Technologie PCB - Problèmes dans la conception de PCB haute vitesse

À mesure que les dispositifs fonctionnent à des fréquences de plus en plus élevées, les problèmes d'intégrité du signal rencontrés par les conceptions de circuits imprimés à grande vitesse sont devenus un goulot d'étranglement pour les conceptions traditionnelles et les ingénieurs sont confrontés à des défis croissants dans la conception de solutions complètes. Bien que les outils de simulation et d'interconnexion haute vitesse associés puissent aider les concepteurs à résoudre certains de ces problèmes, la conception de PCB haute vitesse nécessite également une accumulation continue d'expérience et un échange approfondi entre les industries.

Certaines des questions qui ont fait l'objet d'une grande attention sont énumérées ci - dessous.

Impact de la topologie de câblage sur l'intégrité du signal

Des problèmes d'intégrité du signal peuvent survenir lorsque le signal est transmis le long d'une ligne de transmission sur une carte PCB haute vitesse. Question de tongyang, un internaute de STMicroelectronics: pour un ensemble de bus (adresses, données, commandes) qui pilotent jusqu'à 4 ou 5 périphériques (flash, SDRAM, etc.), lorsque le circuit imprimé est câblé, le bus arrive à chaque périphérique à son tour, connecté d'abord à la SDRAM, puis au flash... Le bus est toujours distribué en étoile, c'est - à - dire qu'il est séparé de quelque part et connecté à chaque appareil. Laquelle des deux est la meilleure en termes d'intégrité du signal?

En réponse, Li Baolong a noté que l'impact de la topologie de câblage sur l'intégrité du signal se reflète principalement dans l'incohérence du temps d'arrivée du signal à chaque nœud, et que le signal réfléchi atteint également un certain nœud à un moment incohérent, ce qui entraîne une détérioration de la qualité du signal. D'une manière générale, une topologie en étoile permet d'obtenir une meilleure qualité de signal en contrôlant plusieurs branches de même longueur, de sorte que les retards de transmission et de réflexion du signal coïncident. Avant d'utiliser une topologie, vous devez tenir compte de la situation, du fonctionnement réel et de la difficulté de câblage des nœuds de topologie de signal. Les différents Buffers ont des effets différents sur la réflexion du signal, de sorte que la topologie en étoile ne peut pas résoudre les retards des bus d'adresses de données connectés à flash et SDRAM et ne peut donc pas assurer la qualité du signal; D'autre part, les signaux à haut débit sont généralement faibles pour les communications entre DSP et SDRAM, le taux de chargement de flash n'est donc pas élevé, de sorte qu'en simulation à haut débit, seule la forme d'onde au noeud où le signal à haut débit réel est garanti pour fonctionner efficacement, il n'est pas nécessaire de prêter attention à la forme d'onde à Flash; La topologie en étoile a été comparée aux chrysanthèmes et à d'autres topologies. En d'autres termes, le câblage est plus difficile, surtout lorsqu'un grand nombre de signaux d'adresse de données utilisent une topologie en étoile.

Effet des Pads sur les signaux à grande vitesse

Dans un PCB, d'un point de vue de la conception, un trou de travers se compose principalement de deux parties: un trou intermédiaire et des plots autour du trou. Un ingénieur nommé fulonm a interrogé les invités sur les effets des Pads sur les signaux à grande vitesse. À ce sujet, Li Baolong a déclaré: le PAD a un impact sur le signal à grande vitesse, il affecte l'impact d'un boîtier de dispositif similaire sur le dispositif. Une analyse détaillée a montré qu'après la sortie du signal de l'IC, il passe par les lignes de liaison, les broches, les boîtiers d'encapsulation, les Plots et les soudures jusqu'à la ligne de transmission. Toutes les articulations dans ce processus affectent la qualité du signal. Mais dans l'analyse réelle, il est difficile de donner des paramètres spécifiques pour les Plots, les soudures et les broches. Par conséquent, les paramètres de paquet dans le modèle Ibis sont généralement utilisés pour les agréger. Bien entendu, cette analyse peut être reçue à des fréquences plus basses, mais pour des signaux de fréquences plus élevées, une simulation de plus grande précision n'est pas suffisamment précise. La tendance actuelle est d'utiliser les courbes V - I et V - t d'ibis pour décrire les caractéristiques des tampons et le modèle Spice pour décrire les paramètres d'encapsulation.

Comment supprimer les interférences électromagnétiques

Les PCB sont une source d'interférences électromagnétiques (EMI), de sorte que la conception des PCB est directement liée à la compatibilité électromagnétique (CEM) des produits électroniques. Si l'accent est mis sur l'EMC / EMI dans la conception de PCB à grande vitesse, cela aidera à raccourcir le cycle de développement du produit et à accélérer le délai de mise sur le marché. Par conséquent, dans ce forum, de nombreux ingénieurs sont très préoccupés par la suppression des interférences électromagnétiques. Par exemple, Shu Jian de Wuxi Xiansheng Medical Imaging Co., Ltd a déclaré que les harmoniques du signal d'horloge ont été trouvées très graves dans les tests CEM. Est - ce qu'un traitement spécial est nécessaire pour les broches d'alimentation des IC qui utilisent le signal d'horloge? Connectez le condensateur de découplage à la broche d'alimentation. Quels sont les aspects à surveiller dans la conception de PCB pour supprimer le rayonnement électromagnétique? En réponse, M. Li a souligné que les trois éléments de la compatibilité électromagnétique sont la source de rayonnement, la voie de transmission et la victime. Les voies de propagation sont divisées en propagation du rayonnement spatial et conduction par câble. Par conséquent, pour supprimer les harmoniques, il faut d'abord regarder comment les harmoniques se propagent. Le découplage de l'alimentation est destiné à résoudre le problème de propagation du mode de conduction. En outre, l'adaptation et le blindage nécessaires sont nécessaires.

En réponse aux questions des internautes blancs, Baolong Lee a souligné que le filtrage est un excellent moyen de résoudre le rayonnement CEM par conduction. En outre, il peut être considéré du point de vue de la source de perturbation et de la victime. En ce qui concerne les sources d'interférence, essayez de vérifier avec un oscilloscope si le front montant du signal est trop rapide, s'il y a une réflexion ou un dépassement, une descente ou une sonnerie. Si oui, vous pouvez envisager de faire correspondre; De plus, essayez d'éviter de générer un signal de rapport cyclique de 50%, car ce signal n'a même pas de composantes Sub - harmoniques et hautes fréquences. Pour les victimes, des mesures telles que la couverture terrestre peuvent être envisagées.

Câblage RF est par ou courbe câblage pour la sélection

Sur ce forum, il y a beaucoup d'internautes qui se posent des questions sur la conception de circuits analogiques à haute vitesse. Par exemple, un internaute de Crystal electrons a demandé: dans les circuits imprimés à grande vitesse, le passage peut également réduire les grands chemins de retour, mais certaines personnes disent qu'elles sont prêtes à se plier sans passer, alors comment devrais - je choisir?

En réponse, Li Baolong a noté que le chemin de retour du circuit RF analytique est différent du retour du signal dans un circuit numérique à grande vitesse. Les deux ont quelque chose en commun, les deux sont des circuits paramétriques distribués, et les deux utilisent l'équation de Maxwell pour calculer les caractéristiques d'un circuit. Cependant, le circuit radiofréquence est un circuit analogique dans lequel la tension v = V (t) et le courant i = I (t) doivent être commandés, tandis que le circuit numérique se concentre uniquement sur les variations de la tension du signal v = V (t). Ainsi, dans le câblage RF, il est nécessaire de tenir compte de l'effet du câblage sur le courant en plus de la prise en compte du retour du signal. C'est - à - dire si le câblage et la courbure des trous ont un effet sur le courant du signal. En outre, la plupart des cartes RF sont des PCB simples ou doubles faces sans couche plane complète. Les voies de retour sont réparties sur différentes mises à la terre et alimentations autour du signal. L'analyse à l'aide d'un outil d'extraction de champ tridimensionnel est requise pendant la simulation. Le reflux des pores traversants nécessite une analyse spécifique; L'analyse de circuits numériques à grande vitesse ne traite généralement que des PCB multicouches avec des couches planes complètes, utilise l'analyse d'extraction de champ 2D, ne prend en compte que le reflux du signal dans les plans adjacents et les porosités ne sont utilisées que comme traitement de paramètre total RLC.