L'actualité PCB - Considérations pour les cartes de circuit imprimé haute vitesse conçues pour la protection PCB

Correction PCB j'ai récemment écrit une lettre sur un article sur l'impédance caractéristique des PCB. Cet article explique comment les changements dans le processus entraînent des changements dans l'impédance réelle et comment un solveur de champ précis peut être utilisé pour prédire ce phénomène. J'ai noté dans ma lettre que même sans changement de processus, d'autres facteurs peuvent entraîner des impédances réelles très différentes. Lors de la conception de cartes de circuit imprimé à grande vitesse, les outils de conception automatisés ne parviennent parfois pas à détecter ce problème non évident mais très important. Cependant, ce problème peut être évité à condition que certaines mesures soient prises à un stade précoce de la conception. J’appelle cette technique le « Design défensif ».

PCB anti - stacking number problem une bonne structure stratifiée est la meilleure précaution pour résoudre la plupart des problèmes d'intégrité du signal et des problèmes EMC, et c'est le problème le plus mal compris. Voici quelques facteurs en jeu et une bonne façon de résoudre un problème peut aggraver les autres. De nombreux fournisseurs de conception de systèmes recommandent au moins un plan continu dans la carte pour contrôler l'impédance caractéristique et la qualité du signal. Tant que les frais sont abordables, c'est une bonne proposition. Les consultants en CEM recommandent généralement la pose d'un revêtement de sol ou d'une couche de mise à la terre sur la couche externe pour contrôler le rayonnement électromagnétique et la sensibilité aux perturbations électromagnétiques. C'est également un bon conseil dans certaines conditions. Cependant, cette méthode peut être gênante dans certaines conceptions courantes en raison de courants transitoires. Tout d'abord, nous regardons le cas simple d'une paire de plan d'alimentation / plan de masse: il peut être considéré comme un condensateur. On peut penser que la couche d'alimentation et la couche de masse sont les deux plaques du condensateur. Pour obtenir des valeurs de capacité plus importantes, il est nécessaire de rapprocher les deux plaques (distance d) et d'augmenter la constante diélectrique (îlot). Plus la capacité est grande, plus l'impédance est faible, ce qui est exactement ce que nous voulons, car elle supprime le bruit. Quelle que soit la disposition des autres couches, la couche d'alimentation principale et la couche de sol doivent être adjacentes et situées au milieu de la pile. Si la distance entre la couche d'alimentation et la couche de terre est grande, cela crée une grande boucle de courant et apporte beaucoup de bruit. Pour un panneau de 8 couches, placer la couche d'alimentation d'un côté et la couche de mise à la terre de l'autre peut causer les problèmes suivants: 1. Le meilleur son de la photo. En raison de l'augmentation de la capacité mutuelle, la diaphonie entre les couches de signal est supérieure à celle des couches elles - mêmes. La plus grande distribution. Le courant circule autour du plan d'alimentation et parallèlement au signal, une grande quantité de courant entrant dans le plan d'alimentation principal et revenant par le plan de masse. Les caractéristiques de compatibilité électromagnétique se détériorent en raison de l'augmentation du courant de circulation. Perte de contrôle de l'impédance. Plus le signal est éloigné de la couche de contrôle, plus la précision du contrôle d'impédance est faible en raison des autres conducteurs environnants. Parce qu'il peut facilement conduire à un court - circuit de la soudure et peut augmenter le coût du produit. Nous devons faire un choix de compromis entre la performance et le coût. Par conséquent, je parle ici de la façon d'organiser les cartes de circuits numériques pour obtenir les meilleures caractéristiques si et EMC. La distribution de chaque couche du PCB est généralement symétrique. À mon avis, plus de deux couches de signal ne devraient pas être mises ensemble; Sinon, le contrôle du si sera largement perdu. Il est préférable de placer les couches de signaux internes symétriquement par paires. À moins que certains signaux nécessitent un câblage vers le dispositif SMT, nous devrions minimiser le câblage du signal de la couche externe. Pour les cartes avec plus de couches, nous pouvons répéter cette méthode de placement plusieurs fois. Il est également possible d'ajouter une couche d'alimentation supplémentaire et une couche de terre; Il suffit de s'assurer qu'il n'y a pas de paires de couches de signal entre les deux couches de puissance. Le câblage du signal à grande vitesse doit être disposé dans la même paire de couches de signal; Sauf si ce principe doit être violé en raison de la connexion du dispositif SMT. Toutes les pistes du signal doivent avoir un chemin de retour commun (c'est - à - dire un plan de masse). Il y a deux idées et façons de juger quelles couches peuvent être considérées comme une paire: 1. Assurez - vous que le signal de retour à égale distance est exactement le même. Cela signifie que le signal doit être câblé symétriquement des deux côtés du plan de masse interne. Ceci présente l'avantage d'un contrôle aisé de l'impédance et du courant de circulation; L'inconvénient est qu'il y a beaucoup de trous dans la couche de mise à la terre et qu'il y a quelques couches inutiles. Deux couches de signal pour le câblage adjacent. L'avantage est qu'il est possible de contrôler au minimum les porosités dans la couche de terre (utilisation de porosités enterrées); L'inconvénient est que cette méthode est moins efficace pour certains signaux clés. J'aime utiliser la deuxième méthode. De préférence, les connexions de masse pour les signaux d'entraînement et de réception des éléments peuvent être connectées directement à une couche adjacente à la couche de câblage des signaux. Comme principe de câblage simple, la largeur de câblage de surface en pouces doit être inférieure au tiers du temps de montée de l'entraînement en nanosecondes (par exemple, la largeur de câblage d'un TTL à grande vitesse est de 1 pouce). Si elle est alimentée par plus d'une source d'alimentation, une couche de terre doit être posée entre les lignes d'alimentation pour les séparer. Ne pas former un condensateur, afin de ne pas provoquer un couplage alternatif entre les sources d'alimentation.les mesures ci - dessus sont toutes destinées à réduire la circulation et la diaphonie, renforcer la capacité de contrôle de l'impédance. Le plan de masse formera également une "boîte de blindage" EMC efficace. La surface inutilisée peut être transformée en une couche de terre en tenant compte de l'impact sur l'impédance caractéristique.