Technologie PCB - Comment gérer les signaux de carte PCB traversant la ligne de démarcation?

Lors de la conception d'un PCB, la Division du plan d'alimentation ou du plan de masse entraîne un plan incomplet. Lorsqu'un signal est acheminé, son plan de référence passe d'un plan d'alimentation à l'autre. Ce phénomène est appelé segmentation croisée du signal.

Schéma du phénomène de segmentation croisée

Dans un système de signalisation numérique à carte à grande vitesse, le signal à grande vitesse prend la voie de retour, c'est - à - dire la voie de retour, par le plan de référence. Lorsque le plan de référence est incomplet, les effets néfastes suivants se produiront:

Il en résultera une discontinuité d'impédance du câblage;

La diaphonie se produit facilement entre les signaux;

Il provoque une réflexion entre les signaux;

L'augmentation de la surface de boucle et de l'inductance du courant rend la forme d'onde de sortie facile à osciller;

Dans le même temps, il est facilement affecté par le champ magnétique spatial;

Augmenter les possibilités de couplage du champ magnétique avec d'autres circuits sur la carte;

La chute de tension de la plaque haute fréquence sur l'inductance de boucle forme une source de rayonnement de mode commun et génère un rayonnement de mode commun par l'intermédiaire d'un câble externe.

Par conséquent, le câblage PCB doit être aussi proche que possible de la surface plane et éviter la segmentation croisée. Ces situations ne sont autorisées que si la ligne de signal à basse vitesse doit traverser une partition ou ne peut pas être proche du plan de masse de l'alimentation.

Traitement des segments de portée dans la conception

Comment gérer l'inévitable segmentation croisée dans la conception de PCB? Dans ce cas, il est nécessaire de coudre la segmentation pour fournir un court chemin de retour au signal. Les traitements courants sont l'ajout de condensateurs cousus et de ponts entre fils.

, condensateur cousu

Typiquement, un condensateur en céramique encapsulé 0402 ou 0603 est placé à la Section du signal. Les condensateurs ont une valeur de capacité de 0,01 µF ou 0,1 µF. Si l'espace le permet, vous pouvez en ajouter plusieurs autres.

Dans le même temps, essayez de garantir que le fil de signal est dans la plage de 200 mil du condensateur de suture, plus la distance est petite, mieux c'est; Tandis que le réseau aux bornes du condensateur correspond au réseau du plan de référence parcouru par le signal. Voir le réseau connecté aux deux extrémités du condensateur dans l'image ci - dessous, deux réseaux différents avec des couleurs vives:

Pont entre les lignes

Les signaux sont généralement « mis à la masse par paquets » par segmentation dans la couche signal, ou peuvent inclure des lignes de signaux d'autres réseaux. Cette ligne "Packet - ground" doit être aussi épaisse que possible. Voir l'image ci - dessous pour ce traitement.

Astuces de câblage de signal à grande vitesse

Câblage de plaques multicouches

Les circuits de câblage de signaux de carte à grande vitesse sont généralement hautement intégrés et ont une densité de câblage élevée. L'utilisation de plaques multicouches n'est pas seulement nécessaire pour le câblage, c'est aussi un moyen efficace de réduire les interférences.

Un choix raisonnable du nombre de couches peut réduire considérablement la taille de la plaque d'impression, utiliser pleinement la couche intermédiaire pour définir le blindage, mieux atteindre la terre proche, réduire efficacement l'inductance parasite, raccourcir efficacement la longueur de transmission du signal et réduire considérablement les interférences croisées entre les signaux.

Plus le fil est plié petit, mieux c'est

Moins le fil est courbé entre les broches de la plaque à grande vitesse, mieux c'est.

Les fils du circuit de câblage du signal de la carte à grande vitesse sont entièrement rectilignes, nécessitent un virage, peuvent être tournés avec une ligne de pliage de 45 ° ou un arc de cercle, cette exigence est utilisée uniquement pour améliorer la résistance fixe de la feuille d'acier dans le circuit basse fréquence.

Dans les circuits à grande vitesse, le respect de cette exigence permet de réduire l'émission externe et le couplage des signaux à grande vitesse, de réduire le rayonnement et la réflexion des signaux.

Plus l'avance est courte, mieux c'est

Plus les broches entre les broches des dispositifs d'un circuit de câblage de signaux à grande vitesse sont courtes, mieux c'est.

Plus le fil est long, plus l'inductance et la capacité distribuées sont grandes, ce qui peut avoir un impact important sur le passage du signal haute fréquence du système et également modifier l'impédance caractéristique du circuit, entraînant des réflexions et des oscillations du système.

Moins il y a d'alternance entre les couches, mieux c'est

Moins il y a d'alternance de couches de fils entre les broches de la carte à grande vitesse, mieux c'est.

Par « moins il y a d'alternance inter - couches de fils, mieux c'est », on entend que moins il y a de porosités utilisées lors de la connexion des éléments, mieux c'est.

Il a été mesuré que les Vias peuvent apporter une capacité répartie de 0,5 PF, ce qui entraîne une augmentation significative du retard du circuit. La réduction du nombre de pores peut augmenter considérablement la vitesse.

Attention aux interférences croisées parallèles

Dans le câblage de signaux de carte à grande vitesse, il convient de noter les « interférences croisées» causées par le câblage étroitement parallèle des lignes de signal. Si la distribution parallèle n'est pas évitée, il est possible de disposer une grande surface de "masse" en regard des lignes de signal parallèles pour réduire fortement les perturbations.

Évitez les branches et les souches

Le câblage du signal de carte à grande vitesse doit éviter les branches ou les troncs.

Les résidus ont une grande influence sur l'impédance, ce qui entraîne une réflexion du signal et un dépassement, de sorte que les résidus et les branches doivent être évités dans la conception.

L'utilisation du câblage en chrysanthème réduira l'impact sur le signal.

Les lignes de signal doivent être situées dans la couche interne autant que possible

La ligne de signal de la plaque à haute fréquence allant à la surface est susceptible de produire un rayonnement électromagnétique plus important et est également susceptible d'être perturbée par un rayonnement électromagnétique externe ou des facteurs.

Si la ligne de signal de la plaque haute fréquence est posée entre l'alimentation et la ligne de terre, le rayonnement produit sera considérablement réduit par l'absorption des ondes électromagnétiques par l'alimentation et la couche inférieure.