L'actualité PCB - Exemple de technologie de câblage PCB

La conception du circuit PCB à signaux mixtes est très complexe. La disposition et le câblage des composants, ainsi que la manipulation des lignes d'alimentation et des lignes de masse, auront un impact direct sur les performances du circuit et les performances de compatibilité électromagnétique. Cet article présentera la conception de partitionnement des circuits numériques et analogiques pour optimiser les performances des circuits à signaux mixtes.

Dans une carte PCB, afin de réduire les interférences mutuelles entre les signaux numériques et analogiques, deux principes de base de la compatibilité électromagnétique (CEM) doivent être compris avant la conception:

· réduire autant que possible la surface de la boucle de courant;

· le système utilise une seule surface de référence.

S'il y a deux plans de référence dans le système, il est possible de former une antenne dipolaire. Si le signal ne peut pas être renvoyé par une boucle aussi petite que possible, il peut former une grande antenne de boucle, ce qui devrait être évité autant que possible dans la conception.

Séparer la mise à la terre numérique et analogique sur la carte à signaux mixtes, ce qui permet d'isoler la mise à la terre numérique de la mise à la terre analogique. Bien que cette méthode soit réalisable, il existe de nombreux problèmes potentiels avec cette méthode. Ce problème est particulièrement aigu dans les systèmes complexes à grande échelle. Le problème le plus crucial est qu'il ne peut pas dépasser les écarts sectoriels. Une fois que l'espace divisé est câblé, le rayonnement électromagnétique et la diaphonie du signal augmentent considérablement. Le problème le plus courant dans la conception de PCB est que les lignes de signal traversent des lignes de terre ou d'alimentation séparées et créent des problèmes EMI.

1. Méthode de fractionnement 1

Si la méthode de division 1 est appliquée et que la ligne de signal traverse l'intervalle entre les deux masses, quel est le chemin de retour du courant de signal? Supposons que deux mises à la terre séparées soient connectées ensemble à un certain point (généralement un seul point de connexion à un certain endroit). Dans ce cas, le courant de masse formera et traversera une grande boucle. Les courants à haute fréquence créent un rayonnement et une inductance élevée.

Si un courant analogique de bas niveau traverse la grande boucle, le courant est facilement perturbé par des signaux externes. Lorsque les masses séparées sont connectées ensemble à l'alimentation, une très grande boucle de courant sera formée. De plus, analogiquement et numériquement connectés par de longs fils formant une antenne dipolaire.

Comprendre le chemin et la méthode de retour du courant à la terre est la clé pour optimiser la conception d'une carte à signaux mixtes. De nombreuses conceptions ne tiennent compte que de l'endroit où le courant de signal circule et négligent le chemin spécifique du courant. Si la couche de mise à la terre doit être divisée et que le câblage doit passer par des espaces entre les partitions, un point unique de connexion peut être fait entre les mises à la terre divisées pour former un pont de connexion entre les deux mises à la terre, qui est ensuite câblé à travers le pont de connexion. De cette manière, il est possible de prévoir une voie de retour continue sous chaque ligne de signal, de sorte que la zone de boucle formée est faible.

L'utilisation d'un dispositif d'isolation optique ou d'un transformateur permet également de réaliser un signal traversant l'intervalle de segmentation. Pour le premier, il s'agit d'un signal optique traversant l'intervalle de segmentation; Pour ce dernier, c'est le champ magnétique qui traverse l'espace de division. Une autre méthode viable consiste à utiliser un signal différentiel: le signal entre d'une ligne et revient d'une autre. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'utiliser le sol comme chemin de retour.

2. Méthode de fractionnement 2

Dans le travail pratique, une mise à la terre uniforme est généralement utilisée et le PCB est divisé en une partie analogique et une partie numérique. Les signaux analogiques sont routés dans les zones analogiques de toutes les couches de la carte, tandis que les signaux numériques sont routés dans les zones de circuits numériques. Dans ce cas, le courant de retour du signal numérique ne circulera pas dans la masse du signal analogique.

Les signaux numériques interfèrent avec les signaux analogiques uniquement lorsqu'ils sont câblés sur la partie analogique de la carte ou lorsqu'ils sont câblés sur la partie numérique de la carte. La raison pour laquelle ce problème ne se produit pas est qu'il n'y a pas de prise à la terre, et la vraie raison est le câblage incorrect du signal numérique.

La conception de la carte PCB utilise une mise à la terre unifiée, par le biais de la partition des circuits numériques et analogiques et du câblage de signal approprié, peut généralement résoudre certains des problèmes de mise en page et de câblage les plus complexes et ne causera pas de problèmes potentiels en raison de la partition de la mise à La terre. Dans ce cas, la disposition et le zonage des composants deviennent la clé pour déterminer les avantages et les inconvénients de la conception.

Si la disposition est raisonnable, le courant de masse numérique sera limité à la partie numérique de la carte et ne perturbera pas le signal analogique. Ce câblage doit être soigneusement vérifié et vérifié, et les règles de câblage doivent être respectées, sinon un mauvais câblage des lignes de signal détruira complètement la conception de la carte.

3. Zonage A / D

Lorsqu'il s'agit de connecter les broches analogiques de mise à la terre et les broches numériques de mise à la terre d'un convertisseur A / d ensemble, la plupart des fabricants de convertisseurs A / D recommandent de connecter les broches agnd et dgnd à la même masse basse impédance via le fil le plus court. Étant donné que la plupart des puces de convertisseur A / D ne relient pas la terre analogique et la terre numérique ensemble, la terre analogique et la terre numérique doivent être connectées via des broches externes. Toute impédance externe connectée au dgnd entraîne plus de capacité parasite. Le bruit numérique est couplé à un circuit analogique interne à l'IC. Selon cette recommandation, vous devez connecter les broches agnd et dgnd du convertisseur A / D à la masse analogique.

Si le système n'a qu'un seul convertisseur A / D, les problèmes ci - dessus peuvent être facilement résolus. Séparez la terre et connectez la terre analogique et la terre numérique ensemble sous un convertisseur A / D.

S'il existe de nombreux convertisseurs A / N dans le système, si la masse analogique et la masse numérique sont connectées ensemble sous chaque convertisseur A / N, une connexion multipoint sera réalisée et l'isolation entre la masse analogique et la masse numérique sera minimale. Cela n'a aucun sens et si vous ne vous connectez pas de cette façon, c'est une violation des exigences du fabricant.

La meilleure façon de le faire est d'utiliser un sol unifié au début et de diviser le sol unifié en deux parties, analogique et numérique.

Un tel agencement répond non seulement aux exigences des fabricants de dispositifs IC pour la connexion à basse impédance des broches analogiques de mise à la terre et des broches numériques de mise à la terre, mais ne forme pas non plus une antenne annulaire ou dipolaire.

Voici un exemple d'introduction à la technologie de câblage PCB. IPCB est également fourni aux fabricants de PCB et à la technologie de fabrication de PCB.