Technologie PCB - À propos de la mise en page et du câblage des PCB à signaux mixtes modernes

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.

Parmi eux, le microprocesseur est un périphérique Multi - alimentation, l'alimentation principale est de 2 V et l'alimentation du signal d'E / s 3,3 V est partagée par d'autres périphériques numériques sur la carte. Une source d'horloge numérique indépendante fournit une horloge pour les E / S oc48, le microprocesseur et les E / s système.

Après avoir examiné la disposition et les exigences de câblage des différents blocs de circuits fonctionnels, une carte à 12 couches a été initialement recommandée. 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 terre est disposée entre la première et la deuxième couche pour isoler le câblage de la source de référence analogique sensible, du noyau CPU et de l'alimentation du filtre PLL du microprocesseur et du dispositif 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.

Évitez de faire fonctionner la ligne d'horloge numérique et la ligne de signal analogique haute fréquence près du plan d'alimentation, sinon le bruit du signal d'alimentation serait couplé à un 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 mise à la terre ou l'utilisation de plusieurs couches externes comme couche de puissance locale ou couche de mise à la terre sous le dispositif permet d'éliminer les ouvertures et d'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.

Si vous Concevez un système complexe à partir du plan de mise à la terre, vous devez utiliser des cartes d'une épaisseur de 0093 pouce et de 0100 pouce 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, à haut rendement et avec un nombre minimal de couches de câblage PCB, vous devez examiner attentivement les détails de câblage de toutes les alimentations spéciales 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 plots et des trous minimum poreux, et le fabricant doit fournir des conseils écrits sur la stratification.

Ce schéma devrait inclure tous les exemples de configuration des lignes à ruban à impédance contrôlée et des lignes à microruban. Vous devez envisager une combinaison de prédictions d'impédance et d'impédance du fabricant de PCB, puis utiliser ces prédictions d'impédance pour vérifier les caractéristiques de câblage du signal dans les outils de simulation utilisés pour développer des règles de câblage Cao.