Technologie PCB - Comment se produit le reflux PCB?

Tout d'abord, le concept de base du reflux

Le principe d'un schéma de carte de circuit imprimé numérique est que les signaux numériques sont transmis d'une porte logique à l'autre et que les signaux sont transmis de la borne de sortie au récepteur via un fil, ce qui semble être un flux unidirectionnel, de sorte que de nombreux ingénieurs numériques pensent que la boucle n'est pas pertinente, après tout, le pilote de l'appareil et le récepteur sont désignés comme des modes de tension, Pourquoi penser au courant?

En fait, la théorie de base des circuits nous dit que les signaux sont transportés par un courant électrique, en particulier par le Mouvement des électrons, et l'une des caractéristiques d'un flux d'électrons est que les électrons ne restent jamais nulle part, tant que le courant reviendra certainement, alors le courant circule toujours dans la boucle, et les circuits des signaux facultatifs existent tous en boucle fermée.

Pour la transmission de signaux haute fréquence, il s'agit en fait du processus de charge d'un condensateur diélectrique pris en sandwich entre la ligne de transmission et la couche continue.

Deuxièmement, les effets du reflux

Le reflux est généralement réalisé dans un circuit numérique au moyen d'une masse et d'un plan d'alimentation. Les trajets de retour des signaux haute fréquence et basse fréquence sont différents. Le retour du signal basse fréquence sélectionne le chemin d'impédance et le retour du signal haute fréquence sélectionne le chemin d'impédance.

Lorsqu'un courant circule du conducteur du signal à l'extrémité réceptrice du signal à travers la ligne de signal, il y a toujours un retour en sens inverse: de la broche de masse de la charge, à travers le plan cuivré, à la source du signal, le courant circule à travers la ligne de signal formant une boucle fermée.

La fréquence du bruit provoqué par le courant circulant dans le plan cuivré est égale à la fréquence du signal et plus la fréquence du signal est élevée, plus la fréquence du bruit est élevée. La porte logique ne répond pas au signal d'entrée, mais à la différence entre le signal d'entrée et la broche de référence.

Le circuit de terminaison à point unique répond à la différence entre le signal d'entrée et son plan logique de référence, de sorte que t

Le plan de référence au sol est aussi important que les perturbations sur le trajet du signal.

La porte logique et la broche d'entrée de référence spécifiée répondent, on ne sait pas laquelle est spécifiée par la broche de référence (généralement négative pour TTL, généralement positive pour ECL, mais pas toutes), et par nature, a un bon effet sur le bruit aléatoire et la capacité d'anti - interférence du signal différentiel du Plan de glissement de puissance.

Lorsque de nombreux signaux numériques synchronisent la carte PCB du commutateur (comme le bus de données CPU, le bus d'adresse, etc.) et qu'il fait circuler le courant de charge instantané du circuit d'alimentation ou à travers le circuit vers la masse, un bruit de commutation simultané (SSN) est généré, en raison de l'impédance de la ligne d'alimentation et de la masse, et un bruit de rebond du plan de masse (jeu) se produit au - dessus du sol.

Et lorsque la zone d'enveloppement des lignes d'alimentation et des lignes de terre sur la carte d'impression est grande, leur énergie rayonnée est également plus grande, par conséquent, nous avons analysé l'état de commutation de la puce numérique, pris des mesures pour contrôler le mode de retour afin de réduire la zone d'enveloppement pour atteindre Le but du rayonnement.

Description de l'exemple:

Ic1 est la sortie du signal, ic2 est l'entrée du signal (pour un modèle PCB simplifié, on suppose que la réception contient la résistance sous - jacente) et la troisième couche est la couche. Les terres d'ic1 et d'ic2 proviennent de la troisième couche.

Le coin supérieur droit de la couche top est le plan d'alimentation connecté au pôle positif de l'alimentation. C1 et C2 sont des condensateurs de découplage de ic1 et ic2 respectivement. L'alimentation et la masse de la puce représentée sur les figures sont à la fois l'alimentation du signal émis et la masse du signal reçu.

En basse fréquence, si la borne S1 délivre un niveau haut, l'ensemble de la boucle de courant est une source d'alimentation par le fil au plan d'alimentation VCC, puis par le chemin orange dans ic1, puis par la borne S1, par le fil de la deuxième couche dans ic2 par la borne R1, puis dans la couche GNd, pour revenir à la borne négative de l'alimentation par le chemin rouge.

Aux hautes fréquences, les caractéristiques de distribution du PCB peuvent avoir un impact important sur le signal. Ce qui est communément appelé reflux est un problème fréquemment rencontré dans les signaux haute fréquence.

Lorsque S1 à R1 augmente avec le signal de courant, le champ magnétique externe varie très rapidement et peut rendre le conducteur n

Lorsqu'un courant inverse est induit, si la troisième couche du plan de masse est un plan complet, un courant de marquage en pointillés bleus peut être généré sur le plan de masse, et si l'alimentation de la couche top a un plan complet, un reflux le long de la Ligne bleue pointillée peut également être généré sur la couche top.

Or, la boucle de signal possède une boucle de courant, une énergie rayonnée et la capacité de coupler des signaux externes. (l'effet de chimiotaxie à haute fréquence rayonne également de l'énergie vers l'extérieur, et le principe est le même.)

Comme le niveau et le courant du signal haute fréquence varient rapidement, mais que la période de variation est courte, l'énergie requise n'est pas très importante et la puce est donc alimentée par un condensateur de découplage situé à proximité de la puce.

Lorsque C1 est suffisamment grand et réagit assez rapidement (les valeurs esr sont très faibles et des condensateurs en céramique sont généralement utilisés. Les condensateurs à plaques ont des esr beaucoup plus faibles que les condensateurs au tantale. Le chemin orange de la couche supérieure et le chemin rouge de la couche GNd peuvent être considérés comme inexistants. (il y a un courant correspondent à l'alimentation de l'ensemble de la carte, mais il n'y a pas de courant correspondent au signal représenté).

Ainsi, selon l'environnement construit sur la figure, l'ensemble du chemin de courant est le suivant: borne positive de la ligne de signal C1 - VCC ic1 - S1 - L2 - R1 - GNd de ic2 - via - jaune de la couche GNd - via - borne négative du condensateur.