB Board Espacio y ser más avanzado mediante la actualización de las capacidades de fabricación.