Blogue PCB - Obtenir la conception et le câblage des circuits haute fréquence PCB

Si la fréquence de la logique numérique PCB board Atteindre ou dépasser 45 MHz ~ 50 MHz, and the circuit working above this frequency has accounted for a certain amount of the entire electronic system (for example, 1./3), On l'appelle souvent un circuit à haute fréquence.. La conception de circuits à haute fréquence est un processus de conception très complexe, Son câblage est essentiel à l'ensemble de la conception.

1. Câblage multicouche 2

Les circuits à haute fréquence ont tendance à avoir une intégration élevée et une densité de câblage élevée. L'utilisation de panneaux multicouches n'est pas seulement une condition nécessaire au câblage, mais aussi un moyen efficace de réduire les interférences. Dans la phase de mise en page des PCB, le choix raisonnable de la taille de la carte imprimée avec un certain nombre de couches peut utiliser pleinement la couche intermédiaire pour mettre en place le bouclier, mieux réaliser la mise à la terre la plus proche, réduire efficacement l'inductance parasitaire et raccourcir la longueur de transmission du signal. Toutes ces méthodes sont favorables à la fiabilité des circuits à haute fréquence. Certaines données montrent que le bruit des panneaux à quatre couches est inférieur de 20 dB à celui des panneaux à deux faces lorsque le même matériau est utilisé. Mais en même temps, il y a un problème. Plus le nombre de demi - couches de PCB est élevé, plus le processus de fabrication est complexe et plus le coût unitaire est élevé. Cela nous oblige à choisir le nombre approprié de couches lors de la mise en page des PCB. Effectuer une planification raisonnable de la disposition des composants et utiliser les bonnes règles de câblage pour compléter la conception.

2. Moins il y a de flexion du plomb entre les broches de l'équipement électronique à grande vitesse, mieux c'est.

Les fils de câblage des circuits à haute fréquence sont tous droits et doivent être tournés. Ils peuvent être tournés avec des lignes pointillées de 45 degrés ou des arcs. Cette exigence n'est utilisée que pour améliorer la résistance fixe de la Feuille de cuivre dans les circuits à basse fréquence, mais elle est satisfaite dans les circuits à haute fréquence. Cependant, il peut réduire l'émission externe et le couplage mutuel des signaux à haute fréquence.

3. Les fils entre les broches des dispositifs de circuit à haute fréquence doivent être aussi courts que possible.

L'intensité de rayonnement du signal est proportionnelle à la longueur de la trace de la ligne de signal. Plus le plomb du signal à haute fréquence est long, plus il est facile de le coupler à un composant proche. Par conséquent, pour l'horloge, l'oscillateur à cristaux, les données DDR et d'autres signaux, la ligne LVDS, la ligne USB, la ligne HDMI et d'autres lignes de signal à haute fréquence doivent être aussi courtes que possible.

4. Moins il y a d'alternance entre les couches de plomb des dispositifs de circuit à haute fréquence, mieux c'est

Ce que l'on appelle « moins il y a d'Alternations entre les couches de plomb, mieux c'est » signifie moins de trous de travers sont utilisés pour relier les composants, mieux c'est. Selon les données, un trou à travers peut apporter une capacité distribuée de 0,5pf, et la réduction du nombre de trous à travers peut augmenter considérablement la vitesse et réduire la probabilité d'erreurs de données.

5. Notez le "Crosstalk" causé par la trace parallèle étroite de la ligne de signal.

Dans le câblage des circuits à haute fréquence, il faut prêter attention au « crosstalk» introduit par le câblage parallèle des fils de signalisation adjacents. Crosstalk est le phénomène de couplage entre les lignes de signal qui ne sont pas directement connectées. Comme les signaux à haute fréquence sont transmis sous forme d'ondes électromagnétiques le long de la ligne de transmission, la ligne de signal agit comme une antenne et l'énergie du champ électromagnétique est transmise autour de la ligne de transmission. Ça s'appelle crosstalk. Les paramètres de la couche PCB, l'espacement des lignes de signal, les caractéristiques électriques de l'extrémité d'entraînement et de l'extrémité de réception, ainsi que la méthode de terminaison des lignes de signal, ont tous une certaine influence sur le crosstalk. Par conséquent, afin de réduire les échanges de signaux à haute fréquence, le câblage doit, dans la mesure du possible, faire ce qui suit: insérer un fil de mise à la terre ou un plan de mise à la terre entre deux lignes où les échanges sont graves, si l'espace de câblage le permet. Il peut isoler et réduire les conversations croisées. Lorsqu'il y a un champ électromagnétique variable dans le temps autour de la ligne de signal, si la distribution parallèle ne peut être évitée, une grande zone de « mise à la terre» peut être disposée sur le côté opposé de la ligne de signal parallèle afin de réduire considérablement l'interférence. Si l'espace de câblage le permet, augmenter l'espacement entre les lignes de signalisation adjacentes, réduire la longueur parallèle des lignes de signalisation et essayer de faire en sorte que les lignes d'horloge soient perpendiculaires aux lignes de signalisation clés et non parallèles. Si des traces parallèles dans la même couche sont presque inévitables, les traces doivent être perpendiculaires les unes aux autres sur deux couches adjacentes. Dans les circuits numériques, le signal d'horloge typique est un signal avec des changements de bord rapides et un grand Crosstalk externe. Par conséquent, dans la conception, le fil d'horloge doit être entouré d'un fil de terre et plus de trous de fil de terre doivent être formés pour réduire la capacité de distribution et donc le crosstalk. Pour l'horloge à signal haute fréquence, essayez d'utiliser un signal d'horloge différentielle basse tension et le sol. Notez l'intégrité du poinçonnage du sol. Au lieu de suspendre les bornes d'entrée inutilisées, connectez - les à la terre ou à l'alimentation électrique (l'alimentation électrique est également mise à la terre dans la boucle de signal à haute fréquence), car la ligne de suspension peut être équivalente à une antenne émettrice et la terre peut inhiber l'émission. La pratique a prouvé que l'élimination des échanges de cette façon peut parfois être efficace immédiatement.

6. Ajouter un condensateur de découplage à haute fréquence à la broche d'alimentation du bloc de circuit intégré

Des condensateurs de découplage à haute fréquence sont ajoutés aux broches d'alimentation de chaque bloc de circuit intégré. L'ajout d'un condensateur de découplage à haute fréquence à la broche d'alimentation peut efficacement supprimer l'interférence harmonique à haute fréquence sur la broche d'alimentation.

7. Isolation du fil de terre du signal numérique à haute fréquence et du fil de terre du signal analogique

Lorsque des fils de mise à la terre analogiques, des fils de mise à la terre numériques, Attendez.., sont raccordés à des fils de mise à la terre communs, ils doivent être raccordés ou isolés directement à l'aide de billes d'étranglement à haute fréquence et doivent être interconnectés en un seul point à un endroit approprié. Le potentiel de mise à la terre du fil de mise à la terre du signal numérique à haute fréquence n'est généralement pas le même, il y a souvent une certaine différence de tension entre les deux; Lorsque le signal numérique au sol et le signal analogique au sol sont directement connectés, les harmoniques du signal à haute fréquence interféreront avec le signal analogique par couplage au sol. Par conséquent, dans des conditions normales, les fils au sol des signaux numériques à haute fréquence doivent être isolés des fils au sol des signaux analogiques et peuvent être interconnectés en un seul point à un endroit approprié ou à l'aide de billes d'étranglement à haute fréquence.

8. Éviter la formation de boucles de traces

Toutes les pistes de signaux à haute fréquence ne doivent pas former de boucles dans la mesure du possible. Si cela n'est pas possible, Gardez la boucle aussi petite que possible.

9. Une bonne correspondance de l'impédance du signal doit être assurée.

Dans le processus de transmission du signal, lorsque l'impédance ne correspond pas, le signal sera réfléchi dans le canal de transmission, et la réflexion provoquera un dépassement du signal composé, ce qui entraînera des fluctuations du signal près du seuil logique. La méthode de base pour éliminer la réflexion est de faire correspondre l'impédance du signal transmis. Parce que plus la différence entre l'impédance de charge et l'impédance caractéristique de la ligne de transmission est grande, plus la réflexion est grande. Par conséquent, l'impédance caractéristique de la ligne de transmission du signal doit être aussi égale que possible à l'impédance de charge; En même temps, faites attention aux PCB. Les lignes de transmission sur la carte de circuit ne doivent pas subir de changements soudains ou de virages. Dans la mesure du possible, l'impédance de chaque point de la ligne de transmission doit être maintenue en continu, sinon des réflexions peuvent se produire entre les parties de la ligne de transmission. Cela exige que les règles de câblage suivantes soient respectées lors du câblage des cartes à grande vitesse: règles de câblage USB. La trace différentielle du signal USB est requise avec une largeur de ligne de 10 mils, un espacement de ligne de 6 mils et un espacement de ligne de 6 mils entre le fil de terre et le fil de signal. Règles de câblage HDMI. La trace différentielle du signal HDMI est requise, avec une largeur de ligne de 10 mil et un espacement de ligne de 6 mil. L'espacement entre deux paires de signaux HDMI est supérieur à 20 mil. Règles de câblage LVDS. Une trace différentielle du signal LVDS est requise avec une largeur de ligne de 7 mils et un espacement de ligne de 6 mils. L'objectif est de contrôler l'impédance du signal différentiel HDMI à 100 ± 15% ohms. Règles de routage DDR. Le câblage ddr1 exige que le signal ne traverse pas le trou autant que possible, que la largeur de la ligne de signal soit égale et que la distance de la ligne soit égale. Le câblage doit être conforme au principe 2W afin de réduire les échanges entre les signaux. Pour les équipements à grande vitesse DDR2 et plus, des données à haute fréquence sont également nécessaires. La longueur de la ligne est égale pour s'assurer que l'impédance du signal correspond.

10. Maintenir l'intégrité du signal

Maintenir l'intégrité de la transmission du signal et empêcher le « rebond de la terre » causé par la rupture du fil de terre. PCB board.