Conception électronique - Comment concevoir un signal hybride PCB?

The operation of PCB circuit board analog circuits depends on continuously varying current and voltage. Le fonctionnement des circuits numériques dépend de la détection de niveaux élevés ou faibles au récepteur sur la base de niveaux ou de seuils de tension prédéfinis., which is equivalent to "true" or "false" judging the logical state. Entre le haut et le bas du circuit numérique, Les circuits numériques affichent parfois des effets analogiques dans la zone grise, such as overshoot and ringback reflection when the digital signal jumps fast enough from a low level to a high level (state). Le concept de circuits imprimés à signaux mixtes n'est pas clair pour la conception moderne des circuits, car il existe des circuits analogiques et des effets analogiques même dans les appareils purement « numériques ».. Alors..., at the beginning of the design, Afin de réaliser de manière fiable une répartition stricte des séries chronologiques, the simulation effect must be simulated. En fait,, in addition to the reliability that communication products must work without failures for several years, Des simulations sont particulièrement nécessaires pour les produits à faible coût fabriqués en série./high-performance consumer products.

Une autre difficulté dans la conception moderne des circuits imprimés à signaux mixtes est que de plus en plus de dispositifs utilisent différentes logiques numériques, telles que GTL, LVTTL, LVCMOS et LVDS. Les seuils logiques et les fluctuations de tension sont différents pour chaque Circuit logique. Toutefois, ces différents seuils logiques et fluctuations de tension doivent être conçus ensemble sur les circuits imprimés. Ici, grâce à une analyse approfondie de la disposition et de la conception du câblage des circuits imprimés à haute densité, haute performance et à signaux mixtes, vous pouvez maîtriser les stratégies et les technologies réussies.

Base de câblage du circuit de signalisation hybride

Lorsque les circuits numériques et analogiques partagent les mêmes éléments sur la même carte, la disposition et le câblage des circuits doivent être ordonnés.

In the mixed-signal PCB circuit board design, Il existe des exigences particulières pour le câblage électrique et la séparation du bruit analogique du bruit des circuits numériques afin d'éviter le couplage du bruit., which increases the complexity of layout and wiring. Exigences particulières en matière de câblage et d'isolement pour les signaux et le couplage entre les circuits numériques et hybrides.

Si l'alimentation de l'amplificateur analogique dans le convertisseur A / D est connectée à l'alimentation numérique du convertisseur A / D, une interaction peut se produire entre la partie analogique et la partie numérique du circuit. En raison de l'emplacement des connecteurs d'entrée / sortie, les schémas de configuration peuvent devoir mélanger le câblage des circuits numériques et analogiques.

Avant de procéder à la mise en page et au câblage, les ingénieurs doivent comprendre les faiblesses fondamentales des schémas de mise en page et de câblage. Même en cas d'erreur de jugement, la plupart des ingénieurs ont tendance à utiliser l'information sur la disposition et le câblage pour identifier les impacts électriques potentiels.

Disposition et câblage des circuits imprimés à signaux mixtes modernes

La disposition et le câblage des circuits imprimés à signaux mixtes sont introduits par la conception de la carte d'interface oc48.. OC48 stands for Optical Carrier Standard 48, Essentiellement orienté vers 2.5GB serial optical communication. C'est l'une des normes de communication optique de grande capacité dans les équipements de communication modernes. OC48 interface card contains several typical layout and wiring problems for mixed-signal PCB circuit boards. Le processus de mise en page et de câblage indiquera l'ordre et les étapes pour résoudre le schéma de mise en page des circuits imprimés à signaux mixtes..

La carte oc48 contient un émetteur - récepteur qui convertit les signaux optiques et analogiques dans les deux directions. Un processeur de signal numérique d'entrée ou de sortie de signal analogique converti d'un DSP à un niveau logique numérique pour se connecter à un microprocesseur, à un réseau de portes programmables et à un circuit d'interface système d'un DSP et d'un microprocesseur sur une carte oc48. Une boucle de 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 dispositif Multi - alimentation, l'alimentation principale est 2V, l'alimentation du signal d'entrée / sortie de 3,3v est partagée par d'autres dispositifs numériques sur la carte. Une source d'horloge numérique indépendante fournit une horloge pour oc48i / O, microprocesseur et système I / O.

Après avoir examiné les exigences relatives à la disposition et au câblage des différents blocs fonctionnels, il est recommandé à titre préliminaire d'utiliser des panneaux de 12 étages, comme le montre la figure 3. La configuration des couches Microstrip et stripline peut réduire en toute sécurité le couplage des couches adjacentes et améliorer le contrôle de l'impédance. La mise à la terre entre les couches 1 et 2 isole le câblage des sources de référence analogiques sensibles, du noyau CPU et de l'alimentation du filtre PLL des microprocesseurs et des dispositifs DSP de la couche 1. La couche d'alimentation et la couche de connexion sont toujours appariées, tout comme la couche d'alimentation 3,3v est partagée sur la carte oc48. Cela réduira l'impédance entre l'alimentation électrique et le sol, réduisant ainsi le bruit sur le signal d'alimentation électrique.

Évitez la ligne d'horloge numérique et la ligne de signal analogique haute fréquence près de la couche d'alimentation, sinon le bruit du signal d'alimentation sera couplé au signal analogique sensible.

Satisfaire aux exigences relatives au câblage des signaux numériques, L'utilisation d'une source d'énergie et d'une ouverture dans un sol simulé doit être soigneusement envisagée., En particulier aux extrémités d'entrée et de sortie des dispositifs de signalisation hybrides. Traveling through an opening in the adjacent signal layer can result in discontinuous impedance and poor transmission line loops. Cela peut entraîner une dégradation de la qualité du signal, timing and EMI problems.

Parfois, l'ajout de plusieurs couches de mise à la terre sous un seul équipement ou l'utilisation de plusieurs couches périphériques comme source d'énergie locale ou comme couche de mise à la terre peuvent éliminer les ouvertures et éviter ces problèmes.. Plusieurs couches de sol sont utilisées sur la carte d'interface oc48. Keeping the opening and wiring layers stacked symmetrically avoids jamming and simplifies the fabrication process. Parce qu'une once de cuivre peut supporter un courant élevé, 1 ounce of copper clad sheet is used for 3.Couche d'alimentation 3V et couche de mise à la terre correspondante, and 0.5 OZ de revêtement en cuivre pour d'autres couches, which can reduce the voltage fluctuation caused by transient high current or during peak period.

Si un système complexe est conçu à partir du rez - de - chaussée, des cartes de 0093 pouce et de 0100 pouce d'épaisseur doivent être utilisées pour soutenir le câblage et l'isolation de la terre. L'épaisseur de la carte doit également être ajustée en fonction des dimensions des caractéristiques de câblage du PAD et du trou à travers le trou de sorte que le rapport entre l'épaisseur du trou et l'épaisseur de la carte finie ne dépasse pas le rapport d'aspect du trou métallisé fourni par le fabricant.

Si vous voulez concevoir un produit commercial à faible coût et à haut rendement avec un nombre minimal de couches de câblage, examinez attentivement les détails de câblage de toutes les sources d'énergie spéciales sur les circuits imprimés à signaux mixtes avant de mettre en page ou de câbler. Demander au fabricant cible d'examiner le plan de mise en page initial avant de commencer la mise en page et le câblage. Essentiellement, la stratification est basée sur l'épaisseur du produit fini, le nombre de couches, le poids du cuivre, l'impédance (avec tolérance) et les dimensions minimales des coussins et des trous à travers lesquels le fabricant doit présenter des recommandations écrites.

Il est recommandé d'inclure toutes les configurations de bandes d'impédance contrôlées et de lignes Microstrip.. Consider combining your impedance predictions with those of the Fabricant de circuits imprimés. Ces prédictions d'impédance peuvent ensuite être utilisées pour valider les caractéristiques de câblage du signal dans un outil de simulation pour le développement de règles de câblage Cao..