Blogue PCB - Analyse de l'intégrité du signal dans la conception des PCB

Super vitesse sur Flex et Flex rigide PCB board Comme ces circuits sont de plus en plus utilisés dans l'électronique, cela est inévitable.. Ces systèmes nécessitent également l'isolement des plans de mise à la terre et la séparation des radiofréquences et des références numériques pour les protocoles sans fil.. Des vitesses élevées et des fréquences élevées peuvent causer des problèmes d'intégrité du signal, Bon nombre d'entre eux sont liés à l'emplacement et à la géométrie du plan médian du sol. PCB board. Une méthode commune pour fournir une référence constante de 0 V sur les Flex et les Flex rigides est d'utiliser des lignes ombragées ou des plans de mise à la terre en grille sur les bandes flexibles.. Ceci fournit un grand conducteur qui peut encore fournir un blindage sur une large gamme de fréquences, Tout en permettant aux bandes flexibles de se plier et de se plier sans trop de rigidité. Cependant,, Le problème de l'intégrité du signal se pose de deux façons: assurer une impédance de trajectoire cohérente, Blindage et isolement, Et la protection contre les effets de tissage des fibres dans les structures d'écoutille.

Conception du plan de grille

Fondamentalement, l'écoutille fonctionne comme n'importe quel autre plan au sol. Il est conçu pour fournir une référence cohérente afin que la trace puisse être conçue pour avoir l'impédance souhaitée. Toute géométrie commune de la ligne de transmission (Microstrip, Stripline ou guide d'ondes) peut être placée dans une carte PCB rigide - flexible ou flexible avec un plan de mise à la terre en grille. Placer des zones de cuivre ombragées sur la couche superficielle de la bande flexible donne presque le même effet que le cuivre solide à basse fréquence. Configuration commune du câblage ruban et Microstrip sur bande flexible avec plan de mise à la terre du maillage. Ce type de grille peut être utilisé sur des plaques rigides, mais je ne l'ai jamais vu ni demandé par le client. Au lieu de cela, utilisez des modèles de maillage dans des panneaux flexibles / rigides pour équilibrer les exigences en matière de contrôle de l'impédance et les exigences raisonnables en matière de ruban flexible.

Contrôle de l'impédance

Une option pour l'utilisation d'une seule extrémité ou d'une paire différentielle est de placer le cuivre solide dans une couche plane directement sous la trace et de placer le maillage ailleurs dans le circuit. Si le câblage devient très dense, vous devez utiliser le maillage partout. Si vous choisissez d'utiliser la grille, vous aurez plus de flexibilité, mais l'isolement du bouclier sera plus faible et les conditions de contrôle de l'impédance changeront. La structure du plan de maillage a deux paramètres géométriques: L et W. ces deux paramètres peuvent être combinés dans le cadre d'un facteur de remplissage ou d'une zone de maillage recouverte de cuivre. Le changement de ces paramètres a l'effet suivant: en supposant que les autres paramètres restent inchangés, l'ouverture de la zone du maillage (en augmentant l'ouverture du maillage en augmentant l) augmente l'impédance. Cela facilite également la flexion de la bande (moins de force). L'augmentation de W tout en maintenant les autres paramètres constants fermera la zone de la grille, augmentant ainsi l'impédance. Cela rend également le motif de bande plus difficile à plier (en utilisant plus de force). D'autres paramètres qui contrôlent l'impédance géométrique standard ont le même effet lors de l'utilisation du plan de mise à la terre du maillage. Une fois que vous atteignez la haute fréquence, vous activez un mode non électromagnétique autour de la ligne de transmission, et vous pouvez même voir des effets comme le tissage de fibres.

Y a - t - il un effet de tissage de fibres dans le ruban Flex?

C'est là que le plan de mise à la terre de la grille sur la carte PCB est très intéressant, car le modèle de grille peut commencer à ressembler au modèle de tresse de verre utilisé dans fr4 et d'autres stratifiés. Nous revenons donc à une situation où nous devons nous inquiéter de l'effet du tissage de fibres dans un substrat généralement lisse et relativement uniforme. Ces effets se produisent lorsque la largeur de bande du signal de déplacement chevauche une ou plusieurs résonances dans la grille. Pour l = 60 mil sur Polyimide, la résonance d'ordre sera de 50 GHz. Qu'il s'agisse d'un PCB rigide ou d'un PCB flexible, ces structures d'écoutille produisent un fort rayonnement lorsque le signal numérique se déplace le long de la voie du plan de mise à la terre de la grille. Au fur et à mesure que de plus en plus d'applications Flex s'ouvrent à une fréquence plus élevée, je m'attends, pour une raison ou une autre, à ce que ces effets s'aggravent dans le ruban Flex avec un plan de mise à la terre de la grille.

Résonance haute q

Comme dans les substrats traditionnels en verre tissé, les grilles forment une structure de cavité qui supporte la résonance lorsqu'elle est excitée à une fréquence spécifique. En raison de la haute conductivité de la paroi de la cavité (cuivre), ces cavités résonantes dans le plan de mise à la terre de la grille auront des valeurs Q très élevées. Par conséquent, il y aura une perte plus faible et une résonance Q plus élevée. Il en résulte une augmentation de l'émission de cavité et de la perte de puissance de résonance.

Grille ouverte à faible isolement

Le plan de mise à la terre du réseau assure généralement l'émission de tout EMI rayonné à partir de la cavité tressée de fibres le long du bord de la carte.. Parce que le maillage a une cavité ouverte, Il y a moins d'isolement ici., Et peut également rayonner le long de la surface de la bande flexible. Cela a l'effet inverse: les trajectoires sont plus faciles à rayonner, Elle est également plus vulnérable à l'IME externe. Pour résoudre ces problèmes,, Utiliser un maillage plus serré, Tout comme l'utilisation de tresses de verre plus serrées pour empêcher les effets de tressage des fibres. Flexibilité et rigidité PCB board Continuera d'être PCB board Espace et devenir plus avancé grâce à une capacité de fabrication renouvelée.