L'actualité PCB - Quinze questions sur les conseils de conception de PCB

1. Comment choisir une carte PCB?

Le choix d'une carte PCB doit trouver un équilibre entre la satisfaction des exigences de conception et la production de masse et les coûts. Les exigences de conception comprennent des composants électriques et mécaniques. Généralement, cette question de matériau est plus importante lors de la conception de cartes PCB à très haute vitesse (fréquences supérieures à GHz). Par exemple, le matériau fr - 4 couramment utilisé, Les pertes diélectriques (pertes diélectriques) à des fréquences de plusieurs GHz auront une grande influence sur l'atténuation du signal et peuvent ne pas convenir.

En ce qui concerne la puissance électrique, Notez si la constante diélectrique et les pertes diélectriques conviennent à la fréquence de conception

2. Comment éviter les interférences à haute fréquence?

L'idée de base pour éviter les interférences à haute fréquence est de minimiser les interférences du champ électromagnétique du signal à haute fréquence, également appelé diaphonie. La diaphonie peut augmenter la distance entre le signal à haute vitesse et le signal analogique, Ou ajouter des traces de protection / shunt à la terre à côté du signal analogique Notez également les interférences de bruit de la mise à la terre numérique à la terre analogique

3. Comment résoudre les problèmes d'intégrité du signal dans la conception à grande vitesse?

L'intégrité du signal est fondamentalement un problème d'adaptation d'impédance. Les facteurs qui affectent l'adaptation d'impédance comprennent la structure et l'impédance de sortie de la source du signal, l'impédance caractéristique de la trace, les caractéristiques de la charge, la topologie de la trace, etc. la solution consiste à s'appuyer sur la terminaison du câblage et à ajuster la topologie.

4. Comment la méthode de câblage différentiel est - elle réalisée?

Il y a deux points à noter dans la disposition des paires différentielles. L'un est que la longueur des deux fils doit être aussi longue que possible, l'autre est que la distance entre les deux fils (cette distance est déterminée par l'impédance différentielle) doit rester constante, c'est - à - dire rester parallèle. Il existe deux façons de le faire en parallèle, l'une est que ces deux fils fonctionnent sur la même couche de câblage (côte à côte), L'autre est que deux fils fonctionnent sur deux couches adjacentes au - dessus et au - dessous. Généralement, le premier a plus d'implémentations côte à côte

5. Pour une ligne de signal d'horloge avec un seul terminal de sortie, comment réaliser une ligne de distribution différentielle? Pour utiliser une ligne de distribution différentielle, il est logique que la source de signal et le récepteur soient également des signaux différentiels; il n'est donc pas possible d'utiliser une ligne de distribution différentielle pour un signal d'horloge avec une seule borne de sortie.

6. Est - il possible d'ajouter des résistances d'adaptation entre les paires de lignes différentielles à la réception?

Il est courant d'augmenter la résistance d'adaptation entre les paires de lignes différentielles en réception, dont la valeur doit être égale à celle de l'impédance différentielle. De cette façon, la qualité du signal sera meilleure.

7. Pourquoi le câblage de la paire différentielle devrait - il être serré et parallèle?

La méthode de câblage de la paire différentielle doit être correctement proche et parallèle.la proximité dite appropriée est due au fait que cet espacement affecte la valeur de l'impédance différentielle, qui est un paramètre important lors de la conception de la paire différentielle.le besoin de parallélisme est également dû au fait que l'impédance différentielle est cohérente.si deux lignes sont soudainement très éloignées et proches, L'impédance différentielle sera incohérente, ce qui affectera l'intégrité du signal et le retard de temporisation

8. Comment gérer certains conflits théoriques dans le câblage réel 1. Fondamentalement, il est correct de diviser et d'isoler la mise à la terre analogique / numérique. Il convient de noter que les traces de signal ne traversent pas autant que possible les endroits divisés (douves) et que le chemin de retour de l'alimentation et du signal n'est pas trop grand. Un oscillateur à cristal est un circuit oscillant analogique à rétroaction positive. Pour obtenir un signal oscillant stable, il doit répondre aux spécifications de gain et de phase de la boucle. Les spécifications d'oscillation de ce signal analogique sont facilement perturbées. Même avec l'ajout d'une piste de protection de la terre, il peut ne pas être possible d'isoler complètement les interférences. Et trop loin, le bruit sur le plan de masse affecte également le circuit oscillant à rétroaction positive. La distance entre l'oscillateur à cristal et la puce doit donc être aussi proche que possible de 3. Il est vrai qu'il existe de nombreux conflits entre le câblage à grande vitesse et les exigences EMI. Mais le principe de base est que la résistance et la capacité accrues de l'EMI ou les billes magnétiques en Ferrite ne conduisent pas à certaines caractéristiques électriques du signal qui ne sont pas conformes à la spécification. Il est donc préférable d'utiliser des astuces pour aligner les traces et les empilements de PCB pour résoudre ou réduire les problèmes EMI, Signal à grande vitesse par exemple à travers la couche interne. Enfin, la méthode des condensateurs résistifs ou des billes magnétiques de ferrite est utilisée pour réduire les dommages au signal

9. Comment résoudre la contradiction entre le câblage manuel et le câblage automatique du signal à grande vitesse?

Actuellement, les routeurs automatiques de la plupart des logiciels de câblage fort ont des contraintes définies pour contrôler la méthode d'enroulement et le nombre de pores. Les capacités du moteur d'enroulement et les projets de configuration des contraintes de diverses sociétés EDA sont parfois très éloignés. Par exemple, existe - t - il suffisamment de contraintes pour contrôler La méthode d'enroulement serpentine, Est - il possible de contrôler l'espacement des lignes parcourues par les paires différentielles, etc. cela affectera si la façon dont les lignes sont parcourues automatiquement correspond à l'idée du concepteur. En outre, la difficulté d'ajuster manuellement le câblage est également liée à la capacité de la machine de bobinage. Par exemple, la capacité de poussée des lignes parcourues, la capacité de poussée des trous percés, Même la capacité de poussée des traces sur le revêtement de cuivre, etc. ainsi, le choix d'un routeur avec une forte capacité de moteur d'enroulement est la solution. À propos de l'échantillon d'essai

La Feuille de test est utilisée pour mesurer avec TDR (Time Domain Reflectometer) Si l'impédance caractéristique de la carte PCB produite est conforme aux exigences de conception. En général, il existe deux cas d'impédance à contrôler: une seule ligne et une paire différentielle. La largeur des lignes et l'espacement des lignes (lorsqu'il y a des paires différentielles) sur la plaque d'essai doivent être les mêmes que les lignes à contrôler.le plus important est l'emplacement du site de mise à la terre pendant la mesure.pour réduire l'inductance de la ligne de mise à la terre, la position de mise à La terre de la sonde TDR est généralement très proche de la pointe de la sonde. Ainsi, la distance et la méthode entre le point de mesure du signal et le point de mise à la masse de l'échantillon correspondent à la sonde utilisée.

11. Dans la conception de PCB à grande vitesse, la zone vierge de la couche de signal peut être recouverte de cuivre, comment le revêtement de cuivre de plusieurs couches de signal devrait - il être réparti sur le sol et l'alimentation?

En règle générale, la plupart du cuivre plaqué dans la zone vierge est mis à la terre.lors du plaquage de cuivre à côté de la ligne de signal à grande vitesse, il suffit de prêter attention à la distance entre le cuivre et la ligne de signal, car le plaquage de cuivre réduit un peu l'impédance caractéristique de la piste.faites également attention à ne pas affecter l'impédance caractéristique des autres couches, Par example dans la structure d'une ligne à double ruban

12. Est - il possible d’utiliser un modèle de ligne microruban pour calculer l’impédance caractéristique d’une ligne de signal sur le plan de puissance? Est - il possible de calculer le signal entre l'alimentation et le plan de masse à l'aide du modèle à ruban?

Oui, le plan d'alimentation et le plan de masse doivent être considérés comme des plans de référence lors du calcul de l'impédance caractéristique. Par exemple, un panneau à quatre couches: couche d'alimentation supérieure couche de mise à la terre sous - couche. A ce stade, le modèle d'impédance caractéristique de la couche supérieure est un modèle de ligne microruban avec le plan de puissance comme plan de référence

13. Dans des conditions normales, le logiciel sur la plaque d'impression haute densité peut - il générer automatiquement des points de test pour répondre aux exigences de test de la production de masse?

En règle générale, la conformité des points de test générés automatiquement par le logiciel aux exigences de test dépend de la conformité des spécifications auxquelles les points de test ont été ajoutés aux exigences de l'équipement de test. Bien sûr, vous devrez remplir manuellement l'emplacement que vous souhaitez tester.

14. L'ajout de points de test affecte - t - il la qualité du signal à grande vitesse?

Que cela affecte ou non la qualité du signal dépend de la méthode d'ajout des points de test et de la vitesse du signal.fondamentalement, il est possible d'ajouter des points de test supplémentaires sur la ligne (n'utilisez pas les perforations existantes (sur - trous ou broches DIP) comme points de test) ou de tirer une courte ligne de la ligne.le premier est équivalent à ajouter un petit condensateur sur la ligne, Ce dernier est une branche supplémentaire. Les deux cas affectent plus ou moins le signal à grande vitesse et l'ampleur de l'impact est liée à la vitesse fréquentielle du signal et à la vitesse de bord du signal. L'ampleur de l'impact peut être connue par simulation. En principe, plus le point de test est petit, Mieux c'est (bien sûr, il doit répondre aux exigences de l'outil de test) plus la branche est courte, mieux c'est

15. Plusieurs PCB forment un système, comment devrait - on connecter les lignes de terre entre les plaques?

Lorsque les signaux ou les sources d'alimentation entre chaque carte PCB sont interconnectés, par example si la carte a a une source d'alimentation ou si un signal est envoyé à la carte B, il doit y avoir une quantité égale de courant circulant de la terre vers la carte a (c'est la loi de kirchoff sur le courant). Le courant sur cette terre trouvera un retour là où l'impédance est minimale. Ainsi, à chaque interface, Qu'il s'agisse d'une interconnexion d'alimentation ou d'une interconnexion de signal, le nombre de broches allouées à la couche de terre ne doit pas être trop faible pour réduire l'impédance et donc le bruit de la couche de terre. En outre, vous pouvez analyser l'ensemble de la boucle de courant, en particulier les parties où le courant est plus important, Et ajustez la connexion de la couche de terre ou du fil de terre pour contrôler le courant (par exemple, réglez une faible impédance quelque part de sorte que la plupart du courant circule de cet endroit à la marche) pour réduire l'impact sur d'autres signaux plus sensibles.