Technologie PCB - Atténuation diélectrique des traces de PCB et des extrémités des traces

Atténuation du signal causée par les traces de PCB et les diélectriques

L'amplitude du signal sera déformée par la résistance de câblage et le facteur de perte du diélectrique de la carte. Cet effet est d'autant plus accentué aux hautes fréquences que le signal a tendance à se propager le long de la surface de la trace. L'atténuation ralentit le temps de montée du signal et augmente la probabilité d'erreurs de données.

Le canal de transmission haute fréquence rend difficile l'interprétation de l'information réelle par le récepteur. En raison de l'influence du support de transmission, les pertes de transmission suivantes se produiront:

Absorption du média: lorsque le signal haute fréquence se propage sur la surface de la carte, le matériau du média absorbe l'énergie du signal. Il réduit la force du signal qui ne peut être contrôlée que par le choix du matériau PCB parfait. Les matériaux avec une faible tangente aux pertes sont choisis pour réduire l'absorption diélectrique.

Pour en savoir plus sur la sélection des matériaux, lisez sélection des matériaux PCB: considérations électriques et de fabrication.

Effet dermocosmétique: l'effet dermocosmétique est un phénomène dans lequel les composants haute fréquence commencent à se rapprocher de l'extérieur plutôt que de l'intérieur des conducteurs de la carte. Les signaux haute fréquence sont également responsables de la génération de formes d'onde avec des valeurs de courant variables. Un tel signal a sa valeur de Self - inductance, qui va augmenter à mesure que la fréquence augmente. Il est responsable de la réduction de la surface conductrice de la surface du PCB, ce qui entraîne une plus grande résistance et une atténuation de l'amplitude du signal. L'effet de chimiotaxie peut être réduit en augmentant la largeur de la trace (surface), mais ce n'est pas toujours possible, car changer la géométrie de la trace peut entraîner des problèmes d'impédance.

À mesure que la portée du signal augmente, l'atténuation augmente également. Les facteurs énumérés ci - dessous sont responsables de l'atténuation du signal:

Sources de bruit: les fréquences RF, les courants de fuite et les interférences de courant entraînent une atténuation du signal. Plus le bruit, plus l'atténuation!

Distance entre l'émetteur et le récepteur: l'intensité du signal diminue lorsqu'il parcourt une distance plus longue. Plus la distance entre deux points est grande, plus l'atténuation est élevée.

Largeur de trace: le signal est moins atténué lorsqu'il traverse une trace plus large.

Diaphonie: la diaphonie dans les traces à proximité est également une cause d'atténuation du signal.

Conducteurs et connecteurs: les signaux sont atténués lorsqu'ils traversent différents matériaux conducteurs et surfaces de connecteurs.

Fréquence de transmission: plus la longueur d'onde est courte, plus l'atténuation des ondes radio est importante. Ce signal est transmis par ondes électromagnétiques à 2,4 GHz ou 5 GHz. Les ondes électromagnétiques ont des longueurs d'onde hautes et courtes. L'atténuation du signal radio est donc importante et ne peut être transmise sur de longues distances.

Pertes résistives associées aux matériaux conducteurs: les matériaux conducteurs tels que le cuivre utilisés dans la fabrication des lignes de transmission introduisent des pertes résistives qui entraînent une atténuation du signal se propageant sur les lignes de traces de cuivre.

Pertes liées au matériau diélectrique: la perte du matériau diélectrique pris en sandwich entre les lignes de transmission entraîne des pertes diélectriques. Ces pertes diélectriques forment une conductance électrique sur le substrat, également appelée résistance inverse, et absorbent une partie de l'énergie du signal propagée, ce qui entraîne une atténuation du signal.

Rugosité de la surface du cuivre: la rugosité de la surface du cuivre sur le PCB peut également entraver la propagation du signal. Un fil de cuivre rugueux augmente la résistance, car la topographie de la surface du cuivre déplace le signal de haut en bas. Les pics de surface augmentent également la capacité. Le cuivre lisse est la solution à ce problème, mais à un coût plus élevé.

Résistance de la boucle de terre: à mesure que la fréquence augmente, la boucle de terre devient plus étroite et utilise moins de surface de cuivre, ce qui entraîne une augmentation de la résistance.

Comment réduire l'atténuation du signal?

L'atténuation du signal peut être réduite en utilisant les techniques suivantes:

Utilisation d'un répéteur: si le signal reçu est faible, un répéteur est utilisé pour régénérer le signal Original en réduisant l'atténuation. Il améliore également la portée du signal afin qu'il puisse être transmis sur de plus longues distances sans défaillance.

Utiliser un amplificateur: si le signal reçu est faible, utilisez un amplificateur pour augmenter son amplitude, contrairement à un répéteur qui régénère l'ensemble du signal.

Le bon choix de matériau: une sélection minutieuse de matériaux diélectriques à faible perte et de traces à faible résistance peut minimiser l'atténuation du signal.

Utilisez le réglage de la tension de sortie différentielle Programmable (VOD): la VOD Programmable garantit que l'intensité de l'entraînement est synchronisée avec l'impédance de la ligne et la longueur de la piste PCB. L'augmentation de la VOD du lecteur améliorera le signal du récepteur.

Pré - emphase: l'utilisation d'amplificateurs pour augmenter la force du signal n'est pas la seule solution pour le contrôle de l'atténuation du signal PCB, car elle amplifie également le bruit et la gigue du signal associés. La préaccenture renforce la composante haute fréquence du signal uniquement en augmentant le niveau du premier symbole transmis. Si les niveaux de symboles suivants sont transmis au même niveau, ils restent inchangés. Par example, si le signal transmet un niveau haut de trois symboles, seul le premier symbole est augmenté. Les deux symboles suivants seront transmis au niveau habituel.