Technologie PCB - Conseils de câblage PCB 3 Questions et réponses

1. Comment gérer certains conflits théoriques dans le câblage PCB réel - Q: pendant le câblage PCB réel, de nombreuses théories sont en conflit les unes avec les autres; Par exemple: 1. Traiter les connexions avec plusieurs mises à la terre analogiques / numériques: en théorie, cela devrait être le cas. Ils sont isolés les uns des autres, mais dans la miniaturisation pratique et le câblage à haute densité, les traces de terre analogiques à petit signal peuvent être trop longues en raison de contraintes d'espace ou d'isolement absolu, ce qui rend difficile la connexion théorique. La pratique de l'usine de PCB est de diviser la mise à la terre du module fonctionnel analogique / numérique en une île complète sur laquelle la mise à la terre analogique / numérique du module fonctionnel est connectée. Les îles sont ensuite reliées au « grand » sol par des fossés. Je ne sais pas si cette méthode est correcte? 2. En théorie, la connexion entre l'oscillateur à cristal et le CPU devrait être aussi courte que possible. En raison de la disposition structurelle, la connexion entre l'oscillateur à cristal et le CPU est relativement allongée et donc perturbée et fonctionne de manière instable. Comment résoudre ce problème à partir du câblage? Il existe de nombreux autres problèmes, en particulier les problèmes EMC et EMI dans le câblage PCB haute vitesse. Il y a beaucoup de conflits, c'est un casse - tête. Comment résoudre ces conflits?

Réponse: 1. Fondamentalement, la mise à la terre analogique / numérique séparée est correcte. Il est important de noter que les traces de signal doivent autant que possible ne pas traverser les endroits divisés (douves) et que le chemin de retour du courant de l'alimentation et du signal ne doit pas être trop grand.

2. L'oscillateur à cristal est un circuit oscillant analogique à rétroaction positive. Pour obtenir un signal oscillant stable, il doit répondre aux spécifications de gain et de phase de la boucle. Les spécifications d'oscillation de ce signal analogique sont facilement perturbées. Même si des traces de protection de la terre sont ajoutées, il est possible que les interférences ne soient pas complètement isolées. Si la distance est trop grande, le bruit sur le plan du sol peut également affecter le circuit oscillant à rétroaction positive. La distance entre l'oscillateur à cristal et la puce doit donc être la plus proche possible.

3. Il y a vraiment beaucoup de conflits entre le câblage à grande vitesse et les exigences EMI. Mais le principe de base est que l'augmentation de la résistance et de la capacité de l'EMI ou des billes magnétiques de ferrite n'entraîne pas que certaines caractéristiques électriques du signal ne soient pas conformes aux spécifications. Par conséquent, il est préférable d'utiliser les compétences d'alignement des traces et des empilements de PCB pour résoudre ou réduire les problèmes EMI, tels que les signaux à grande vitesse entrant dans la couche interne. Enfin, la méthode de la capacité résistive ou des billes magnétiques de ferrite est utilisée pour réduire les dommages au signal.

2. Dans la conception à haute vitesse, comment résoudre le problème d'intégrité du signal? Comment le câblage différentiel est - il réalisé? Comment réaliser une ligne de distribution différentielle pour une ligne de signal d'horloge à une seule sortie? Réponse: l'intégrité du signal est fondamentalement une question d'adaptation d'impédance. Les facteurs qui influencent l'adaptation d'impédance comprennent la structure et l'impédance de sortie de la source de signal, l'impédance caractéristique de la trace, les caractéristiques du côté de la charge et la topologie de la trace. La solution est une topologie qui repose sur la terminaison et le réglage du câblage. Il y a deux points à noter dans la disposition des paires différentielles. L'un est que la longueur des deux fils doit être aussi longue que possible et l'autre est que la distance entre les deux fils (cette distance étant déterminée par l'impédance différentielle) doit rester constante, c'est - à - dire rester parallèle. Il y a deux façons parallèles, l'une où deux fils circulent côte à côte sur la même couche, l'autre où ces deux fils circulent sur deux couches adjacentes, supérieure et inférieure (supérieure et inférieure). En général, le premier a plus d'implémentations parallèles. Pour utiliser une ligne de distribution différentielle, il est logique que la source et la réception du signal soient des signaux différentiels. Il n'est donc pas possible d'utiliser une ligne de distribution différentielle pour un signal d'horloge n'ayant qu'une seule borne de sortie.

3. Sur le câblage de signal différentiel à grande vitesse - problème: lorsque la paire de lignes différentielles à grande vitesse est câblée en parallèle sur le PCB, en cas d'adaptation d'impédance, il y a de nombreux avantages en raison du couplage mutuel des deux fils. Cependant, on pense que cela augmentera l'atténuation du signal et affectera la distance de transmission. C'est ça? Pourquoi? Certaines grandes entreprises de PCB ont vu un câblage à grande vitesse aussi proche et parallèle que possible sur la carte d'évaluation, tandis que d'autres ont délibérément rapproché la distance entre les deux fils. Je ne sais pas lequel est le meilleur. Mon signal est au - dessus de 1 GHz avec une impédance de 50 ohms. Lorsque le calcul est effectué avec un logiciel, la paire de lignes différentielles est - elle également calculée à 50 ohms? Ou à 100 ohms? Est - il possible d'ajouter une résistance d'adaptation entre les paires de lignes différentielles en réception?

Réponse: l'une des causes de l'atténuation de l'énergie du signal haute fréquence est la perte de conducteur (perte de conducteur), y compris l'effet de la peau, et l'autre est la perte diélectrique de la substance diélectrique. Lorsque la théorie électromagnétique analyse l'effet de la ligne de transmission, l'ampleur de l'influence de ces deux facteurs sur l'atténuation du signal est visible. Le couplage des lignes différentielles affectera leur impédance caractéristique et deviendra plus petit. Selon le principe du diviseur de tension (diviseur de tension), cela réduira la tension que la source de signal envoie à la ligne. En ce qui concerne l'analyse théorique de l'atténuation du signal causée par le couplage, je n'ai pas lu. Les méthodes de câblage des paires différentielles doivent être correctement proches et parallèles. La proximité dite appropriée est due au fait que la distance affecte la valeur de l'impédance différentielle, qui est un paramètre important dans la conception d'une paire différentielle. Le parallélisme est également nécessaire pour maintenir la cohérence de l'impédance différentielle. Si les deux lignes sont soudainement proches et éloignées, l'impédance différentielle ne sera pas cohérente, ce qui affectera l'intégrité du signal et le retard temporel. L'impédance différentielle est calculée à 2 (Z11 - z12), où Z11 est l'impédance caractéristique de la trace elle - même et z12 est l'impédance résultant du couplage entre les deux lignes différentielles, qui est lié à la distance de la ligne. Ainsi, lorsque l'impédance différentielle est conçue à 100 ohms, l'impédance caractéristique de la trace elle - même doit être légèrement supérieure à 50 ohms. Quant à sa taille, il peut être calculé avec un logiciel de simulation.