Technologie PCB - Comment la conception de PCB gère - t - elle les signaux LVDS?

Les signaux LVDS ne sont pas seulement des signaux différentiels, mais aussi des signaux numériques à grande vitesse. Par conséquent, que le support de transmission LVDS utilise une ligne PCB ou un câble, des mesures doivent être prises pour empêcher la réflexion du signal sur le terminal du support et les interférences électromagnétiques doivent être réduites pour assurer l'intégrité du signal. Tant que nous prenons en compte les facteurs ci - dessus dans la conception de la mise en page PCB, il n'est pas très difficile de concevoir une carte de circuit différentiel à grande vitesse.

Voici un bref aperçu des points de conception pour traiter les signaux LVDS dans la conception de PCB:

1. Pose en panneaux multicouches. Les cartes à signaux LVDS sont généralement disposées en cartes multicouches. Étant donné que le signal LVDS est un signal à grande vitesse, les couches adjacentes devraient être des couches de terre pour masquer le signal LVDS contre les interférences. Pour les plaques de faible densité, il est préférable de placer le signal LVDS séparément des autres signaux lorsque les conditions spatiales physiques le permettent. Par example, dans un panneau à quatre couches, les couches peuvent généralement être agencées de la manière suivante: couche de signal LVDS, couche de terre, couche d'alimentation et autres couches de signal.

Calcul et contrôle de l'impédance du signal LVDS. Le signal LVDS a une oscillation de tension de seulement 350mv, ce qui est approprié pour un fonctionnement de signal différentiel commandé par courant. Pour s'assurer que le signal n'est pas affecté par le signal réfléchi lorsqu'il se propage dans la ligne de transmission, le signal LVDS nécessite un contrôle de l'impédance de la ligne de transmission, l'impédance différentielle étant typiquement de 100 + / - 10°. La qualité du contrôle d'impédance affecte directement l'intégrité et le retard du signal.

Analyse de simulation de signaux LVDS série

Ce qui précède analyse ce qui doit être pris en compte lors de la conception du signal LVDS. Bien que les règles ci - dessus soient généralement suivies dans le processus de conception de PCB, pour améliorer l'exactitude et la précision de la conception, une simulation complète du signal du PCB est nécessaire et le signal peut être obtenu par simulation. La diaphonie, le retard, la réflexion et la forme d'onde de l'oculogramme du système peuvent atteindre le but pour lequel ils ont été conçus correctement. Le processus de simulation d'un problème d'intégrité du signal consiste d'abord à établir un modèle de simulation du composant, puis à effectuer une pré - simulation pour déterminer les paramètres et les contraintes du processus de câblage, à concevoir en fonction des contraintes de la phase de mise en œuvre physique et enfin à effectuer une post - simulation Pour vérifier que la conception est conforme aux exigences de conception. La précision du modèle tout au long du processus influe directement sur les résultats de la simulation, et les méthodes d'analyse de la simulation utilisées dans les phases pré et post - simulation sont également essentielles pour les résultats de la simulation, avec un modèle de Spice de haute précision utilisé dans cette conception. Ce qui suit est une combinaison de projets réels pour illustrer le processus de mise en œuvre simulé dans cette conception.

1. Configuration d'empilement de PCB

Il ressort de l'analyse ci - dessus que le réglage de l'empilement de la carte PCB est étroitement lié au couplage du signal et au calcul de l'impédance. Par conséquent, la conception de l'empilement doit être effectuée avant la conception du PCB, puis le calcul d'impédance du signal est effectué. La conception stratifiée dans cette conception est illustrée ci - dessous:

En raison de la densité élevée de PCB, la conception utilise une structure stratifiée à 10 couches. Après une disposition rationnelle de l'épaisseur du stratifié, la largeur de la ligne différentielle de la ligne microruban de surface et de la ligne ruban interne est calculée à l'aide d'une lame rapide avec un espacement linéaire de 6ã. À 6ã, les valeurs d'impédance calculées théoriquement sont respectivement de 100,1 et 98,8.

2. Définir la valeur de la tension DC

Cette étape consiste principalement à spécifier la valeur de la tension continue d'un réseau particulier (généralement une alimentation à la terre, etc.), à déterminer la tension continue à appliquer au réseau et à effectuer une simulation EMI nécessitant la détermination d'une ou plusieurs broches de source de tension. Ces valeurs de tension comprennent les informations de tension de référence utilisées par le modèle lors de la simulation.

3. Paramètres de l'appareil

Dans le processus de simulation Allegro, Allegro divise les dispositifs en trois catégories: les circuits intégrés, les connecteurs et les dispositifs discrets (condensateurs résistifs, etc.), Allegro attribuera des propriétés analogiques aux broches du dispositif en fonction du type de dispositif, du dispositif discret et des broches du connecteur. Les propriétés sont upspec et les propriétés des broches des circuits intégrés peuvent être in, out, bi, etc.

4. Répartition des modèles

Les principaux modèles utilisés dans le processus de simulation PCB haute vitesse au niveau de la carte sont le modèle de dispositif et le modèle de ligne de transmission. Le modèle de l'appareil est généralement fourni par le fabricant de l'appareil. Dans les signaux série à grande vitesse, nous avons utilisé le modèle Spice de plus grande précision pour l'analyse de simulation. Le modèle de ligne de transmission est formé par modélisation logicielle de simulation. Lorsque le signal est transmis, la ligne de transmission met en évidence les problèmes d'intégrité du signal, de sorte que la capacité du logiciel de simulation à modéliser avec précision la ligne de transmission affecte directement les résultats de la simulation.

Modèle de paire de lignes différentielle B: ligne ruban C: la ligne microruban et la ligne de transmission sur laquelle se trouvent les voies de signal et de retour ne peuvent pas être des conducteurs idéaux, de sorte qu'ils ont tous une résistance limitée dont la taille est déterminée par la longueur et la Section de la ligne de transmission.

5. Inspection si

La fonction d'audit si est utilisée pour vérifier si un réseau spécifique ou un ensemble de réseaux peut être extrait pour analyse. En général, nous devons faire attention à la mise en place d'un réseau à haut débit. Cette conception vise principalement les signaux série LVDS.

6. Extraire la topologie du réseau

La topologie du signal d'intérêt est extraite du PCB et comprend généralement une extrémité pilote et une extrémité réception, ainsi que des lignes de transmission et des résistances et capacités adaptées associées. Comme on peut le voir à partir de la topologie, le réseau passe par ces chemins, ce qui affectera la transmission du signal.

7. Voir la forme d'onde

Après avoir mis en place les étapes pertinentes décrites ci - dessus, la simulation peut être effectuée. Allegro peut effectuer des simulations de réflexion du signal et des simulations de diaphonie, et les lignes différentielles nécessitent également une analyse de diagramme oculaire. Bien sûr, la simulation est également divisée en pré - simulation et post - simulation. Lors de l'utilisation d'allegro pour la conception de PCB, il est nécessaire de modifier la conception en temps réel pour répondre aux exigences en fonction des résultats de simulation.

Il y a deux points à noter dans le câblage des paires différentielles. L'un est que ces deux lignes doivent être aussi longues que possible. Des longueurs égales permettent de s'assurer que les deux signaux différentiels conservent toujours des polarités opposées et réduisent la composante de mode commun. 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 qu'elle doit 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. L'équidistance vise principalement à assurer la même impédance différentielle entre les deux et à réduire la réflexion.

Il ressort de l'analyse de cet article que dans la conception de signaux série à grande vitesse, il est non seulement important de prendre en compte la conception du circuit, la conception du schéma de la carte et l'analyse de la simulation, mais que la fréquence du signal augmente, le retard et la diaphonie du signal sont également affectés. Des facteurs tels que l'intégrité du signal et l'intégrité du signal deviennent de plus en plus complexes. Dans le même temps, il devient de plus en plus difficile de contrôler les effets de ces facteurs. Les ingénieurs doivent analyser en profondeur la conception du câblage, en s'appuyant sur des modèles précis, des simulations efficaces et des méthodes d'analyse scientifiques pour fournir des conseils appropriés pour les conceptions complexes à grande vitesse, réduire les cycles de correction et assurer le succès de la conception des cartes PCB.