L'actualité PCB - Division des modules fonctionnels dans la conception de PCB à grande vitesse

La plupart des PCB contiennent un certain nombre de sous - systèmes fonctionnels ou de zones, chacun composé d'un ensemble de périphériques et de leurs circuits de support. Par example, une carte mère typique peut être divisée en plusieurs zones: processeur, logique d'horloge, mémoire, Contrôleur de bus, interface de bus, bus PCT, interface de périphérique, module de traitement vidéo / audio, etc. d'une part, tous les composants du PCB doivent être placés à proximité les uns des autres, ce qui permet de raccourcir la longueur des pistes et de réduire la diaphonie, la réflexion et le rayonnement électromagnétique, Et assurer l'intégrité du signal; D'autre part, les spectres d'énergie RF produits par les différents dispositifs logiques sont différents, notamment dans les systèmes à grande vitesse. Plus la fréquence du signal est élevée, plus la bande de fréquences de l'énergie RF générée par les opérations liées au saut du signal numérique est large. Il est nécessaire d'éviter les interférences mutuelles entre les dispositifs de bandes de fréquences de fonctionnement différentes, en particulier les interférences des dispositifs à bande passante élevée avec d'autres dispositifs.

La solution au problème ci - dessus consiste à utiliser le partitionnement fonctionnel, c'est - à - dire le partitionnement physique de sous - systèmes ayant des fonctions différentes sur une carte PCB. Selon différents produits, différentes méthodes de division sont utilisées. En général, plusieurs méthodes de séparation PCB, isolation de composants et mise en page Fe peuvent être utilisées. Une segmentation appropriée peut optimiser la qualité du signal, simplifier le câblage et réduire les interférences. Les ingénieurs doivent être clairs sur la zone fonctionnelle à laquelle appartient le composant et peuvent obtenir ces informations auprès du fournisseur du composant.

La segmentation fonctionnelle peut être considérée comme séparant une zone fonctionnelle d'une autre pour isoler des circuits ayant des fonctions différentes, comme illustré dans l'exemple de la figure 1. Dans la conception de PCB, l'objectif à atteindre est de limiter le champ électromagnétique associé à une zone statorique particulière aux zones qui nécessitent cette partie de l'énergie. Par example, les concepteurs souhaitent que l'énergie électromagnétique provenant d'une zone du processeur ne soit pas transmise au circuit d'E / S. Il existe des différences potentielles entre le processeur et les E / S. Tant qu'il y a une différence de potentiel, un transfert d'énergie de mode commun se produit entre ces deux zones, de sorte que la Division entre elles doit être bien découplée.

La division fonctionnelle nécessite de prêter attention à deux aspects: le traitement de l'énergie RF conductrice et rayonnée. L'énergie RF conductrice sera transmise entre la partition fonctionnelle et le système de distribution par des lignes de signal, et l'énergie hertzienne rayonnée sera couplée à travers l'espace libre. La segmentation rationnelle de la fonction PCB est la recherche d'une solution rationnelle pour transmettre les signaux utiles là où ils sont nécessaires, tout en excluant les signaux indésirables.

La segmentation de PCB qui met en oeuvre les fonctions ci - dessus comporte deux aspects: l'isolation et l'interconnexion.

L'isolation peut être réalisée en utilisant des "douves" pour former des zones vides où toutes les couches sont exemptes de cuivre. La largeur minimale des "douves" est de 50 mils. Le « fossé» est comme un fossé qui divise l'ensemble du PCB en « îles» distinctes en fonction de ses différentes fonctions. L'une des zones fonctionnelles (c'est comme une zone "d'exclusion" pour les lignes de signal et les chemins non connectés sur le PCB). De toute évidence, des « tranchées» séparent les couches spéculaires, créant une source d'alimentation et une mise à la terre indépendantes pour chaque zone, ce qui peut empêcher l'énergie RF de passer d'une zone à l'autre via le système de distribution.

Cependant, le but de la segmentation est de mieux organiser la disposition et le câblage pour une meilleure interconnexion. Ce n’est pas un « isolement » total. Il est nécessaire de prévoir un passage pour les lignes qui doivent être connectées aux différentes sous - zones fonctionnelles. Il existe ici deux méthodes: l'une consiste à traverser un "fossé" à l'aide d'un transformateur indépendant, d'un isolateur optique ou d'une ligne de données de mode commun, comme illustré à la figure 2 (A); L'autre consiste à construire un « Pont» sur un « fossé» où seuls les signaux avec un « laissez - passer de Pont» peuvent entrer (courant de signal) et sortir (courant de retour), comme le montre la figure 2 (b).

Figure 2 isolation et pontage

Il est impossible de concevoir une disposition fractionnée optimisée. Une autre méthode consiste à Blinder en métal la partie qui génère de l'énergie V indésirable pour contrôler le rayonnement et renforcer la résistance aux interférences du PCB.