Technologie PCB - 20 questions sur le câblage PCB

1. Quels problèmes devraient être notés lors du câblage du signal haute fréquence? Adaptation d'impédance des lignes de signal; Isolement spatial des autres lignes de signal; Pour les signaux numériques à haute fréquence, l'effet de la ligne différentielle sera meilleur.

2. Dans la disposition de la plaque, il peut y avoir plus de trous si le fil est dense, ce qui affectera bien sûr les propriétés électriques de la plaque. Comment améliorer les performances électriques de ma carte? Pour les signaux à basse fréquence, la porosité n'a pas d'importance. Pour les signaux à haute fréquence, minimiser les porosités. S'il y a beaucoup de lignes, vous pouvez envisager une carte multicouche PCB.

3. Est - il préférable d'ajouter plus de condensateurs de découplage sur la carte PCB? Les condensateurs de découplage doivent ajouter les valeurs appropriées aux endroits appropriés. Par example, il faut l'ajouter au port d'alimentation du dispositif analogique et utiliser différentes valeurs capacitives pour filtrer les signaux parasites à différentes fréquences.

4. Quels sont les critères d’un bon conseil d’administration? La disposition est raisonnable, la redondance d'alimentation de la ligne d'alimentation est suffisante, l'impédance haute fréquence et le câblage basse fréquence sont concis.

5. Quelle est l'influence des trous traversants et borgnes sur la différence de signal? Quels sont les principes applicables? L'utilisation de trous borgnes ou enterrés est un moyen efficace d'augmenter la densité des plaques multicouches, de réduire le nombre de couches et la taille des plaques, de réduire considérablement le nombre de trous métallisés.

Cependant, en revanche, les Vias sont faciles à mettre en œuvre et moins coûteux dans le processus, de sorte que les Vias sont souvent utilisés dans la conception.

6. Quand il s'agit de systèmes de mélange analogique - numérique, certains suggèrent que la couche électrique devrait être divisée et la couche de terre devrait être recouverte de cuivre. D'autres suggèrent que la couche de mise à la terre électrique devrait être divisée et que les différentes mises à la terre devraient être connectées aux bornes d'alimentation, mais le chemin de retour du signal serait alors loin. Comment choisir la bonne méthode pour une application spécifique? S'il y a des lignes de signal à haute fréquence > 20 MHz et que leur longueur et leur nombre sont relativement importants, un tel signal analogique à haute fréquence nécessite au moins deux couches. Une couche de ligne de signal, une couche de grande surface à la terre, la couche de ligne de signal doit perforer suffisamment de trous à la terre. Le but de ceci est:

Pour les signaux analogiques, ceci fournit un milieu de transmission complet et une adaptation d'impédance;

Le plan de masse isole le signal analogique des autres signaux numériques;

La boucle de mise à la terre est assez petite parce que vous avez fait beaucoup de trous, et la mise à la terre est une grande surface plane.

7. Dans la carte, le plug - in d'entrée de signal est à l'extrême gauche du PCB et le MCU est à droite, de sorte que dans la disposition, la puce d'alimentation stable est placée près du connecteur (alimentation IC sortie 5V MCU après un chemin relativement long), Ou placez l'IC d'alimentation à droite du Centre (la ligne de sortie 5V de l'IC d'alimentation au MCU est relativement courte, mais la ligne de segment d'alimentation d'entrée traverse une carte PCB relativement longue)? Ou y a - t - il une meilleure disposition? Tout d'abord, le plug - in d'entrée de signal est - il un appareil analogique? S'il s'agit d'un appareil analogique, il est recommandé que la disposition de l'alimentation n'affecte pas autant que possible l'intégrité du signal dans la partie analogique. Il y a donc plusieurs considérations: Tout d'abord, la puce d'alimentation régulée est - elle une source d'alimentation relativement propre et à faible ondulation? L'alimentation de la partie analogique est relativement exigeante en alimentation électrique; Que la partie analogique et le MCU soient une même source d'alimentation, dans la conception des circuits de haute précision, il est recommandé de séparer les sources d'alimentation de la partie analogique et de la partie numérique; L'alimentation de la partie numérique doit être prise en compte pour minimiser l'impact sur la partie du circuit analogique.

8. Dans l'application de la chaîne de signal à grande vitesse, plusieurs ASIC ont la terre analogique et numérique. Faut - il diviser le sol? Quelles sont les lignes directrices existantes? Quel est le meilleur effet? Aucune conclusion jusqu'à présent. Dans des circonstances normales, vous pouvez vous référer au Manuel de la puce. Tous les manuels pour les puces hybrides Adi recommandent un schéma de mise à la terre, certains sont recommandés pour la mise à la terre publique et d'autres pour l'isolation, en fonction de la conception de la puce.

9. Quand faut - il considérer des longueurs de ligne égales? Quelle est la plus grande différence entre les longueurs de deux lignes de signal si vous souhaitez envisager d'utiliser un câble isométrique? Comment calculer? Idée de calcul de ligne différentielle: si un signal sinusoïdal est transmis, la différence de longueur est égale à la moitié de la longueur d'onde qu'il transmet et la différence de phase est de 180 degrés. À ce stade, ces deux signaux sont complètement annulés. La différence de longueur à ce moment est donc maximale. De même, la différence de ligne de signal doit être inférieure à cette valeur.

10. Quel genre de situation est approprié pour le routage serpentin à grande vitesse? Y a - t - il des inconvénients? Par example, pour une ligne de distribution différentielle, il est nécessaire que les deux groupes de signaux soient en quadrature. Le câblage en serpentin a des fonctions différentes en raison des différentes applications: si le serpentin apparaît dans une carte d'ordinateur, il joue principalement le rôle de filtrer l'inductance et l'adaptation d'impédance pour améliorer la résistance aux interférences du circuit. Les traces serpentine dans la carte mère de l'ordinateur sont principalement utilisées pour certains signaux d'horloge tels que les lignes de signal PCI Clk, agpcik, IDE, DIMM, etc.

Si c'est dans une carte PCB en général, en plus du rôle de l'inductance du filtre, il peut également être utilisé comme inductance pour une antenne radio, etc. par exemple, il est utilisé comme inductance dans un interphone 2.4G.

Les exigences de longueur de câblage pour certains signaux doivent être strictement égales. Les longueurs équilatérales des cartes PCB numériques haute vitesse sont destinées à maintenir la différence de retard de chaque signal dans une plage garantissant la validité des données lues par le système au cours d'un même cycle (la différence de retard est supérieure à un cycle d'horloge, les données du cycle suivant seront lues incorrectement). Par exemple, il y a 13 hublinks dans l'architecture intelhub qui utilisent une fréquence de 233 MHz. Ils doivent être strictement égaux en longueur pour éliminer les dangers cachés causés par le décalage temporel. L'enroulement est la seule solution. En général, il est nécessaire que la différence de retard ne dépasse pas 1 / 4 de période d'horloge et que la différence de retard de ligne par unité de longueur soit également fixe. Le retard est lié à la largeur de ligne, à la longueur de ligne, à l'épaisseur de cuivre et à la structure de couche, mais une ligne trop longue augmente la capacité de distribution et l'inductance de distribution, La qualité du signal diminue. Ainsi, les broches IC d'horloge sont généralement terminales, mais les lignes de serpent ne fonctionnent pas comme des inductances. Inversement, l'inductance peut décaler le déphasage des harmoniques moyennes et hautes sur le front montant du signal, ce qui entraîne une dégradation de la qualité du signal. Par conséquent, il est nécessaire que les serpentins soient espacés d'au moins deux fois la largeur des lignes. Plus le temps de montée du signal est faible, plus il est sensible à la capacité de distribution et à l'inductance de distribution.

Dans certains circuits spéciaux, la trajectoire serpentine agit comme un filtre LC de paramètres de distribution.

11. Comment la compatibilité électromagnétique EMC / EMI est - elle prise en compte lors de la conception de PCB et quels aspects doivent être examinés en détail? Quelles mesures ont été prises? La conception EMI / EMC doit prendre en compte l'emplacement de l'appareil, la disposition de l'empilement de PCB, le routage des connexions importantes et le choix de l'appareil au début de la mise en page. Par example, le générateur d'horloge ne doit pas être positionné à proximité d'un connecteur externe. Les signaux à grande vitesse doivent atteindre autant de couches internes que possible. Notez l'adaptation d'impédance caractéristique et la continuité de la couche de référence pour réduire la réflexion. La vitesse de conversion du signal poussé par l'appareil doit être aussi faible que possible pour réduire l'altitude. Composante fréquentielle, lors du choix d'un condensateur de découplage / by - pass, il convient de noter si sa réponse fréquentielle répond aux exigences de réduction du bruit du plan de puissance. De plus, on prend soin du trajet de retour du courant du signal haute fréquence de manière à ce que la surface de boucle soit la plus petite possible (c'est - à - dire que l'impédance de boucle soit la plus faible possible) afin de réduire le rayonnement. La mise à la terre peut également être divisée pour contrôler la plage de bruit à haute fréquence. Enfin, la mise à la terre du châssis est correctement choisie entre le PCB et le boîtier.

12.what devrait faire attention lors de la conception de la ligne de transmission du circuit à large bande RF PCB? Comment configurer le trou de terre de la ligne de transmission est plus approprié, avez - vous besoin de concevoir l'adaptation d'impédance vous - même ou de coopérer avec un fabricant d'usinage de PCB? Il y a beaucoup de facteurs à prendre en compte sur cette question. Par exemple, les différents paramètres du matériau PCB, le modèle de ligne de transmission finalement établi en fonction de ces paramètres, les paramètres de l'équipement, etc. l'adaptation d'impédance est généralement conçue en fonction des informations fournies par le fabricant.

13. Lorsqu’un circuit analogique et un circuit numérique coexistent, par exemple, la moitié est la partie du circuit numérique d’un FPGA ou d’un monobloc et l’autre moitié est la partie du circuit analogique du DAC et de l’amplificateur associé. Il existe de nombreuses sources d'alimentation avec différentes valeurs de tension. Peut - on utiliser une alimentation universelle lorsqu'on rencontre une alimentation à valeur de tension utilisée dans les circuits numériques et analogiques? Quelles sont les astuces pour le câblage et la disposition des billes magnétiques? Cette méthode n'est généralement pas recommandée car elle sera plus complexe et difficile à déboguer.

14. Quelle est la base principale du choix de l'emballage des dispositifs tels que les résistances et les condensateurs lors de la conception de circuits imprimés multicouches à grande vitesse? Quels sacs sont couramment utilisés, pouvez - vous me donner quelques exemples? 0402 couramment utilisé dans les téléphones portables; 0603 généralement utilisé pour les modules de signalisation à grande vitesse en général; La base est que plus l'encapsulation est petite, plus les paramètres parasites sont petits. Bien sûr, le même boîtier de différents fabricants varie considérablement dans les performances à haute fréquence. Il est recommandé d'utiliser des composants spéciaux haute fréquence dans des endroits clés.

15. En général, dans la conception du panneau double face, devrait - on prendre la ligne de signal ou la ligne de terre en premier? Ce point doit être considéré de manière intégrée. Pensez au câblage lorsque vous pensez d'abord à la disposition.

16. Quelle devrait être la question la plus importante lors de la conception de circuits imprimés multicouches à grande vitesse? Pouvez - vous élaborer une solution détaillée à ce problème? La chose la plus importante à noter est la conception, c'est - à - dire comment diviser les lignes de signal, les lignes d'alimentation, les lignes de terre et les lignes de contrôle de chaque couche. Le principe général est que le signal analogique et la masse du signal analogique doivent être au moins une couche séparée. Une couche d'alimentation séparée est également recommandée.

17. Quand dois - je utiliser des panneaux de 2, 4 et 6 couches? Y a - t - il des limites techniques strictes (sans tenir compte des raisons quantitatives)? La fréquence du CPU ou la fréquence d'interaction des données avec un périphérique externe est - elle standard? L'utilisation de plaques multicouches peut d'abord fournir un plan de masse complet et peut fournir plus de couches de signal pour faciliter le câblage. Pour les applications où le CPU doit contrôler un périphérique de stockage externe, la fréquence d'interaction doit être prise en compte. Si la fréquence est plus élevée, un plan de masse complet doit être garanti. De plus, les lignes de signal doivent rester de même longueur.

18. Comment analyser l'effet du câblage PCB sur la transmission du signal analogique et comment distinguer si le bruit introduit pendant la transmission du signal est causé par le câblage ou par un dispositif d'amplification opérationnelle? C'est difficile à distinguer et la seule façon d'éviter que le câblage n'introduise un bruit supplémentaire est de passer par le câblage PCB.

19. Pour les circuits imprimés multicouches à grande vitesse, quels sont les paramètres de largeur de ligne appropriés pour les lignes d'alimentation, les lignes de terre et les lignes de signal? Quels sont les paramètres communs? Pouvez - vous donner un exemple? Par exemple, comment régler la fréquence de fonctionnement à 300 MHz? Pour un signal de 300 MHz, une simulation d'impédance doit être effectuée pour calculer la largeur de la ligne et la distance entre la ligne et le sol; Les lignes électriques doivent déterminer la largeur de ligne en fonction de la taille du courant. Dans le cas d'un PCB à signal mixte, la "ligne" n'est généralement pas utilisée pour représenter la masse, mais l'ensemble du plan pour assurer une résistance de boucle minimale et un plan complet sous la ligne de signal.

20. Quel type de disposition peut obtenir le meilleur effet de dissipation de chaleur? Il existe trois principales sources de chaleur dans le PCB: le chauffage des composants électroniques; Chauffage du PCB lui - même; Et la chaleur transmise par d'autres composants.

Parmi ces trois sources de chaleur, les composants produisent le plus de chaleur, la principale, suivie de la chaleur produite par la carte PCB. La chaleur transférée de l'extérieur dépend de la conception thermique globale du système et n'est pas prise en compte pour le moment.

Le but de la conception thermique est alors de prendre les mesures et les méthodes appropriées pour abaisser la température de l'assemblage et la température de la carte PCB afin que le système puisse fonctionner correctement à la bonne température. Cela se fait principalement en réduisant la production de chaleur et en accélérant la dissipation de chaleur.