L'actualité PCB - Bon sens du câblage PCB haute fréquence (4)

Bon sens du câblage PCB haute fréquence (4)

1. Par quoi la carte debug devrait - elle commencer?

En ce qui concerne les circuits numériques, la première étape consiste à déterminer trois tâches dans l'ordre: 1. Confirmez que toutes les valeurs de puissance ont atteint les exigences de planification. Certains systèmes avec plusieurs Alimentations peuvent nécessiter certains critères de séquence et de vitesse des alimentations. 2.confirmez que toutes les fréquences du signal d'horloge fonctionnent correctement et qu'il n'y a pas de problème non monotone sur le bord du signal. 3. Confirmez si le signal de Réinitialisation répond aux exigences standard. Si tout cela est normal, la puce devrait annoncer le premier signal de cycle (période). Ensuite, la mise en service est effectuée selon le principe de fonctionnement du système et le Protocole de bus.

2. Lorsque la taille de la carte est fixe, si la planification doit accueillir plus de fonctions, il est généralement nécessaire d'augmenter la densité des traces de PCB, mais cela peut entraîner une augmentation de l'interférence des traces et des traces augmentent également l'impédance. Vous ne pouvez pas laisser tomber, demandez à un expert de vous présenter des conseils sur la planification de PCB haute densité à haute vitesse (> 100MHz)?

La diaphonie (interférence diaphonique) nécessite une attention particulière lors de la planification de circuits imprimés haute vitesse et haute densité, car elle a un impact important sur la synchronisation et l'intégrité du signal. Voici quelques endroits à surveiller:

Contrôle la connexion et l'adaptation de l'impédance caractéristique de la trace.

Suivez la taille de l'intervalle. On voit généralement que l'intervalle est le double de la largeur de la ligne. L'impact de l'espacement des traces sur la synchronisation et l'intégrité du signal peut être compris par simulation et l'espacement minimum tolérable peut être trouvé. Les résultats peuvent être différents pour différents signaux de puce.

Choisissez la méthode de résiliation appropriée.

Même s'il y a un câblage empilé de haut en bas, il faut éviter que les deux couches adjacentes soient câblées dans le même sens, car cette diaphonie est plus grande que celle des câblages adjacents sur la même couche.

Utilisez des trous borgnes / sur - trous enterrés pour augmenter la zone de trace. Cependant, le coût de production des cartes PCB augmentera. Il est en effet difficile d'atteindre un parallélisme et une isométrie parfaits dans la pratique, mais il est encore nécessaire d'en faire autant que possible.

En outre, les terminaisons différentielles et les terminaisons de mode commun peuvent être conservées pour lisser l'impact sur le timing et l'intégrité du signal.

3. Les circuits LC sont généralement utilisés pour simuler le filtrage à l'alimentation. Mais pourquoi le LC filtre - t - il parfois moins bien que le RC?

Pour comparer les effets de filtrage de LC et RC, il est nécessaire de considérer si le choix de la bande de fréquence et de la valeur de l'inductance à filtrer est approprié. Parce que l'inductance (réactance) d'un inducteur est liée à la valeur et à la fréquence de l'inductance. Si la fréquence de bruit de l'alimentation est faible et que la valeur de l'inductance n'est pas assez élevée, le filtrage peut ne pas être aussi efficace que RC. Cependant, l'utilisation du filtrage RC nécessite de noter que la résistance elle - même consomme de l'énergie et est moins efficace, et de noter la puissance que la résistance choisie peut accepter.

4. Quelle est la méthode de sélection des valeurs d'inductance et de capacité pour le filtrage?

Outre la fréquence du bruit à filtrer, le choix de la valeur de l'inductance doit tenir compte de la réactivité du courant instantané. Si la sortie du LC a la possibilité de produire instantanément un courant important, une valeur d'inductance trop importante empêchera un courant important de traverser l'inductance et d'augmenter le bruit d'ondulation. La valeur de la capacité est liée à la taille de la valeur standard du bruit d'ondulation qui peut être tolérée. Plus la valeur du bruit d'ondulation est faible, plus la valeur de la capacité est grande. L'esr / ESL du condensateur peut également avoir un impact. De plus, si le LC est placé en sortie de la puissance de régulation de l'interrupteur, on notera la stabilité du pôle / zéro produit par le LC ainsi que la stabilité de boucle de la commande de contre - réaction (commande de contre - réaction). Impact

5. Comment atteindre les exigences EMC autant que possible sans trop de pression financière?

Le coût supplémentaire de l'EMC pour les PCB est généralement dû à l'augmentation du nombre de couches de terre pour améliorer l'effet de blindage et à l'ajout de billes magnétiques en ferrite, de selfs et d'autres dispositifs harmoniques haute fréquence pour supprimer les harmoniques haute fréquence. En outre, il est souvent nécessaire de déployer des structures de blindage d'autres organisations pour faire passer l'ensemble du système aux exigences EMC. Ce qui suit ne fournit que quelques - uns des effets de rayonnement électromagnétique produits par le circuit pour réduire les astuces de planification de la carte PCB.

Essayez d'utiliser un appareil avec un taux de conversion de signal plus lent pour réduire la composante haute fréquence produite par le signal. Faites attention à l'emplacement de l'appareil haute fréquence et ne vous approchez pas trop du connecteur externe.

Notez l'adaptation d'impédance des signaux à grande vitesse, les couches de câblage et leur chemin de retour pour réduire la réflexion et le rayonnement à haute fréquence.

Placez suffisamment de condensateurs de découplage sur les broches d'alimentation de chaque appareil pour lisser le bruit sur la couche d'alimentation et la couche de terre. Une attention particulière est accordée à la conformité de la réponse en fréquence et des caractéristiques de température du condensateur avec les exigences de planification.

La mise à la terre adjacente au connecteur externe peut être coupée correctement avec la terre, et la mise à la terre du connecteur doit être connectée à la terre du châssis à proximité.

Vous pouvez utiliser correctement les traces de protection / shunt de la terre à côté de certains signaux particulièrement rapides. Mais faites attention à l'effet de la trace de protection / shunt sur l'impédance caractéristique de la trace. La couche de puissance rétrécit de 20h de la couche de terre, H étant la distance entre la couche de puissance et la couche de terre.

6. Lorsqu'il y a plusieurs blocs fonctionnels numériques / analogiques dans la carte PCB, la pratique habituelle est de séparer la mise à la terre numérique / analogique. Quelle est la raison?

La raison de la séparation de la masse numérique / analogique est que le circuit numérique génère du bruit sur l'alimentation et la masse lorsque le potentiel du point convexe est commuté. La taille du bruit est liée à la vitesse du signal et à la taille du courant. Si le plan de masse n'est pas coupé et que le bruit généré par les circuits de la zone numérique est important et que les circuits de la zone analogique sont très proches, le signal analogique reste perturbé par le bruit de la terre même si le signal numérique à analogique n'est pas interpolé. C'est - à - dire qu'une méthode qui ne coupe pas la masse numérique - analogique ne peut être utilisée que si la zone du circuit analogique est éloignée de la zone du circuit numérique générant un bruit important.

7. Une autre méthode consiste à s’assurer que la disposition de séparation numérique / analogique et les lignes de signal numérique / analogique ne s’interpénètrent pas, que la mise à la terre de toute la carte PCB n’est pas coupée et que la mise à la terre numérique / analogique est connectée à ce plan de masse. La vérité est là?

L'exigence qu'une trace de signal analogique numérique ne puisse pas être interpolée est due au fait que le trajet de courant de retour du signal numérique le plus rapide retournera à la source du signal numérique le long de la masse adjacente sous la trace. Si le signal analogique numérique suit, Interspersed, le bruit généré par le courant de retour apparaîtra dans la zone du circuit analogique.

8. Comment prendre en compte l'adaptation d'impédance lors de la planification d'un schéma PCB haute vitesse?

Lors de la planification d'un circuit PCB haute vitesse, l'adaptation d'impédance est l'un des éléments de la planification. Les valeurs d'impédance sont certainement liées aux méthodes de câblage, telles que la marche sur la couche superficielle (microruban) ou interne (ruban / double ruban), la distance entre les couches de référence (couche d'alimentation ou couche de terre), la largeur des traces, le matériau PCB, etc. les deux affectent les valeurs d'impédance caractéristiques des traces. En d'autres termes, la valeur de l'impédance doit être déterminée après le câblage. En général, certaines conditions de câblage dans lesquelles l'impédance n'est pas connectée ne peuvent pas être prises en compte par le logiciel de simulation en raison de la précision du modèle de circuit ou des algorithmes mathématiques utilisés. A ce stade, seuls quelques terminaux (terminaisons) peuvent rester sur le schéma, tels que les résistances série. Pour éliminer l'influence de l'impédance des traces discontinues. La vraie façon de résoudre ce problème est d'essayer d'éviter les discontinuités d'impédance lors du câblage.

9. Où puis - Je fournir une bibliothèque de modèles Ibis plus précise?

La précision du modèle Ibis influe directement sur les résultats de la simulation. Fondamentalement, Ibis peut être considéré comme des données de caractéristiques électriques d'un circuit équivalent à un tampon d'E / s de puce réel, qui peuvent généralement être obtenues à partir d'une conversion de modèle Spice (les mesures peuvent également être sélectionnées, mais la plupart le sont), et les données Spice et la production de puce sont positives. Les données Spice fournies par différents fabricants de puces pour le même dispositif sont donc différentes, Et les données du modèle Ibis transformé changeront également en conséquence. En d'autres termes, si les appareils du fabricant a sont utilisés, tant qu'ils ont la capacité de fournir des données de modèle précises pour leurs appareils, car personne ne sait mieux comment leurs appareils sont fabriqués. Si l'ibis fourni par le fabricant est inexact, la seule façon de le faire est de demander constamment au fabricant de l'améliorer.

10. Quels aspects de la réglementation CEM et EMI les planificateurs devraient - ils prendre en considération lors de la planification des PCB à grande vitesse?

En règle générale, la planification EMI / CEM doit prendre en compte les deux aspects du rayonnement et de la conduction. Le premier appartient à la partie haute fréquence (> 30 MHz) et le second à la partie basse fréquence (< 30 MHz). Il ne peut donc pas se concentrer uniquement sur les hautes fréquences et ignorer les basses fréquences. Un bon plan EMI / EMC doit tenir compte de l'orientation de l'équipement, de l'Organisation de l'empilement de PCB, des moyens de connexion importants, du choix de l'équipement, etc., et sans une meilleure organisation préalable, le post - traitement gagnera en compensation et augmentera les coûts.

Par example, le générateur d'horloge ne doit pas être positionné à proximité d'un connecteur externe. Les signaux à grande vitesse doivent atteindre autant de couches internes que possible. Notez l'adaptation d'impédance caractéristique et la connexion de la couche de référence pour réduire la réflexion. La vitesse de conversion du signal poussé par l'appareil doit être aussi faible que possible pour réduire l'altitude. Composante fréquentielle, lors du choix d'un condensateur de découplage / by - pass, il convient de noter si sa réponse fréquentielle répond aux exigences de réduction du bruit du plan de puissance.

De plus, on prend soin du trajet de retour du courant du signal haute fréquence de manière à ce que la surface de boucle soit la plus petite possible (c'est - à - dire que l'impédance de boucle soit la plus faible possible) afin de réduire le rayonnement. Vous pouvez également utiliser la méthode de coupe du sol pour contrôler l'ampleur du bruit à haute fréquence. Enfin, la mise à la terre du châssis entre la carte PCB et le boîtier est correctement choisie.