Technologie PCB - Analyse de l'intégrité du signal PCB (si)

L'analyse de l'intégrité du signal PCB, abrégée en si, fait référence à la qualité du signal sur une ligne de signal et à la capacité d'un signal à répondre au bon rythme et à la bonne tension dans un circuit.

Des vitesses de commutation élevées des puces de circuit intégré (ci) ou des dispositifs logiques, un agencement incorrect des composants de terminaison ou un câblage incorrect des signaux à grande vitesse peuvent entraîner une réflexion, une diaphonie, un dépassement et un recul. Les problèmes d'intégrité du signal, tels que les impulsions ci - dessous) et la sonnerie (sonnerie) peuvent entraîner la sortie de données incorrectes par le système et le circuit peut ne pas fonctionner correctement, voire pas du tout.

Intégrité et conception du signal PCB

Dans la conception de PCB, les concepteurs de PCB doivent intégrer la disposition et le câblage des composants et quelles solutions de résolution de problèmes si devraient être utilisées dans chaque cas pour mieux résoudre les problèmes d'intégrité du signal de la carte PCB. Dans certains cas, le choix du ci peut déterminer le nombre et la gravité des problèmes d'is. Le temps de commutation ou le taux de bord se réfère au taux auquel l'état IC est converti. Plus le taux IC Edge est rapide, plus il y a de chances que des problèmes de si surviennent. Il est très important de mettre fin à l'appareil correctement.

Dans la conception de PCB, un moyen courant de réduire les problèmes d'intégrité du signal consiste à ajouter des composants de terminaison sur la ligne de transmission. Lors du processus de terminaison, il est nécessaire de peser les exigences en termes de nombre d'éléments, de vitesse de commutation du signal et de consommation d'énergie du circuit. Par exemple, l'ajout de composants de terminaison signifie que les concepteurs de PCB ont moins d'espace pour le câblage et que l'ajout de composants de terminaison sera plus difficile à un stade ultérieur du processus de mise en page, car un espace approprié doit être réservé pour les nouveaux composants et le câblage. Par conséquent, au début de la mise en page du PCB, il est nécessaire de déterminer si un composant de terminaison doit être placé.

1. Guide général pour la conception de l'intégrité du signal

Comment définir le nombre de couches d'un PCB? Combien de couches sont incluses? Comment organiser au mieux le contenu de chaque couche? Par exemple, la couche de signal, la couche d'alimentation et la couche de mise à la terre devraient avoir plusieurs couches et comment alterner les couches de signal et de mise à la terre.

Comment concevoir différents systèmes de bloc d'alimentation? Tels que 3.3V, 2.5V, 3V, 1.8v, 5V, 12V, etc. la division rationnelle de la couche d'alimentation et le problème de mise à la terre commune sont un facteur très important affectant la stabilité du PCB.

Comment configurer un condensateur de découplage? L'utilisation d'un condensateur de découplage pour éliminer le bruit est une méthode courante, mais comment déterminer sa capacité? Où placer le condensateur? Quel type de condensateur utiliser?

Comment éliminer le bruit de rebond du sol? Comment le bruit de rebond du sol affecte - t - il et interfère - t - il avec les signaux utiles?

Comment puis - je éliminer le bruit du chemin de retour? Dans de nombreux cas, la conception de circuits déraisonnables est la clé de la défaillance des circuits, et la conception de circuits est souvent le travail le plus indomptable des ingénieurs.

Comment concevoir rationnellement la distribution de courant? En particulier, la conception de la distribution de courant dans la couche électrique / terre est très difficile et si le courant total n'est pas réparti uniformément dans la carte PCB, cela affectera directement et visiblement le fonctionnement instable de la carte PCB.

En outre, il existe des problèmes courants de distorsion du signal tels que les dépassements, les descentes, les sonneries, les retards de ligne de transmission, l'adaptation d'impédance, la diaphonie, les bavures, etc., mais ces problèmes sont inextricablement liés aux problèmes ci - dessus et il existe un lien de causalité entre eux.

2. Guide de conception PCB pour assurer l'intégrité du signal

Plus les problèmes d'intégrité du signal (si) sont résolus tôt, plus la conception est efficace, ce qui peut éviter d'ajouter des composants de terminaison une fois la conception de la carte terminée.

Avec l'augmentation de la vitesse de commutation des sorties IC, presque toutes les conceptions rencontrent des problèmes d'intégrité du signal qui ne sont pas liés à la période du signal. Même s'il n'y a pas eu de problèmes de si dans le passé, des problèmes d'intégrité du signal sont certainement rencontrés à mesure que la fréquence de fonctionnement du circuit augmente.

Les spécialistes si et EMC doivent effectuer des simulations et des calculs avant le câblage du PCB. La conception de la carte PCB peut alors suivre une série de règles de conception très strictes. En cas de doute, des éléments de terminaison peuvent être ajoutés pour obtenir autant de si que possible. Marge de sécurité.

L'intégrité de la puissance (PI) et l'intégrité du signal (si) sont étroitement liées et l'intégrité de la puissance affecte directement l'intégrité du signal de la carte PCB finale. Dans de nombreux cas, la principale cause de distorsion du signal est le système d'alimentation.