L'actualité PCB - Comment contrôler l'impédance PCB et utiliser l'outil d'analyse de l'intégrité du signal

Beaucoup d'ingénieurs PCB dessinent souvent des cartes mères d'ordinateur et sont très compétents avec d'excellents outils tels qu'Allegro. Malheureusement, cependant, ils savent rarement comment contrôler l'impédance et comment utiliser des outils pour l'analyse de l'intégrité du signal. Pour le modèle Ibis, je pense que les vrais maîtres de PCB devraient être des experts en intégrité du signal, et pas seulement rester sur la ligne de connexion, à travers les trous, il est facile de poser une plaque, mais il est très difficile de poser une bonne plaque.

Petite information après avoir déterminé le nombre de couches d'alimentation, de mise à la terre et de signal, leur disposition relative est un sujet que tout ingénieur PCB ne peut éviter;

Principes généraux de la disposition hiérarchique:

La partie inférieure (deuxième couche) de la surface de l'élément est un plan de masse, fournissant une couche de blindage du dispositif et un plan de référence pour le câblage de la couche supérieure;

Toutes les couches de signal sont aussi proches que possible du plan de masse;

Essayez d'éviter que les deux couches de signal soient directement adjacentes; S

L'alimentation principale doit être aussi proche que possible de l'alimentation principale;

Compte tenu de la symétrie de la structure en cascade. Pour une disposition en couches des cartes mères, il est difficile pour les cartes mères existantes de contrôler le câblage longue distance en parallèle. Pour les fréquences de fonctionnement au niveau de la plaque supérieures à 50 MHz (en référence au cas inférieur à 50 MHz, assoupli de manière appropriée), le principe de disposition est recommandé: la surface du composant et la surface de soudure sont un plan de masse complet (blindage);

Pas de couches de câblage parallèles adjacentes;

Toutes les couches de signal sont aussi proches que possible du plan de masse;

Le signal de frappe est adjacent au sol et ne traverse pas la partition. Remarque: les principes ci - dessus doivent être maîtrisés avec souplesse lors de la configuration d'une couche de PCB spécifique. Sur la base de la compréhension des principes ci - dessus, déterminer l'arrangement des couches, ne pas simplement copier ou ramasser, en fonction des exigences pratiques du placage telles que: si une couche de câblage critique est nécessaire, alimentation, Division du plan de masse, etc. Voici une discussion spécifique de l'arrangement des couches de placage: * panneau à quatre couches, option préférée 1, Plan disponible 3 Schéma nombre de couches d'alimentation nombre de couches de mise à la terre nombre de couches de signal 1 2 3 41 1 2 s g p s2 1 2 G s s P3 1 1 2 s p g sscheme 1 schéma de configuration de la couche de sélection principale pour les PCB à quatre couches de ce schéma, avec une couche de mise à la terre sous la surface de l'élément, les signaux critiques étant de préférence disposés au niveau supérieur; Pour le réglage de l'épaisseur de la couche, la recommandation suivante est faite: pour répondre aux exigences de la carte de coeur de contrôle d'impédance (GNd à Power), il ne doit pas être trop épais pour réduire l'impédance de distribution de l'alimentation et du plan de masse; Pour assurer un effet de découplage du plan de puissance; Pour obtenir un certain effet de blindage, certains tentent de placer l'alimentation et le plan de masse sur les couches supérieure, inférieure, à savoir la solution 2: pour obtenir l'effet de blindage souhaité, cette solution présente au moins les inconvénients suivants: l'alimentation et le plan de masse sont trop éloignés l'un de l'autre, Et l'impédance du plan d'alimentation est grande, l'alimentation et le plan de masse sont extrêmement incomplets en raison de l'influence des plots d'éléments, etc. l'impédance du signal est discontinue en raison du plan de référence incomplet. En effet, en raison du grand nombre de dispositifs montés en surface, Lorsque les dispositifs sont de plus en plus denses, l'alimentation et la mise à la terre de cette solution sont difficiles à utiliser comme plan de référence complet et l'effet de blindage attendu est difficile à obtenir; L'utilisation de la solution 2 est limitée. Mais dans le placage, le schéma 2 est le meilleur schéma de configuration de couche. Voici les cas d'utilisation du schéma 2; Cas (cas particulier): Au cours du processus de conception, les situations suivantes se sont produites:

A. la carte entière n'a pas de plan d'alimentation, seulement GNd et pgnd occupent chacun un plan;

B. la carte entière est facile à câbler, mais en tant que plaque de filtrage d'interface, vous devez faire attention au rayonnement du câblage;

C. la carte a moins de composants SMD et la plupart sont des plugins.

Analyse: 1. Comme cette carte n'a pas de plan d'alimentation, il n'y a pas de problème d'impédance du plan d'alimentation;

2. En raison du petit nombre d'éléments SMD (disposition d'un côté), si la couche de surface est faite comme une couche plane, le câblage de la couche interne, garantit essentiellement l'intégrité du plan de référence, la deuxième couche peut être câblée en cuivre pour garantir un petit nombre de plans de référence de câblage de couche supérieure;

3. En tant que plaque de filtrage d'interface, il faut prêter attention au rayonnement du câblage PCB. Si le câblage de la couche interne, la couche superficielle est GNd et pgnd, le câblage est bien blindé et le rayonnement de la ligne de transmission est contrôlé; Pour les raisons mentionnées ci - dessus, lors de la disposition des couches de cette plaque, nous avons décidé d'adopter l'option 2, à savoir: GNd, S1, s2 et pgnd. Parce qu'il y a encore quelques traces courtes sur la couche de surface et que la couche inférieure est un plan de masse complet, nous sommes en S1. La couche de câblage est posée en cuivre pour assurer un plan de référence pour le câblage de surface. Dans les cinq plaques de filtre d'interface, sur la base de la même analyse que ci - dessus, les concepteurs ont décidé d'adopter l'option 2, qui est également une configuration de couche classique. énumérer les cas particuliers ci - dessus est de dire à tout le monde que nous devons comprendre le principe de l'Arrangement de couche, pas de le reproduire mécaniquement. Option 3: ce schéma est similaire au schéma 1, Et adapté au cas où les composants principaux sont en configuration inférieure ou au câblage inférieur des signaux critiques; En général, ce programme est limité. * Panneau à six couches: option préférée 3, option disponible 1, Option Alternative 2, 4 pour le panneau à six couches, option préférée 3, couche de câblage préférée s2, puis S3 et S1. L'alimentation principale et sa mise à la terre correspondante sont situées aux niveaux 4 et 5. Lors du réglage de l'épaisseur des couches, on augmente l'écartement entre S2 - P et on diminue l'écartement entre P - G2 (on diminue d'autant l'écartement entre les couches G1 - s2); pour diminuer l'impédance du plan d'alimentation, on diminue l'influence de l'alimentation sur s2; Lorsque les exigences de coût sont élevées, on peut utiliser la solution 1, de préférence les couches de câblage S1, s2, puis S3, S4; par rapport à la solution 1, la solution 2 assure que l'alimentation et le plan de masse sont adjacents pour réduire l'impédance d'alimentation, mais S1, s2, S3, S4 sont tous exposés, seul s2 ayant un meilleur plan de référence;

Pour les occasions où les exigences locales et les petits signaux sont élevées, l'option 4 est plus appropriée que l'option 3. Il peut fournir une excellente couche de câblage s2. * panneau à huit couches: options préférées 2, 3, options disponibles 1 dans le cas d'une seule alimentation, la solution 2 réduit les couches de câblage adjacentes par rapport à la solution 1, augmente l'alimentation principale adjacente à la masse correspondante et garantit que toutes les couches de signal sont adjacentes au plan de masse. Le coût est: couche de câblage sacrificielle; Pour une double alimentation, la solution 3 est recommandée. L'option 3 prend en compte les avantages de l'absence de couches de câblage adjacentes, d'une structure stratifiée symétrique et d'une alimentation principale adjacente à la masse, mais S4 devrait réduire le câblage critique; Option 4: pas de couche de câblage adjacente, la structure de tension de la couche est symétrique, mais l'impédance du plan de puissance est élevée; 3 - 4, 5 - 6 doivent être augmentés de manière appropriée et l'espacement des couches entre 2 - 3 et 6 - 7 doit être réduit; Option 5: elle assure que le plan d'alimentation et le plan de masse sont adjacents par rapport à l'option 4; Mais s2 et S3 sont adjacents et S4 utilise P2 comme plan de référence; Câblage critique en bas et moins entre s2 et S3

Ci - dessus sont quelques introductions que les ingénieurs de PCB doivent prendre note. IPCB est également disponible pour les fabricants de PCB et la technologie de fabrication de PCB.