Technologie PCB - Quelques problèmes à surveiller avec une bonne carte PCB

Il existe deux façons de faire fonctionner un circuit PCB haute vitesse sur une ligne relativement longue sans distorsion importante de la forme d'onde. Le TTL utilise la méthode Schottky diode clamping pour les fronts descendants rapides, ce qui permet de clamper le dépassement à une tension de Diode inférieure au potentiel de masse. Au niveau descendant, cela réduit la taille de l'espace denté. Un front montant plus lent permet un dépassement, mais il est affecté par l'impédance de sortie relativement élevée du circuit (50 ½ 80 isla©) à l'état "h". Atténuation. De plus, le problème du rabais n'est pas très important en raison de l'immunité plus grande du statut « h». Pour les dispositifs de la série hct, si l'on combine les méthodes Schottky de clampage de Diode et de terminaison par résistance en série, il y aura une amélioration et l'effet sera plus prononcé.

Lorsque des éventails apparaissent le long de la ligne de signal, la méthode de mise en forme TTL présentée ci - dessus semble quelque peu inadéquate à des débits plus élevés et à des débits de bord plus rapides. En raison de la présence d'ondes réfléchies dans les lignes, elles ont tendance à être synthétisées à des débits élevés, ce qui entraîne une forte distorsion du signal et une diminution de la résistance aux interférences. Ainsi, pour résoudre les problèmes de réflexion, les systèmes ECL utilisent généralement une autre méthode: la méthode d'adaptation d'impédance de ligne. De cette façon, la réflexion peut être contrôlée et l'intégrité du signal peut être garantie.

Strictement parlant, les lignes de transmission ne sont pas très nécessaires pour les dispositifs TTL et CMOS traditionnels avec des vitesses de bord plus lentes. Pour les dispositifs ECL haute vitesse avec des vitesses de bord plus rapides, les lignes de transmission ne sont pas toujours nécessaires. Mais lorsqu'on utilise des lignes de transmission, elles présentent l'avantage de prévoir les retards de connexion et de contrôler les réflexions et les oscillations par adaptation d'impédance.

1. Il y a cinq facteurs fondamentaux pour décider d'utiliser ou non une ligne de transmission. Ce sont: (1) Le taux de bord du signal du système, (2) La distance de connexion, (3) la charge Capacitive (Combien de secteurs sont sortis), (4) la charge résistive (méthode de terminaison de ligne); (5) Pourcentage d'allow Dental Gap et overshot (degré de réduction de l'immunité AC).

2. Plusieurs types de lignes de transmission

(1) câbles coaxiaux et paires Torsadées: ils sont souvent utilisés pour les systèmes et les connexions entre les systèmes. L'impédance caractéristique d'un câble coaxial est typiquement de 50 et 75 îlots et d'une Paire torsadée de 110 îlots.

(2) ligne de microruban sur la carte de circuit imprimé

Une ligne microruban est un conducteur en forme de ruban (ligne de signal). Utilisez un diélectrique pour l'isoler du plan de masse. Si l'épaisseur, la largeur et la distance entre la ligne et le plan de masse sont contrôlables, son impédance caractéristique peut également être contrôlée. L'impédance caractéristique Z0 de la ligne microruban est:

Où: [er est la constante diélectrique relative du matériau diélectrique du circuit imprimé

6 est l'épaisseur de la couche diélectrique

W est la largeur de la ligne

T est l'épaisseur de la ligne

Le temps de retard de transmission par unité de longueur d'une ligne microruban ne dépend que de la constante diélectrique, indépendamment de la largeur ou de l'espacement des lignes.

(3) ligne de ruban dans la plaque d'impression

La ligne ruban est une ligne ruban de cuivre placée au milieu du diélectrique entre deux plans conducteurs. Si l'épaisseur et la largeur de la ligne, la constante diélectrique du milieu et la distance entre les deux plans conducteurs sont contrôlables, l'impédance caractéristique de la ligne est également contrôlable. L'impédance caractéristique B de la ligne à ruban est:

Où: B est la distance entre deux plaques de plancher

W est la largeur de la ligne

T est l'épaisseur de la ligne

De même, le temps de retard de transmission par unité de longueur d'une ligne à ruban est indépendant de la largeur ou de l'espacement des lignes; Elle ne dépend que de la permittivité relative du milieu utilisé.

3. Fin des lignes de transmission

En réception de la ligne se termine par une résistance égale à l'impédance caractéristique de la ligne, la ligne de transmission est alors dite connectée en borne parallèle. Il est principalement utilisé pour obtenir des performances électriques optimales, y compris la conduite de charges distribuées.

Parfois, pour économiser la consommation d'énergie, un condensateur 104 est connecté en série sur une résistance de terminaison, formant un circuit de terminaison AC qui peut réduire efficacement les pertes en courant continu.

4. Ligne de transmission non terminée

Si le temps de retard de la ligne est beaucoup plus court que le temps de montée du signal, il est possible d'utiliser une ligne de transmission sans terminaison série ou parallèle. Si le retard aller - retour du fil non terminé (temps nécessaire pour que le signal soit transmis une fois sur la ligne de transmission) est supérieur à l'impulsion, le temps de montée du signal est court, de sorte que le recul provoqué par le fil non terminé est de l'ordre de 15% du pendule logique.

Technologie de câblage PCB

Lors de la fabrication d'un PCB, le choix d'un panneau double face ou multicouche dépend de la fréquence de fonctionnement la plus élevée, de la complexité du système de circuit et des exigences en matière de densité d'assemblage. Lorsque la fréquence de l'horloge dépasse 200 MHz, il est préférable de choisir une plaque multicouche. Si la fréquence de fonctionnement est supérieure à 350 MHz, il est préférable de choisir une carte de circuit imprimé avec du PTFE comme couche diélectrique, car elle a moins d'atténuation des hautes fréquences, moins de capacité parasite et une vitesse de transmission plus rapide. Grande et faible consommation d'énergie, le câblage de la carte de circuit imprimé nécessite les principes suivants

(1) Maintenez autant d'espace que possible entre toutes les lignes de signal parallèles pour réduire la diaphonie. S'il y a deux lignes de signal à proximité l'une de l'autre, il est préférable (2) d'éviter les virages serrés lors de la conception de la ligne de transmission de signal pour éviter les réflexions causées par des changements brusques dans l'impédance caractéristique de la ligne de transmission et essayer de concevoir un arc uniforme avec une certaine taille.

(3) la largeur de la ligne imprimée peut être calculée à partir de la formule de calcul d'impédance caractéristique ci - dessus pour les lignes microruban et ruban. L'impédance caractéristique d'une ligne microruban sur une carte de circuit imprimé est généralement comprise entre 50 et 120 angströms. Pour obtenir une grande impédance caractéristique, la largeur de ligne doit être très étroite. Mais les lignes très fines ne sont pas faciles à faire. Compte tenu de divers facteurs, il convient généralement de choisir une valeur d'impédance d'environ 68 îlots, car l'impédance caractéristique des îlots 68 permet d'obtenir un équilibre optimal entre le temps de retard et la consommation d'énergie.

(4) pour double panneau (ou ligne à quatre couches en six couches). Les lignes des deux côtés de la carte doivent être perpendiculaires les unes aux autres pour éviter la diaphonie causée par l'inductance mutuelle.

(5) s'il y a des appareils à courant élevé sur la carte de circuit imprimé, tels que des relais, des voyants lumineux, des Haut - parleurs, etc., leurs lignes de sol doivent être séparées pour réduire le bruit sur les lignes de sol. Les lignes de terre de ces appareils à courant élevé doivent être connectées à des bus de terre indépendants sur les plaques de branchement et les panneaux arrière, et ces lignes de terre indépendantes doivent également être connectées aux points de mise à la terre de l'ensemble du système.

(6) s'il y a un petit amplificateur de signal sur la carte, la ligne de signal faible avant l'amplification doit être éloignée de la ligne de signal forte et la trace doit être aussi courte que possible et, si possible, masquée par la ligne de terre.