Technologie PCB - Résoudre les problèmes liés aux PCB haute vitesse

Lors de la conception de PCB, nous rencontrons souvent divers problèmes tels que l'adaptation d'impédance, les règles EMI, etc. cet article rassemble quelques questions et réponses relatives aux PCB haute vitesse.

1. Comment prendre en compte l'adaptation d'impédance lors de la conception d'un schéma de conception de PCB à grande vitesse?

Lors de la conception de circuits PCB haute vitesse, l'adaptation d'impédance est l'un des éléments de conception. Les valeurs d'impédance ont la même relation avec les méthodes de câblage, telles que la marche sur la couche superficielle (microruban) ou interne (ruban / double ruban), la distance par rapport à la couche de référence (couche d'alimentation ou couche de terre), la largeur du câblage, le matériau PCB, etc. les Deux affectent les valeurs d'impédance caractéristiques de la piste.

C'est - à - dire que la valeur de l'impédance ne peut être déterminée qu'après le câblage. En général, certaines conditions de câblage avec des discontinuités d'impédance ne peuvent pas être prises en compte par le logiciel de simulation en raison des limitations du modèle de circuit ou des algorithmes mathématiques utilisés. A ce stade, seuls quelques terminaux (terminaisons) peuvent rester sur le schéma, tels que les résistances série. Atténue les effets de la discontinuité d'impédance de trace. La vraie solution à ce problème est d'essayer d'éviter les discontinuités d'impédance lors du câblage.

2. Lorsqu'il y a plusieurs blocs fonctionnels numériques / analogiques dans la carte PCB, la méthode traditionnelle consiste à séparer la mise à la terre numérique / analogique. Quelle est la raison?

La raison de la séparation de la masse numérique / analogique est que le circuit numérique créera du bruit dans l'alimentation et la masse lors de la commutation entre le potentiel haut et le potentiel bas. La taille du bruit est liée à la vitesse du signal et à la taille du courant.

Si le plan de masse n'est pas divisé et que le bruit généré par le circuit de zone numérique est relativement important et que le circuit de zone analogique est très proche, le signal analogique est quand même perturbé par le bruit de masse même s'il n'y a pas de croisement entre le signal numérique et le signal analogique. C'est - à - dire qu'une méthode numérique - analogique non segmentée ne peut être utilisée que si la zone du circuit analogique est éloignée de la zone du circuit numérique générant un bruit important.

3. Quels aspects des règles EMC et EMI doivent être pris en compte par les concepteurs dans la conception de circuits imprimés haute vitesse?

En règle générale, la conception EMI / CEM doit prendre en compte les deux aspects du rayonnement et de la conduction. Le premier appartient à la partie haute fréquence (> 30 MHz) et le second à la partie basse fréquence (< 30 MHz). Vous ne pouvez donc pas vous concentrer uniquement sur les hautes fréquences et ignorer la partie basse fréquence.

Une bonne conception EMI / EMC doit commencer la mise en page en tenant compte de l'emplacement du dispositif, de la disposition de l'empilement de PCB, des méthodes de connexion importantes, du choix du dispositif, etc. S'il n'y a pas de meilleur arrangement à l'avance, il sera résolu par la suite. Cela va doubler les choses et augmenter les coûts.

Par example, le générateur d'horloge ne doit pas être positionné le plus près possible du 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. Le sol peut également être divisé pour contrôler la portée du bruit à haute fréquence. Enfin, la mise à la terre du châssis entre le PCB et le boîtier est correctement choisie.

4. Lors de la fabrication de la carte PCB, afin de réduire les interférences, le fil de terre doit - il former une fermeture et une forme?

Lors de la fabrication d'une carte PCB, la zone de boucle est généralement réduite afin de réduire les interférences. Lors de la pose de la ligne de sol, il ne doit pas être posé sous forme fermée, mais il est préférable de l'organiser en branches et d'augmenter autant que possible la surface du sol.

5. Comment ajuster la topologie de routage pour améliorer l'intégrité du signal?

Cette orientation du signal de réseau est d'autant plus complexe que l'influence de la topologie est différente pour les signaux unidirectionnels, bidirectionnels et de différents types de signaux de niveau, et qu'il est difficile de dire quelle topologie est favorable à la qualité du signal. La topologie à utiliser lors de la pré - simulation est exigeante pour les ingénieurs et nécessite une compréhension du principe du circuit, du type de signal et même de la difficulté de câblage.

6. Comment gérer la disposition et le câblage de PCB pour assurer la stabilité du signal au - dessus de 100m?

La clé du câblage des signaux numériques à grande vitesse est de réduire l'impact de la ligne de transmission sur la qualité du signal. Par conséquent, la disposition des signaux à grande vitesse au - dessus de 100 m nécessite que les traces du signal soient aussi courtes que possible. Dans les circuits numériques, le signal haute vitesse est défini par un temps de retard de montée du signal.

En outre, différents types de signaux (tels que TTL, GTL, LVTTL) ont différentes méthodes pour assurer la qualité du signal.