Technologie PCB - Apprendre la mise en page de PCB, besoin de maîtriser la connaissance à haute vitesse

Avec la miniaturisation continue, la précision et la grande vitesse de l'électronique, la conception de PCB doit non seulement compléter la connexion de circuits de divers composants, mais également prendre en compte les différents défis posés par la grande vitesse et la haute densité. À l'heure actuelle, la conception de PCB à grande vitesse devient de plus en plus une compétence de conception que les praticiens de l'industrie de la conception de PCB dans son ensemble doivent maîtriser.

Lignes de transmission

Une ligne de transmission est définie comme une ligne de signal avec retour de signal (composée de deux fils d'une certaine longueur, l'un étant le chemin de propagation du signal et l'autre le chemin de retour du signal), les lignes de transmission les plus courantes étant également des traces sur une carte PCB.

Les deux lignes de transmission les plus courantes dans la conception numérique sont les lignes microruban et les lignes ruban.

Les lignes microruban se réfèrent généralement à des traces sur la couche externe du PCB et n'ont qu'un seul plan de référence. Il existe deux types de lignes microruban: enterrées ou non enterrées. Une ligne microruban enterrée (parfois appelée enterrée) encastre simplement une ligne de transmission dans un diélectrique, mais elle n'a toujours qu'un seul plan de référence.

Les lignes striées se réfèrent aux traces de la couche interne entre deux plans de référence.

Schéma d'une ligne de transmission PCB typique

Remarque: dans la conception de PCB à haute vitesse, si c'est un PCB à 4 couches ou plus, essayez d'utiliser la ligne de ruban, ce qui signifie que la ligne de signal à haute vitesse doit être câblée à la couche interne, ce qui peut réduire EMI, EMC et améliorer la capacité anti - interférence.

Retard

Par retard, on entend que le signal est transmis à une vitesse limitée sur les fils du PCB, le signal étant transmis de l'extrémité émettrice à l'extrémité réceptrice, pendant laquelle il y a un retard de transmission. Le retard du signal affecte la synchronisation du système, le retard de transmission dépendant principalement de la longueur du fil et de la constante diélectrique du milieu autour du fil.

Dans les systèmes numériques à grande vitesse, la longueur de la ligne de transmission du signal est le facteur le plus direct affectant la différence de phase des impulsions d'horloge. Par différence de phase d'une impulsion d'horloge, on entend deux signaux d'horloge produits simultanément et dont le temps d'arrivée à la réception n'est pas synchronisé.

La différence de phase des impulsions d'horloge réduit la prévisibilité de l'arrivée des bords du signal. Si la différence de phase des impulsions d'horloge est trop importante, un signal d'erreur sera généré à la réception. Comme le montre la figure ci - dessous, le retard de la ligne de transmission est devenu une partie importante de la période des impulsions d'horloge.

Bus série / bus parallèle

Les signaux à grande vitesse sont courants dans les différents bus série et parallèles. Vous ne pouvez commencer le câblage que lorsque vous savez ce qu'est un bus et à quelle vitesse il fonctionne.

Qu'est - ce qu'un bus série? Qu'est - ce qu'un bus parallèle? Vous pouvez obtenir une idée approximative du sens littéral. Serial indique que les données sont envoyées bit par bit et Parallel indique que les données sont envoyées par paquets.

Le meilleur exemple de transmission parallèle est la puce mémoire DDR. Il a un ensemble de lignes de données d0 - D7, plus dqs, DQM. Cet ensemble de lignes est transmis ensemble. Quelle que soit l'erreur, les données ne seront pas transmises correctement. Renvoyer uniquement.

Les paquets de données parallèles sont transmis ensemble et chaque bit doit être transmis ensemble. On ne peut pas dire un peu plus tard. Par conséquent, lors du câblage de PCB, un groupe de lignes doit être de longueur égale.

Les données série sont différentes. Les données sont transmises bit par bit et il n'y a pas de connexion entre les bits. Cependant, bien que les données série soient transmises l'une après l'autre, il n'est pas nécessaire d'avoir des longueurs égales, mais ce n'est pas une ligne. Les lignes à grande vitesse sont généralement des lignes différentielles, c'est - à - dire deux lignes, une positive et une négative. Il s'agit d'améliorer les performances anti - interférence.