Technique RF - Conception de circuits PCB haute fréquence pour questions fréquemment posées

Avec le développement rapide de la technologie électronique et l'application généralisée de la technologie de communication sans fil dans divers domaines, la haute fréquence, la haute vitesse et la haute densité deviennent progressivement l'une des tendances de développement importantes des produits électroniques modernes. Haute fréquence, la transmission de signal numérisée à grande vitesse force PCB à microporeux et enterrés / trous borgnes, conducteurs fins, couche de support uniformément mince, haute fréquence, haute densité multicouche PCB conception technique pour devenir un domaine de recherche important. Combiné avec des années d'expérience dans la conception de matériel, quelques conseils de conception et des considérations pour les PCB haute fréquence sont résumés pour référence à tous.

1. Comment choisir une carte PCB?

Le choix d'une carte PCB doit trouver un équilibre entre la satisfaction des exigences de conception, la production de masse et les coûts. Les exigences de conception comprennent les composants électriques et mécaniques. Ce problème de matériau est souvent important lors de la conception de cartes PCB à très haute vitesse (fréquences supérieures à GHz). Par example, le matériau fr - 4 couramment utilisé à l'heure actuelle, dans lequel les pertes diélectriques (pertes diélectriques) à des fréquences de quelques GHz peuvent avoir un impact important sur l'atténuation du signal, peut ne pas convenir. À des fins électriques, faites attention à la constante diélectrique, les pertes diélectriques à la fréquence de conception sont appropriées.

2. Comment éviter les interférences à haute fréquence?

L'idée de base pour éviter les interférences à haute fréquence est de minimiser les interférences du champ électromagnétique du signal à haute fréquence, c'est - à - dire la diaphonie. Ils peuvent être utilisés pour allonger la distance entre un signal à grande vitesse et un signal analogique, ou pour ajouter des traces de protection / shunt à la terre au - delà du signal analogique. Notez également les interférences de bruit de la mise à la terre numérique sur la mise à la terre analogique.

3. Comment résoudre les problèmes d'intégrité du signal dans la conception à grande vitesse?

L'intégrité du signal est une question d'adaptation d'impédance. Les facteurs qui influent sur l'adaptation d'impédance comprennent la structure de la source du signal et l'impédance de sortie, l'impédance caractéristique du câble, les caractéristiques du côté de la charge et la topologie du câble. La solution consiste à terminer et à ajuster la topologie du routage.

4. Comment le câblage différentiel est - il réalisé?

Les lignes de distribution différentielle ont deux points à noter, l'un est que la longueur des deux lignes doit être aussi longue que possible, et l'autre est que la distance entre les deux lignes (déterminée par l'impédance différentielle) doit toujours rester la même, c'est - à - dire rester parallèle. Il y a deux façons d'être parallèle: l'une consiste à faire défiler deux lignes côte à côte sur la même couche et l'autre consiste à faire défiler deux lignes de dessous sous deux couches adjacentes. Les premiers sont plus fréquents côte à côte (côte à côte, côte à côte).

5, pour la sortie d'une seule ligne de signal d'horloge, comment réaliser la ligne de distribution différentielle?

L'utilisation de lignes de distribution différentielle n'a de sens que si la source et le récepteur sont tous deux des signaux différentiels. Il n'est donc pas possible d'utiliser une ligne de distribution différentielle pour un signal d'horloge à une seule sortie.

6. Est - il possible d'ajouter une résistance d'adaptation entre les paires de lignes différentielles à la réception?

La résistance d'adaptation entre les paires de lignes différentielles en réception est généralement Additive et doit être égale à la valeur de l'impédance différentielle. Vous obtiendrez une meilleure qualité de signal.

7. Pourquoi le câblage de la paire différentielle devrait - il être serré et parallèle?

Le câblage de la paire différentielle doit être correctement fermé et parallèle. La proximité appropriée est due au fait que la distance affecte la valeur de l'impédance différentielle, qui est un paramètre important dans la conception de différentes paires. Une mise en parallèle est également nécessaire pour maintenir la cohérence de l'impédance différentielle. Si les deux lignes sont plus proches ou plus éloignées, l'impédance différentielle n'est pas cohérente, ce qui affecte l'intégrité du signal et le retard de synchronisation.

8. Comment gérer certains conflits théoriques dans le câblage réel?

La séparation modulaire / numérique est correcte. Il faut veiller à ce que le routage du signal ne traverse pas le moat autant que possible et ne laisse pas le chemin de retour du courant d'alimentation et du signal devenir trop grand.

Un oscillateur à cristal est un circuit oscillant analogique à rétroaction positive. Pour obtenir un signal oscillant stable, il doit répondre aux spécifications de gain et de phase de la boucle. Cependant, la spécification d'oscillation d'un tel signal analogique est sujette à des interférences et peut ne pas isoler complètement les interférences, même si des traces de protection de la terre sont ajoutées. Et trop loin, le bruit dans le plan du sol peut également affecter le circuit oscillant à rétroaction positive. Assurez - vous donc de garder la distance entre l'oscillateur à cristal et la puce aussi proche que possible.

Il existe en effet de nombreux conflits entre le câblage haute vitesse et les exigences EMI. Mais le principe de base est que certaines caractéristiques électriques du signal ne peuvent pas être rendues non conformes aux spécifications en raison de l'augmentation de la capacité résistive ou des billes magnétiques de ferrite par EMI. Il est donc préférable de résoudre ou de réduire les problèmes d'EMI en disposant des techniques de câblage et de superposition de PCB, telles que la superposition de signaux à grande vitesse. Enfin, des capacités résistives ou des billes magnétiques en Ferrite sont utilisées pour réduire les dommages au signal.

9, comment résoudre la contradiction entre le câblage Manuel du signal à grande vitesse et le câblage automatique?

Les câbleurs automatiques de la plupart des logiciels de câblage puissants d'aujourd'hui définissent des conditions restrictives pour contrôler le nombre de modes d'enroulement et de trous. Les entreprises EDA ont parfois des capacités de moteur de bobinage et des projets de fixation de contraintes très différents. Par exemple, s'il y a suffisamment de contraintes pour contrôler la façon dont serpentine, si l'espacement des paires différentielles peut être contrôlé, etc. cela affectera si la façon dont le câblage automatique est conforme à l'idée du concepteur. De plus, la difficulté de régler manuellement le câblage est liée à la capacité de la bobineuse. Par exemple, la capacité de poussée d'un fil, la capacité de poussée d'un trou, ou même la capacité d'un fil à pousser le cuivre, etc. par conséquent, le choix d'une puissante capacité de moteur de câblage est la solution.

10. Échantillons d'essai.

Les plaques d'essai sont utilisées pour mesurer si l'impédance caractéristique des PCB fabriqués est conforme aux exigences de conception à l'aide d'un réflectomètre dans le domaine temporel (TDR). L'impédance de contrôle générale a une seule ligne et deux cas de différence. Par conséquent, la largeur et l'espacement des lignes (avec paires différentielles) sur l'échantillon doivent être les mêmes que les lignes à contrôler. Le plus important est l'emplacement du lieu de prise au moment de la mesure. Pour réduire l'inductance de la ligne de masse, la position de masse de la sonde TDR est généralement très proche de la pointe de la sonde du signal de mesure. Par conséquent, la distance entre le point de signal mesuré sur l'échantillon et le point de mise à la terre doit coïncider avec le palpeur utilisé.

11. Pouvons - nous utiliser le modèle de ligne microruban pour calculer l'impédance caractéristique de la ligne de signal au - dessus du plan de puissance? Est - il possible d'utiliser un modèle à ruban pour calculer le signal entre l'alimentation et le plan de masse?

Oui, tant le plan d'alimentation que le plan de masse doivent être considérés comme des plans de référence lors du calcul de l'impédance caractéristique. Par exemple, une plaque à quatre couches: couche supérieure - couche motrice - couche stratigraphique - couche inférieure. A ce stade, le modèle de l'impédance caractéristique de routage de couche supérieure est un modèle de ligne microruban avec le plan de puissance comme plan de référence.

12. Dans la conception de PCB à grande vitesse, la zone vide de la couche de signal peut

En général