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Une autre difficulté de la conception moderne de circuits imprimés à signaux mixtes est qu'il existe de plus en plus de dispositifs logiques numériques différents, tels que GTL, LVTTL, LVCMOS et LVDS logic. Les seuils logiques et les oscillations de tension de chaque Circuit logique sont différents, mais ils sont différents. Les seuils logiques et les oscillations de tension doivent être conçus ensemble sur un PCB. Ici, vous pouvez maîtriser les stratégies et les techniques de réussite grâce à une analyse approfondie de la mise en page et du câblage de circuits imprimés à signal mixte haute densité et haute performance.
Analyse des méthodes de mise en page et de câblage dans la conception de PCB à signaux mixtes
Bases du câblage de circuits à signaux mixtes
Lorsque les circuits numériques et analogiques partagent les mêmes composants sur la même carte, la disposition et le câblage des circuits doivent être méthodiques.
2. Dans la conception de PCB à signal mixte, il existe des exigences spéciales pour le câblage d'alimentation, qui exigent que le bruit analogique et le bruit de circuit numérique soient isolés les uns des autres pour éviter le couplage de bruit, augmentant ainsi la complexité de la disposition et du câblage. Les exigences particulières pour les lignes de transmission et l'isolation du couplage de bruit entre les circuits analogiques et numériques augmentent encore la complexité de l'agencement et du câblage des PCB à signaux mixtes.
3. Si l'alimentation de l'amplificateur analogique dans le convertisseur A / D et l'alimentation numérique du convertisseur A / D sont connectées ensemble, il est probable qu'elles provoquent une interaction entre la partie analogique et la partie numérique du circuit. Peut - être, en raison de l'emplacement des connecteurs d'entrée / sortie, le schéma de configuration doit mélanger le câblage des circuits numériques et analogiques.
Avant la disposition et le câblage, les ingénieurs doivent identifier les faiblesses fondamentales de la disposition et du schéma de câblage. Même avec un jugement erroné, la plupart des ingénieurs ont tendance à utiliser des informations de mise en page et de câblage pour identifier les impacts électriques potentiels.
4. Disposition et câblage de PCB de signal mixte moderne
La mise en page et les techniques de câblage des circuits imprimés à signaux mixtes seront illustrées ci - dessous par la conception de la carte d'interface oc48. Oc48 est l'abréviation de optical carrier standard 48, qui communique essentiellement vers une optique série de 2,5 GB. C'est l'une des normes de communication optique haute capacité dans les appareils de communication modernes. La carte d'interface oc48 contient plusieurs problèmes typiques de configuration et de câblage de PCB à signaux mixtes. Le processus de mise en page et de câblage spécifie l'ordre et les étapes pour résoudre le schéma de mise en page PCB à signaux mixtes.
La carte oc48 contient un émetteur - récepteur optique qui permet une conversion bidirectionnelle des signaux optiques et des signaux électriques analogiques. Un processeur de signaux numériques d'entrée ou de sortie de signaux analogiques, le DSP convertissant ces signaux analogiques en niveaux logiques numériques, peut être connecté à un microprocesseur, à un réseau de portes programmables, à un DSP et à un circuit d'interface de système à microprocesseur sur une carte oc48. Une boucle à verrouillage de phase indépendante, un filtre de puissance et une source de tension de référence locale sont également intégrés.
5. Après avoir vérifié la disposition et les exigences de câblage des différents blocs de circuits fonctionnels, il est initialement recommandé d'utiliser un panneau de 12 couches. La configuration des couches microruban et ruban permet de réduire en toute sécurité le couplage des couches de câblage adjacentes et d'améliorer le contrôle d'impédance. Une couche de mise à la terre est disposée entre la première et la deuxième couche pour isoler le câblage de la source de référence analogique sensible, du cœur du CPU et de l'alimentation du filtre PLL des microprocesseurs et des périphériques DSP sur la première couche. L'alimentation et le plan de masse apparaissent toujours par paires, de la même manière que pour le partage d'un plan d'alimentation de 3,3 V sur une carte oc48. Cela réduira l'impédance entre l'alimentation et la terre, réduisant ainsi le bruit sur le signal d'alimentation.
6. Évitez d'exécuter la ligne d'horloge numérique et la ligne de signal analogique haute fréquence près de la couche d'alimentation, sinon le bruit du signal d'alimentation sera couplé au signal analogique sensible.
En fonction des besoins de câblage des signaux numériques, l'utilisation d'une alimentation et d'ouvertures analogiques du plan de masse (Split) est soigneusement envisagée, en particulier aux entrées et aux sorties des dispositifs à signaux mixtes. Le passage d'une ouverture dans une couche de signal adjacente entraînera une boucle de ligne de transmission discontinue et de mauvaise impédance. Cela entraînera des problèmes de qualité du signal, de synchronisation et d'EMI.
Parfois, l'ajout de plusieurs couches de terre sous un dispositif ou l'utilisation de plusieurs couches externes comme couche de puissance locale ou couche de terre peut éliminer les ouvertures et éviter les problèmes mentionnés ci - dessus. Plusieurs couches de terre sont utilisées sur la carte d'interface oc48. Le maintien de la symétrie d'empilement des emplacements des couches d'ouverture et de câblage permet d'éviter la déformation de la carte et de simplifier le processus de fabrication. Étant donné que 1 once de cuivre recouvert de stratifié a une résistance élevée aux courants élevés, 1 once de cuivre recouvert de stratifié devrait être utilisé pour la couche d'alimentation 3,3 V et la couche de mise à la terre correspondante, et 0,5 once de cuivre recouvert de stratifié peut être utilisé pour les autres couches. Cela peut réduire les courants élevés transitoires ou les pics causés par les fluctuations de tension.
7.si vous Concevez un système complexe à partir du plan de mise à la terre, vous devez utiliser des cartes d'épaisseur 0093 pouces et 0100 pouces pour soutenir la couche de câblage et la couche d'isolation de mise à la terre. L'épaisseur de la carte doit également être ajustée en fonction des dimensions des plots percés et des caractéristiques de câblage des trous de manière à ce que le rapport d'aspect du diamètre des trous sur l'épaisseur de la carte finie ne dépasse pas le rapport d'aspect des trous métallisés fourni par le fabricant.
Si vous souhaitez concevoir un produit commercial à faible coût et à haut rendement avec un minimum de couches de câblage, vous devez examiner attentivement les détails de câblage de toutes les alimentations dédiées sur un PCB à signal mixte avant de mettre en page ou de câblage. Avant de commencer la mise en page et le câblage, demandez au fabricant cible de revoir le plan de stratification préliminaire. Fondamentalement, la stratification doit être basée sur l'épaisseur du produit fini, le nombre de couches, le poids du cuivre, l'impédance (avec tolérance) et la taille des plus petits Plots et trous percés. Le fabricant doit fournir une recommandation écrite de stratification.
Ce schéma devrait inclure tous les exemples de configuration des lignes à ruban à impédance contrôlée et des lignes à microruban. Vous devez combiner la prédiction d'impédance avec l'impédance du fabricant. Ces prédictions d'impédance sont ensuite utilisées pour vérifier les caractéristiques de câblage du signal dans l'outil de simulation utilisé pour développer les règles de câblage Cao.
