Technologie PCB - Quelques questions fréquemment posées sur la conception de cartes PCB haute fréquence

Avec le développement rapide de la technologie électronique et l'application généralisée de la technologie de communication sans fil dans divers domaines, la haute fréquence, la haute vitesse et la haute densité deviennent progressivement l'une des tendances de développement importantes des produits électroniques modernes. La transmission de signaux haute fréquence et la numérisation à grande vitesse forcent la carte PCB haute fréquence à se déplacer vers des micropores et des trous enterrés / borgnes, des lignes fines et des couches diélectriques uniformes et minces. Haute fréquence, haute vitesse, haute densité, multicouche PCB haute technologie de conception de carte haute fréquence est devenu un domaine de recherche important. Basé sur des années d'expérience de travail dans la conception de matériel, l'auteur a résumé quelques conseils de conception et des considérations pour les circuits à haute fréquence pour référence à tous.

1. Comment choisir une carte PCB haute fréquence?

Le choix du matériau de la carte PCB haute fréquence doit trouver un équilibre entre la satisfaction des exigences de conception et la production de masse et les coûts. Les exigences de conception comprennent une partie électrique et une partie mécanique. Ce problème de matériau est souvent plus important lors de la conception de cartes PCB haute fréquence à très haute vitesse (fréquences supérieures à GHz). Par example, un matériau fr - 4 couramment utilisé, les pertes diélectriques à des fréquences de quelques GHz auront un impact important sur l'atténuation du signal et peuvent ne pas convenir. En ce qui concerne l'électricité, Notez si la constante diélectrique et les pertes diélectriques conviennent à la fréquence de conception.

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

L'intégrité du signal est essentiellement une question d'adaptation d'impédance. Les facteurs qui influencent l'adaptation d'impédance comprennent la structure et l'impédance de sortie de la source de signal, l'impédance caractéristique de la trace, les caractéristiques du côté de la charge et la topologie de la trace. La solution est une topologie qui repose sur la terminaison et le réglage du câblage.

3. Comment éviter les interférences à haute fréquence?

L'idée de base pour éviter les interférences à haute fréquence (carte PCB haute fréquence) est de minimiser les interférences du champ électromagnétique du signal à haute fréquence (carte PCB haute fréquence), appelé diaphonie (Crosstalk). Il est possible d'augmenter la distance entre le signal à grande vitesse et le signal analogique ou d'ajouter un séparateur / protection de la terre à côté du signal analogique. Notez également les interférences de bruit de la mise à la terre numérique à la mise à la terre analogique.

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

La résistance d'adaptation entre les paires de lignes différentielles en réception est généralement Additive et sa valeur doit être égale à celle de l'impédance différentielle. La qualité du signal sera meilleure de cette façon.

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 et la réception du signal soient des signaux différentiels. Il n'est donc pas possible d'utiliser une ligne de distribution différentielle pour un signal d'horloge n'ayant qu'une seule borne de sortie.

6. 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 et l'autre est que la distance entre les deux fils (cette distance étant déterminée par l'impédance différentielle) doit rester constante, c'est - à - dire rester parallèle. Il y a deux façons parallèles, l'une où deux fils circulent côte à côte sur la même couche, l'autre où ces deux fils circulent sur deux couches adjacentes, supérieure et inférieure (supérieure et inférieure). Souvent, les premiers côte à côte (côte à côte, côte à côte) sont mis en œuvre de plus en plus de façons.

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

Le câblage de la paire différentielle doit être convenablement proche et parallèle. La proximité dite appropriée est due au fait que la distance affecte la valeur de l'impédance différentielle, qui est un paramètre important dans la conception d'une paire différentielle. Le parallélisme est également nécessaire pour maintenir la cohérence de l'impédance différentielle. Si les deux lignes sont soudainement proches et éloignées, l'impédance différentielle ne sera pas cohérente, ce qui affectera l'intégrité du signal.

(intégrité du signal) et temporisation (temporisation).

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

Maintenant, les routeurs automatiques de la plupart des logiciels de câblage fort ont des limites définies pour contrôler la méthode d'enroulement et le nombre de trous percés. Les capacités du moteur d'enroulement et les projets de fixation des contraintes varient parfois considérablement d'une société EDA à l'autre. Par exemple, s'il y a suffisamment de contraintes pour contrôler la façon dont les serpentins sont enroulés, s'il y a un contrôle sur l'espacement des traces des paires différentielles, etc. cela affectera si la méthode de câblage pour le câblage automatique correspond à ce que le concepteur pense. De plus, la difficulté de régler manuellement le câblage est également absolument liée à la capacité du moteur à bobinage. Par exemple, la capacité de pousser des traces, la capacité de pousser à travers les trous, ou même la capacité de pousser des traces sur le revêtement de cuivre, etc. le choix d'un routeur avec une forte capacité de moteur d'enroulement est donc la solution.

9. Comment gérer certains conflits théoriques dans le câblage réel?

Fondamentalement, la mise à la terre analogique / numérique divisée et isolée est correcte. Il est important de noter que les traces de signal doivent autant que possible ne pas traverser les endroits divisés (douves) et que le chemin de retour du courant de l'alimentation et du signal ne doit pas être trop grand.

Un oscillateur à cristal est un circuit oscillant analogique à rétroaction positive. Pour avoir 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 une piste de protection au sol, il peut ne pas être possible d'isoler complètement les perturbations. Si la distance est trop grande, le bruit sur le plan du sol peut également affecter le circuit oscillant à rétroaction positive. La distance entre l'oscillateur à cristal et la puce doit donc être la plus proche possible.

En fait, il existe de nombreux conflits entre le câblage haute vitesse et les exigences EMI. Mais le principe de base est que l'augmentation de la résistance et de la capacité ou de la ferrite de l'Emi n'entraîne pas la non - conformité de certaines caractéristiques électriques du signal aux spécifications. Par conséquent, il est préférable de résoudre ou de réduire les problèmes EMI, tels que l'entrée de signaux à grande vitesse dans la couche interne, en utilisant l'astuce d'agencement des traces et des cartes PCB haute fréquence. Enfin, la méthode des condensateurs résistifs ou des plaques de ferrite est utilisée pour réduire les dommages au signal.

10. 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: la couche d'alimentation supérieure est mise à la terre. 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.