L'actualité PCB - Conception de la couche miroir PCB haute vitesse

Résumé: sur les PCB multicouches haute vitesse, la couche miroir joue un rôle important dans le contrôle du bruit. Une bonne conception de couche d'image peut réduire le bruit causé par une inductance parasite et aider à contrôler la diaphonie, la réflexion et les perturbations électromagnétiques. Cet article, combiné avec la conception pratique de l'auteur, met l'accent sur l'application d'un plan de masse local et donne, à travers des exemples de circuits hybrides numériques - analogiques, une méthode de partitionnement de la couche miroir ainsi que certains problèmes à surveiller en pratique.

Les systèmes de circuits à grande vitesse actuels utilisent principalement des cartes multicouches et de nombreux systèmes de circuits ont plusieurs alimentations de travail, ce qui impose des exigences strictes sur la conception de la couche miroir, en particulier sur la façon de gérer la relation entre plusieurs couches d'alimentation (terre). En outre, certains systèmes nécessitent également la conception d'un plan de cuivre spécial sur la couche de dispositif pour supprimer l'énergie RF produite par l'oscillateur et fournir une bonne dissipation thermique pour les dispositifs de puissance élevée.

1.action de la couche de miroir la couche de miroir est une couche de cuivre recouverte de plan (couche d'alimentation, couche de terre) adjacente à la couche de signal à l'intérieur de la carte PCB, qui a principalement les fonctions suivantes:

Réduit le bruit d'écho et les interférences électromagnétiques (EMI). La couche miroir peut fournir un chemin de faible impédance pour le retour du signal, en particulier lorsque de grands courants circulent dans le système de distribution, le rôle de la couche miroir étant plus prononcé. De plus, la présence de la couche miroir réduit la surface de la boucle fermée formée par le signal et le reflux et diminue l'EMI. Aide à contrôler les problèmes de diaphonie entre les traces de signal dans les circuits numériques à grande vitesse. La diaphonie est déterminée par le rapport D / h, d étant la distance entre la source d'interférence et la victime et h étant la hauteur de la ligne de signal à partir de la couche de miroir. En faisant varier H, on peut contrôler le rapport D / h et on peut contrôler la diaphonie entre les lignes de signal. Le problème. Aide au contrôle d'impédance. L'impédance caractéristique d'une ligne imprimée est liée à la largeur de la ligne et à la hauteur de la couche miroir à distance de la ligne. Sans la couche miroir, nous pourrions ne pas être en mesure de contrôler l'impédance et donc ne pas correspondre à la ligne de transmission, ce qui entraîne une réflexion du signal. De plus, la couche miroir permet également de contrôler le bruit rayonné à l'extérieur de la plaque. Bien entendu, la couche miroir seule ne suffit pas à remplir ces fonctions. Il doit être complété par des règles de conception strictes pour atteindre les objectifs souhaités. Nous pouvons le décrire ainsi: dans les circuits numériques à grande vitesse, la couche miroir est nécessaire pour contrôler le bruit, mais la couche miroir seule ne suffit pas.

2. Saut inter - couche de retour de signal dans un PCB multicouche, chaque couche de câblage doit être adjacente à une couche miroir, le courant de retour du signal circule sur sa couche miroir correspondante. Lorsque la ligne de signal de la source à la charge ne peut pas être câblée à travers la couche de câblage, la méthode habituelle consiste à connecter d'abord la ligne de signal à la couche de câblage (par exemple, l'axe X), puis à utiliser des Vias pour connecter la ligne de signal à l'autre. Une couche (axe y par exemple). Ensuite, lorsque la ligne de signal saute d'une couche à l'autre, le courant de retour devrait également sauter d'une couche à l'autre le long de cette ligne. Si les deux couches sont des couches de terre, le courant de retour peut sauter à travers les Vias reliant les deux couches ou les broches de terre de l'appareil. Si l'un est le plan d'alimentation et l'autre le plan de masse, la seule chance que le courant de retour saute entre ces deux couches est l'endroit où le condensateur de découplage est placé. S'il n'y a pas de condensateur de découplage ou de via connecté au sol près du point de déclenchement, le courant de retour doit être acheminé vers un emplacement distant pour effectuer le saut. En conséquence, le courant de retour est couplé à d'autres circuits, ce qui entraîne des problèmes de diaphonie et de perturbations électromagnétiques. Par conséquent, lors de la conception d'un PCB, essayez de faire sauter les couches près des broches de masse ou des condensateurs de découplage des dispositifs adjacents. Saut) ou un condensateur de dérivation (saut entre la couche d'alimentation et la couche de terre) pour effectuer un saut de courant de retour.

Trois. Lors de l'utilisation d'une structure PCB multicouche, il est parfois nécessaire de créer une zone sans cuivre () d'une certaine largeur sur la couche miroir, en divisant la couche miroir complète en sections distinctes, ce qui est la Division de la couche miroir. La segmentation de couche miroir est généralement utilisée pour empêcher le bruit d'entrer dans le circuit sensible et l'isolation entre les différentes tensions de référence, par example pour empêcher le bruit numérique d'entrer dans la partie analogique, la partie audio, la zone d'E / s, et l'isolation des tensions d'alimentation 5 V et 3,3 V. Il existe deux types de segmentation de couche miroir: la segmentation complète et la segmentation incomplète. La segmentation complète fait référence à l'isolation complète entre la couche d'alimentation divisée et la couche de terre, et la segmentation incomplète fait référence à l'isolation complète entre la couche d'alimentation et la couche de terre connectée par un « Pont». La Division complète ou incomplète de la couche miroir dépend de la présence ou non de connexions de signaux entre ces plans séparés.