Technologie PCB - Plusieurs façons de câblage PCB haute vitesse

1. Câblage à angle droit

Le câblage à angle droit est souvent une situation à éviter autant que possible dans le câblage PCB à grande vitesse, et il est presque devenu l'une des normes pour mesurer la qualité du câblage. Le câblage à angle droit modifie la largeur de ligne de la ligne de transmission et entraîne une discontinuité d'impédance. En fait, non seulement le câblage à angle droit, mais aussi le câblage en coin et en angle aigu peuvent entraîner des variations d'impédance.

L'impact du routage à angle droit sur le signal se manifeste principalement sous trois aspects:

L'un est que l'angle de braquage peut être équivalent à une charge Capacitive sur la ligne de transmission, ce qui ralentit le temps de montée;

Deuxièmement, la discontinuité d'impédance provoque une réflexion du signal;

Le troisième est l'EMI produit par la pointe à angle droit.

2. Routage différentiel

Les signaux différentiels sont de plus en plus utilisés dans le câblage PCB haute vitesse. Les signaux les plus critiques dans un circuit sont généralement conçus avec une structure différentielle. Les signaux différentiels sont deux signaux équivalents et inversés émis par la borne de commande et comparés par la borne de réception; la différence entre les deux tensions sert à déterminer si l'état logique est "0" ou "1". Cette paire de traces portant un signal différentiel est appelée trace différentielle. L'avantage le plus évident du signal différentiel par rapport au routage de signal simple extrémité ordinaire est une forte capacité anti - interférence, peut inhiber efficacement l'EMI et un positionnement temporel précis.

Pour les ingénieurs PCB, la principale préoccupation est de s'assurer que ces avantages de la ligne de distribution différentielle peuvent être pleinement exploités dans le câblage réel. Peut - être que tous ceux qui ont été en contact avec Layout comprendront l'exigence générale d'une ligne de distribution différentielle, c'est - à - dire "isométrique". Des longueurs égales pour assurer que les deux signaux différentiels conservent toujours des polarités opposées et pour réduire la composante de mode commun; L'équidistance est principalement destinée à garantir la cohérence de l'impédance différentielle des deux, réduisant ainsi la réflexion. "Aussi proche que possible" est parfois l'une des exigences du câblage différentiel. Mais toutes ces règles ne sont pas appliquées mécaniquement, et de nombreux ingénieurs ne semblent toujours pas comprendre la nature de la transmission de signaux différentiels à grande vitesse. Ce qui suit met en évidence plusieurs idées fausses communes dans la conception de PCB - conception de signal différentiel.

Mythe 1: on pense que les signaux différentiels n'ont pas besoin du plan de masse comme chemin de retour, ou que les traces différentielles se fournissent mutuellement un chemin de retour.

Mythe 2: les gens pensent qu'il est plus important de maintenir un espacement égal que de faire correspondre la longueur de la ligne. La règle la plus importante dans la conception des traces différentielles de PCB est la longueur de la ligne de correspondance. D'autres règles peuvent être traitées de manière flexible en fonction des exigences de conception et de l'application pratique.

Mythe 3: pensez que le câblage du différentiel doit être proche. Garder les traces différentielles proches de rien n'est autre chose que d'améliorer leur couplage, ce qui permet non seulement d'améliorer l'immunité au bruit, mais aussi d'utiliser pleinement la polarité opposée du champ magnétique pour contrer les perturbations électromagnétiques sur le monde extérieur. Si nous pouvons nous assurer qu'ils protègent complètement contre les interférences externes, alors nous n'avons plus besoin d'atteindre notre objectif d'anti - interférence et d'inhibition de l'EMI par un couplage fort les uns avec les autres. Augmenter la distance des autres traces de signal est l'une des méthodes les plus fondamentales.

Câblage PCB haute vitesse

3. Serpentine tube

Serpentine est une méthode de câblage souvent utilisée dans la disposition. Son objectif principal est d'ajuster la latence pour répondre aux exigences de la conception temporelle du système. Les concepteurs doivent d'abord comprendre qu'une ligne serpentine perturbe la qualité du signal, modifie la latence de transmission et essaie d'éviter de l'utiliser lors du câblage. Cependant, dans la conception pratique, il est souvent nécessaire d'enrouler volontairement les fils pour assurer un temps de rétention suffisant des signaux ou pour réduire les décalages temporels entre un même ensemble de signaux. Lorsque le signal est transféré sur une trajectoire serpentine, les segments parallèles seront couplés en mode différentiel. Plus s est petit, plus LP est grand, plus le degré de couplage est grand. Il peut en résulter une diminution du retard de transmission et une diminution importante de la qualité du signal due à la diaphonie.

Voici quelques suggestions des ingénieurs de mise en page lors de la manipulation de la ligne serpentine:

1. Maximiser la distance (s) des segments parallèles au moins supérieure à 3h, H étant la distance entre la trace du signal et le plan de référence. En termes profanes, c'est un grand virage. Tant que s est suffisamment grand, l'effet d'accouplement mutuel peut être presque complètement évité.

2. Réduire la longueur d'accouplement LP. Lorsque le retard double LP approche ou dépasse le temps de montée du signal, la diaphonie résultante atteint la saturation.

3. Le délai de transmission du signal causé par la ligne serpentine de la ligne à ruban ou de la ligne microruban intégrée est inférieur à celui de la ligne microruban. En théorie, les lignes à ruban n'affectent pas le taux de transmission en raison de la diaphonie en mode différentiel. 4. Pour les lignes de signal à grande vitesse et les lignes avec des exigences strictes en matière de temps, essayez de ne pas utiliser de ligne serpentine, en particulier de ne pas enrouler le fil dans une petite zone.

5. Vous pouvez souvent utiliser une trajectoire serpentine à n'importe quel angle, par exemple la structure C de la figure 1 - 8 - 20, qui peut réduire efficacement l'accouplement mutuel.

6. Dans le câblage PCB à grande vitesse, la ligne serpentine n'a pas de capacité de filtrage ou d'anti - interférence, elle ne peut que réduire la qualité du signal, elle n'est donc utilisée que pour la synchronisation et n'a pas d'autre utilisation.

7. Parfois, vous pouvez envisager la méthode de câblage en spirale pour l'enroulement.