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Blogue PCB - Comment concevoir un PCB à grande vitesse en utilisant le logiciel Protel

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Comment concevoir un PCB à grande vitesse en utilisant le logiciel Protel

2022-09-02
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Author:iPCB

Pour continuer à améliorer la compréhension carte PCB logiciel protel de conception, cet article explique comment concevoir des vitesses élevées  logiciel protel de conception de circuits basé sur Protel. L'importance du logiciel de conception de circuits réside dans la conception de circuits. Pas de logiciel de conception de circuits, La conception des circuits sera très difficile. Cet article explique comment concevoir des vitesses élevées carte PCB logiciel de conception de circuits basé sur protel.



1.Le problème

Dans la conception de circuits à grande vitesse, logiciel protell'inductance et la capacité de la carte de circuit peuvent rendre le fil équivalent à la ligne de transmission. Le mauvais positionnement des composants terminaux ou le mauvais acheminement des signaux à grande vitesse peuvent causer des problèmes d'effet de ligne de transmission, ce qui peut entraîner une sortie incorrecte des données du système, un mauvais fonctionnement du circuit ou même l'absence de fonctionnement du tout. Sur la base du modèle de ligne de transmission, on peut conclure que la ligne de transmission aura des effets négatifs sur la conception du circuit, tels que la réflexion du signal, le crosstalk, l'interférence électromagnétique, l'alimentation électrique et le bruit de mise à la terre. Afin de concevoir des PCB à grande vitesse capables de fonctionner de manière fiable, il est nécessaire d'examiner attentivement la conception afin de résoudre certains problèmes non fiables qui peuvent survenir dans le processus de mise en page et de câblage, de raccourcir le cycle de développement des produits et d'améliorer la compétitivité du marché. Cet article discute de certains principes de mise en page et de câblage qui doivent être pris en considération lors de la mise en oeuvre de la conception de circuits imprimés à grande vitesse à l'aide du logiciel de conception Protel, et fournit quelques techniques pratiques et éprouvées de mise en page et de câblage de circuits imprimés à grande vitesse pour améliorer les circuits imprimés à grande vitesse. Fiabilité et validité de la conception. Les résultats montrent que la conception raccourcit le cycle de développement du produit et améliore la compétitivité du marché, logiciel protel.

PCB board


2. Conception de la disposition du système HF


Concept de circuit intégré à la carte PCB, la mise en page est un élément important. La qualité des résultats de la mise en page aura une incidence directe sur l'efficacité du câblage et la fiabilité du système. Cela prend du temps et est difficile dans toute la conception des PCB. Environnement complexe à haute fréquence PCB boardIl est difficile d'utiliser les connaissances théoriques qu'ils ont acquises dans la conception de la disposition des systèmes à haute fréquence. Le personnel de mise en page doit avoir une vaste expérience des vitesses élevées PCB board Production, Pour éviter de se déplacer pendant la conception. Contournement, Amélioration de la fiabilité et de l'efficacité des circuits. Pendant la mise en page, la structure mécanique doit être considérée globalement, dissipation de chaleur, interférence électromagnétique, commodité du câblage futur, esthétique. Numéro un. Diviser la fonction de l'ensemble du circuit avant la mise en page, Séparer le circuit haute fréquence du circuit basse fréquence, Et séparer les circuits analogiques des circuits numériques. Éviter les retards de transmission causés par de longs fils, Et améliorer l'effet de découplage du condensateur. En outre, noter la position et l'orientation relatives des broches et des composants du circuit, Et d'autres pipelines pour réduire les interactions. Toutes les parties à haute fréquence doivent être éloignées du châssis et des autres plaques métalliques afin de réduire le couplage parasitaire. Deuxièmement, attention aux effets thermiques et électromagnétiques entre les composants lors de la disposition. Ces effets sont particulièrement graves pour les systèmes à haute fréquence, Des mesures doivent être prises pour les éloigner ou les isoler. Dissipation de chaleur, Protégez -  Les tuyaux de rectification et de régulation de haute puissance doivent être munis de radiateurs et doivent être éloignés des transformateurs. Les parties résistantes à la chaleur, telles que les condensateurs électrolytiques, doivent être éloignées des Parties chauffantes., Sinon, L'électrolyte sera séché, Augmentation de la résistance et mauvaise performance, Cela affectera la stabilité du circuit. Un espace suffisant doit être prévu dans la disposition pour la disposition des structures de protection et pour empêcher l'introduction de divers couplages parasites. Pour empêcher le couplage électromagnétique entre les bobines sur la carte de circuit imprimé, les deux bobines doivent être placées à angle droit. Pour réduire le coefficient de couplage. La méthode d'isolement des plaques verticales peut également être utilisée. Souder le circuit directement avec les fils de ses composants. Plus l'avance est courte, C'est mieux. N'utilisez pas de connecteurs et de Pads, Parce qu'il y a une capacité distribuée et une inductance distribuée entre les Pads adjacents. Évitez de placer des composants bruyants autour de l'oscillateur à cristaux, Lin, Tension analogique, Et la trace du signal de tension de référence. Assurer la qualité et la fiabilité de la fixation, Compte tenu de l'esthétique globale, Planification rationnelle des circuits imprimés, Les composants doivent être parallèles ou perpendiculaires à la surface de la carte de circuit. Et parallèle ou perpendiculaire au bord du tableau principal. Les assemblages de surface des circuits imprimés doivent être répartis aussi uniformément que possible. La densité doit être la même. Il est non seulement beau, mais aussi facile à installer et à souder, facile à produire en série, logiciel protel.



3. Câblage du système à haute fréquence


Dans les circuits à haute fréquence, les paramètres de distribution de la résistance, de la capacité, logiciel protel, de l'inductance et de l'inductance mutuelle ne peuvent être ignorés. Du point de vue de l'anti - interférence, un câblage raisonnable consiste à réduire au minimum la résistance de la ligne, la capacité distribuée et l'inductance errante dans le circuit. Le champ magnétique errant qui en résulte est réduit dans une certaine mesure, de sorte que la capacité distribuée, le flux de fuite, l'inductance mutuelle électromagnétique et d'autres interférences causées par le bruit du circuit sont supprimés. Les outils de conception Protel sont largement utilisés en Chine. Cependant, de nombreux concepteurs se concentrent uniquement sur le « taux de réussite » et n'utilisent pas les améliorations apportées à l'outil de conception Protel pour s'adapter aux changements dans les caractéristiques de l'appareil, ce qui non seulement gaspille considérablement les ressources de l'outil de conception, mais rend également difficile la performance supérieure de nombreux nouveaux appareils. Voici quelques caractéristiques spéciales que l'outil Protel99 se peut fournir.

Les fils entre les broches des dispositifs de circuit à haute fréquence doivent être pliés le moins possible. Utilisez la ligne complète. Lorsque la flexion est nécessaire, elle peut être pliée avec une ligne pliante de 45° ou un arc circulaire, ce qui réduit l'émission externe et le couplage mutuel des signaux à haute fréquence. Lorsque vous utilisez le routage Protel, sélectionnez 45 degrés ou filets dans les règles du menu design. Vous pouvez également utiliser la touche Shift + Space pour passer rapidement d'une ligne à l'autre.



Les fils entre les broches des dispositifs de circuit à haute fréquence doivent être aussi courts que possible. Un moyen efficace de satisfaire aux exigences de court - circuit de Protel 99 est de réserver le câblage à chaque réseau à grande vitesse critique avant le câblage automatique. Dans les règles du menu design, sélectionnez le chemin le plus court dans la topologie de routage.

Moins il y a d'alternance entre les couches de plomb des dispositifs de circuit à haute fréquence, mieux c'est. C'est - à - dire que moins de trous de travers sont utilisés pour relier les composants, mieux c'est. Un trou à travers peut apporter une capacité distribuée de 0,5pf, et la réduction du nombre de trous à travers peut augmenter considérablement la vitesse.



Pour le câblage de circuits à haute fréquence, il faut prêter attention à l '« interférence croisée» ou au Crosstalk introduit par le câblage parallèle de la ligne de signal. Si la distribution parallèle ne peut être évitée, une grande zone de « mise à la terre» peut être placée du côté opposé de la ligne de signal parallèle afin de réduire considérablement l'interférence. Les lignes parallèles dans la même couche sont presque inévitables, mais dans deux couches adjacentes, la direction des lignes doit être perpendiculaire l'une à l'autre, ce qui n'est pas difficile à réaliser dans Protel, mais facile à ignorer. Dans les règles du menu de conception pour les couches de route, sélectionnez horizontal pour le niveau supérieur et vertical pour le niveau inférieur. De plus, la fonction plan polygonal est fournie en position, c'est - à - dire la surface de la Feuille de cuivre à maille polygonale. S'il est placé, le polygone sera considéré comme une surface de toute la carte de circuit imprimé et le cuivre sera appliqué. Il se connecte au GNd du circuit, peut améliorer la capacité anti - interférence à haute fréquence, et a également un grand avantage sur la dissipation de chaleur et la résistance de la carte imprimée, logiciel protel.



Pour les lignes de signalisation ou les unités locales particulièrement importantes, des mesures d'encerclement des fils de mise à la terre doivent être prises. La sélection de contour est disponible dans les outils et peut être utilisée pour mettre à la terre automatiquement les lignes de signal importantes sélectionnées, telles que les circuits d'oscillateur LT et X1. En général, la ligne d'alimentation et la ligne au sol du circuit sont réglées à une largeur supérieure à celle de la ligne de signal. Vous pouvez utiliser les catégories dans le menu conception pour diviser les réseaux en réseaux électriques et de signalisation. Combiné aux paramètres des règles de câblage, il peut être facilement exécuté. Commutation de la largeur de ligne entre la ligne d'alimentation et la ligne de signal. Toutes les traces ne doivent pas former de boucle, ni la ligne au sol ne doit former de boucle de courant. Si une boucle est générée, elle causera beaucoup d'interférence au système. À cet égard, la méthode de câblage en chaîne Daisy peut être utilisée, ce qui évite efficacement la formation de boucles, de branches ou de souches pendant le câblage, mais pose également des problèmes difficiles à câbler. Sur la base des données et de la conception des différentes puces, estimer le courant à travers le cordon d'alimentation et déterminer la largeur requise du conducteur. Selon la formule empirique, on peut obtenir: W (poids de ligne) L (MM / a) i (A). Selon la taille du courant, augmenter la largeur du cordon d'alimentation autant que possible afin de réduire la résistance du circuit. Entre - temps, la direction de la ligne électrique et de la ligne au sol est compatible avec la direction de transmission des données, ce qui contribue à améliorer la capacité anti - bruit. Si nécessaire, des dispositifs d'étranglement à haute fréquence en Ferrite enroulé de cuivre peuvent être ajoutés aux lignes électriques et au sol pour empêcher la transmission du bruit à haute fréquence,logiciel protel.


La largeur de câblage du même réseau doit être la même. Le changement de largeur de ligne entraînera une impédance caractéristique inégale de la ligne. La réflexion se produit lorsque la vitesse de transmission est élevée, ce qui doit être évité autant que possible dans la conception. En même temps, augmentez le poids de ligne des lignes parallèles. Lorsque la distance centrale de la ligne ne dépasse pas 3 fois la largeur de la ligne, 70% du champ électrique peut être maintenu sans interférence mutuelle, ce qui est appelé le principe 3W. Ainsi, l'influence de la capacité distribuée et de l'inductance distribuée causée par les lignes parallèles peut être surmontée.



4. Conception de la ligne électrique et de la ligne au sol


Pour résoudre la chute de tension causée par l'alimentation électrique bruit introduit par le circuit haute fréquence et impédance de ligne, logiciel protel, la fiabilité du système d'alimentation en circuit à haute fréquence doit être pleinement prise en considération. Il existe généralement deux solutions: l'une consiste à utiliser la technologie Power bus pour le câblage; L'autre est d'utiliser une couche d'alimentation séparée. En comparaison, Ces derniers ont des procédés de production plus complexes et des coûts plus élevés. Donc, La technologie des bus d'alimentation en réseau peut être utilisée pour le câblage, Chaque composant appartient donc à un cycle différent, Le courant sur chaque bus du réseau tend à être équilibré, Réduire la chute de tension due à l'impédance de la ligne. La puissance de transmission à haute fréquence est relativement élevée, Une grande surface de cuivre peut être utilisée pour trouver des plans de mise à la terre à faible résistance à proximité, pour la mise à la terre multipoint. Parce que la réactance induite du fil de terre est proportionnelle à la fréquence et à la longueur, Lorsque la fréquence de fonctionnement est élevée, l'impédance commune de la terre augmentera, cela augmentera l'interférence électronique générée par l'impédance de masse commune, par conséquent, la longueur du fil de terre doit être aussi courte que possible. Réduire au minimum la longueur du fil de signalisation et augmenter la surface du circuit au sol. Un ou plusieurs condensateurs de découplage à haute fréquence sont installés aux bornes d'alimentation et de mise à la terre de la puce pour fournir un canal à haute fréquence adjacent au courant transitoire de la puce intégrée., De sorte que le courant ne passe pas à travers le cordon d'alimentation avec une grande zone de boucle, réduire considérablement le bruit rayonné. Il est nécessaire de choisir un condensateur céramique à condensateur unique avec un bon signal à haute fréquence comme condensateur de découplage. Utilisation de condensateurs de tantale ou de polyester de grande capacité au lieu de condensateurs électrolytiques comme condensateurs de stockage d'énergie pour charger les circuits. Parce que les condensateurs électrolytiques ont une grande distribution d'inductance, Il n'est pas efficace pour les hautes fréquences. Lors de l'utilisation de condensateurs électrolytiques, Utilisé par paires avec des condensateurs de découplage avec de bonnes performances à haute fréquence logiciel protel caractéristiques.