Technologie PCB - Mise en page PCB et câblage compétences Quiz 1

Mise en page PCB et câblage compétences Quiz 1

Dans la conception de produits électroniques, la disposition et le câblage des PCB sont des étapes importantes, tandis que la qualité de la disposition et du routage des PCB aura un impact direct sur les performances du circuit.

Maintenant, bien qu'il existe de nombreux logiciels qui permettent le placement automatique et le câblage des PCB. Cependant, à mesure que la fréquence du signal augmente, dans de nombreux cas, les ingénieurs doivent comprendre les principes de base et les techniques de mise en page et de câblage des PCB pour rendre leurs conceptions parfaites.

Ce qui suit décrit les principes de base pertinents et les conseils de conception pour la mise en page de PCB et répond aux questions difficiles sur la mise en page de PCB sous forme de questions et réponses.

1. Question: quels problèmes devraient être notés lors du câblage du signal haute fréquence?

Réponse: adaptation d'impédance de la ligne de signal; Cet espace est isolé des autres lignes de signal; Pour les signaux numériques à haute fréquence, l'effet de la ligne différentielle sera meilleur.

2. Problème: dans la disposition de la carte, si les conducteurs sont denses, il peut y avoir plus de pores, ce qui affecte bien sûr les performances électriques de la carte. Comment améliorer les performances électriques de ma carte?

Réponse: pour les signaux à basse fréquence, la porosité n'est pas importante. Pour les signaux à haute fréquence, minimiser les porosités. S'il y a beaucoup de lignes, vous pouvez envisager un panneau de ligne multicouche.

3. Question: est - il préférable d'ajouter plus de condensateurs de découplage sur la carte?

Réponse: les condensateurs de découplage doivent ajouter les valeurs appropriées aux endroits appropriés. Par exemple, en l'ajoutant au port d'alimentation d'un périphérique analogique, vous devez utiliser différentes valeurs de capacité pour filtrer les signaux parasites à différentes fréquences.

4. Question: quels sont les critères d’un bon conseil d’administration?

Réponse: la disposition est raisonnable, la redondance de puissance de la ligne d'alimentation est suffisante, l'impédance d'impédance à haute fréquence, le câblage à basse fréquence est simple.

5. Question: Quel est l'impact des trous traversants et borgnes sur la différence de signal? Quels sont les principes applicables?

Réponse: l'utilisation de trous borgnes ou enterrés est un moyen efficace d'augmenter la densité de la plaque multicouche, de réduire le nombre de couches et la taille de la plaque, de réduire considérablement le nombre de trous de placage. 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. Question: quand il s'agit de systèmes hybrides analogiques - numériques, certains suggèrent que la couche électrique devrait être divisée, la couche de terre devrait être recouverte de cuivre, d'autres suggèrent que la couche de terre électrique devrait être divisée, connecter différentes mises à la Terre aux bornes d'alimentation, mais cela retournera le signal. Le chemin est loin, Comment choisir une méthode adaptée à une application particulière?

Réponse: Si vous avez une ligne de signal haute fréquence > 20 MHz et que la longueur et le nombre sont relativement importants, ce signal analogique haute fréquence nécessite au moins deux couches. Une couche de lignes de signal, une couche de masse de grande surface et une couche de lignes de signal nécessitent des perforations suffisantes 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. Problème: dans la carte, le plug - in d'entrée de signal est sur le bord gauche du PCB et le MCU est sur le côté droit. Placez ensuite la puce d'alimentation stable près du plug - in lors de la mise en page (la sortie 5V de l'IC d'alimentation est atteinte après un chemin relativement long MCU) ou placez l'IC d'alimentation à droite du Centre (la ligne 5V de sortie de l'IC d'alimentation est plus courte lorsqu'elle atteint le MCU, mais la ligne d'alimentation d'entrée traverse une carte PCB plus longue)? Ou y a - t - il une meilleure disposition?

Réponse: Tout d'abord, est - ce que votre soi - disant plug - in d'entrée de signal est un appareil analogique? S'il s'agit d'un appareil analogique, il est recommandé que la disposition de votre alimentation n'affecte pas autant que possible l'intégrité du signal dans la partie analogique. Il y a donc plusieurs considérations:

Tout d'abord, si votre puce d'alimentation régulée est une source d'alimentation relativement propre et à faible ondulation. Pour l'alimentation de la partie analogique, les exigences en matière d'alimentation sont relativement élevées;

Que la partie analogique et votre MCU soient la même source d'alimentation, dans la conception du circuit haut, il est recommandé de séparer l'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. Problème: dans l'application de la chaîne de signal à grande vitesse, plusieurs ASIC sont analogiques et numériques. Le sol est - il divisé? Quelles sont les lignes directrices existantes? Quel est le meilleur effet?

Réponse: jusqu'à présent, il n'y a pas de conclusion. Dans des circonstances normales, vous pouvez vous référer au Manuel de la puce. Les manuels de toutes les puces hybrides Adi recommandent un schéma de mise à la terre, certains recommandés pour la mise à la terre publique et d'autres pour l'isolation. Cela dépend de la conception de la puce.

9. Question: quand faut - il considérer des longueurs de ligne égales? Si vous souhaitez envisager d'utiliser des fils de même longueur, la différence de longueur entre deux lignes de signal ne peut pas dépasser combien? Comment calculer?

Réponse: pensée de calcul de ligne différentielle: Si vous transmettez un signal sinusoïdal, votre 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, les deux signaux sont complètement annulés. Par conséquent, la différence de longueur à ce moment est une valeur numérique. De même, la différence de ligne de signal doit être inférieure à cette valeur.

10. Q: quelle situation est appropriée pour le routage serpentin à grande vitesse? Y a - t - il des inconvénients, par example la nécessité d'une Quadrature des deux groupes de signaux pour une ligne de distribution différentielle?

Réponse: le routage serpentine a différentes fonctions en raison des différentes applications:

Si une trace serpentine apparaît dans la carte d'ordinateur, elle joue principalement le rôle de filtrer l'inductance et l'adaptation d'impédance pour améliorer la capacité anti - interférence 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.

S'il est utilisé sur une carte PCB universelle, il peut également être utilisé comme bobine inductive pour une antenne radio, etc. en plus de l'inductance du filtre, 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 connectées; « terminaison, mais la ligne de serpent ne fonctionne pas comme une inductance. Au lieu de cela, l'inductance provoque un déphasage harmonique élevé sur le front montant du signal, ce qui entraîne une détérioration de la qualité du signal et nécessite donc un espacement de serpent inférieur à deux fois la largeur de la ligne.

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.