Technologie PCB - Examen des règles de conception de PCB haute vitesse et analyse des causes

1. La fréquence d'horloge de la carte PCB est supérieure à 5MHz ou le temps de montée du signal est inférieur à 5ns, la conception de la carte multicouche est généralement requise.

Justification: avec une conception de panneau multicouche, la zone de la boucle de signal peut être bien contrôlée.

2. Pour les cartes multicouches, la couche de câblage critique (la couche où se trouvent les lignes d'horloge, les bus, les lignes de signal d'interface, les lignes RF, les lignes de signal de Réinitialisation, les lignes de signal de sélection de puce et les différentes lignes de signal de commande) doit être adjacente Au plan de masse complet, de préférence entre les deux plans de masse.

Raison: les lignes de signal critiques sont généralement fortement rayonnées ou extrêmement sensibles. Le câblage à proximité du plan de masse peut réduire la zone de boucle du signal, réduire l'intensité du rayonnement ou améliorer la résistance aux interférences `

3. Pour les panneaux monocouches, les deux côtés de la ligne de signal critique doivent couvrir le sol.

Raison: les deux côtés du signal critique sont recouverts de terre, ce qui permet d'une part de réduire la surface de la boucle de signal et d'autre part d'éviter la diaphonie entre les lignes de signal et les autres lignes de signal.

4. Pour les panneaux à double couche, posez une grande surface du sol sur le plan de projection de la ligne de signal clé ou perforez le sol comme un placage.

Raison: le même signal clé que la plaque multicouche est proche du plan de masse.

5.dans une carte multicouche, le plan d’alimentation doit être rétracté 5H - 20h par rapport à son plan de masse adjacent (H étant la distance entre l’alimentation et le plan de masse).

Cause: la dépression du plan d'alimentation par rapport à son plan de retour au sol peut efficacement supprimer les problèmes de rayonnement de bord.

6. Le plan de projection de la couche de câblage doit être dans la zone de la couche de plan de reflux.

Cause: si la couche de câblage n'est pas dans la zone de projection de la couche plane de reflux, cela entraîne des problèmes de rayonnement de bord et augmente la surface de boucle du signal, ce qui entraîne une augmentation du rayonnement de mode différentiel.

7. Dans les panneaux multicouches, les couches supérieure et inférieure du placage doivent, dans la mesure du possible, être exemptes de lignes de signalisation supérieures à 50 MHz.

Justification il est préférable de marcher un signal haute fréquence entre deux couches planes pour inhiber son rayonnement vers l'espace.

8. Pour les placages fonctionnant à une fréquence supérieure à 50 MHz au niveau du placage, si la deuxième et l'avant - dernière couche sont des couches de câblage, les couches top et boottom doivent être recouvertes d'une feuille de cuivre mise à la terre.

Justification il est préférable de marcher un signal haute fréquence entre deux couches planes pour inhiber son rayonnement vers l'espace.

9. Dans une carte multicouche, le plan d'alimentation de travail principal de la carte unique (le plan d'alimentation le plus largement utilisé) doit être très proche de son plan de masse.

Raison: les plans d'alimentation et de masse adjacents peuvent réduire efficacement la zone de boucle du circuit d'alimentation.

10. Dans un panneau monocouche, il doit y avoir un fil de terre près et parallèle au cordon d'alimentation.

Raison: la zone de la boucle de courant d'alimentation est réduite.

11. Dans un panneau à double couche, il doit y avoir un fil de terre à côté du cordon d'alimentation et parallèle au cordon d'alimentation.

Raison: la zone de la boucle de courant d'alimentation est réduite.

12. Dans la conception en couches, essayez d'éviter les réglages adjacents de la couche de câblage. Si les couches de câblage sont inévitablement adjacentes l'une à l'autre, l'espacement des couches entre les deux couches de câblage doit être augmenté de manière appropriée et l'espacement des couches entre les couches de câblage et leurs circuits de signalisation doit être réduit.

Cause: les traces de signal parallèles sur les couches de câblage adjacentes peuvent provoquer une diaphonie du signal.

13. Les couches planes adjacentes doivent éviter le chevauchement de leurs plans de projection.

Cause: lorsque les projections se chevauchent, la capacité de couplage entre les couches entraîne un couplage mutuel du bruit entre les couches.

14. Lors de la conception de la mise en page de PCB, le principe de conception doit être entièrement suivi le long de la ligne droite de flux de signal, en essayant d'éviter les boucles d'aller - retour.

Raison: Évitez le couplage direct du signal, ce qui affecte la qualité du signal.

15.lorsque plusieurs circuits modulaires sont placés sur le même bloc de PCB, les circuits numériques et analogiques, ainsi que les circuits haute et basse vitesse, doivent être disposés séparément.

Raison: Évitez les interférences mutuelles entre les circuits numériques, analogiques, à grande vitesse et à faible vitesse.

16. S'il y a des circuits haute vitesse, moyenne vitesse et basse vitesse sur la carte, suivez les circuits haute vitesse et moyenne vitesse et éloignez - vous de l'interface.

Cause: Évitez le bruit du circuit haute fréquence rayonnant vers l'extérieur à travers l'interface.

17. Les condensateurs de stockage d’énergie et de filtrage à haute fréquence doivent être placés à proximité des circuits ou des dispositifs de l’unité où les variations de courant sont importantes (par exemple, modules d’alimentation: bornes d’entrée et de sortie, ventilateurs et relais).

Raison: la présence d'un condensateur de stockage d'énergie peut réduire la surface de boucle d'une boucle de courant important.

18. Le circuit de filtrage du port d'entrée d'alimentation de la carte PCB doit être placé près de l'interface.

Raison: pour éviter de recoupler une ligne déjà filtrée.

19.sur le PCB, les composants de filtrage, de protection et d’isolation du circuit d’interface doivent être placés à proximité de l’interface.

Justification: il peut efficacement atteindre l'effet de protection, de filtration et d'isolation.

20. S’il y a à la fois un filtre et un circuit de protection à l’interface, le principe de protection avant filtrage doit être respecté.

Cause: le circuit de protection est utilisé pour supprimer les surtensions et les surintensités externes. Si le circuit de protection est placé après le circuit de filtrage, le circuit de filtrage est endommagé par des surtensions et des surintensités.

21. Lors de l’agencement, assurez - vous que les lignes d’entrée et de sortie des circuits de filtrage (filtres), d’isolation et de protection ne sont pas couplées les unes aux autres.

Cause: les effets de filtrage, d'isolation ou de protection sont atténués lorsque les traces d'entrée et de sortie des circuits ci - dessus sont couplées entre elles.

22.si l’interface « sol propre» est conçue sur la planche, les dispositifs de filtration et d’isolation doivent être placés sur une bande de séparation entre le « sol propre» et le sol de travail.

Raison: éviter que les dispositifs de filtration ou d'isolation soient couplés les uns aux autres par des couches planes pour affaiblir l'effet.

23.les dispositifs autres que les dispositifs de filtration et de protection ne doivent pas être placés sur un « sol propre».

Pourquoi: la conception « Clean Ground » est conçue pour s’assurer que le rayonnement de l’interface est minimal et que « Clean Ground » est facilement couplé à des interférences extérieures, de sorte qu’il ne devrait pas y avoir d’autres circuits et dispositifs indépendants sur « clean place ».

24. Gardez le cristal, l'oscillateur à cristal, le relais, l'alimentation à découpage et d'autres équipements à rayonnement intense loin du connecteur d'interface de la carte d'au moins 1000 mils.

Cause: les interférences rayonnent directement ou le courant est couplé au câble de sortie pour rayonner vers l'extérieur.

25. Les circuits ou dispositifs sensibles (par exemple, circuits de Réinitialisation, circuits Watchdog, etc.) doivent être situés à au moins 1 000 mils des bords de la carte, en particulier de l’interface de la carte.

Cause: les endroits comme les interfaces à carte unique sont les endroits les plus sensibles aux interférences externes telles que l'électricité statique, tandis que les circuits sensibles tels que les circuits de Réinitialisation et les circuits de chien de garde peuvent facilement provoquer un mauvais fonctionnement du système.

26.le condensateur de filtrage utilisé pour le filtrage IC doit être placé aussi près que possible de la broche d’alimentation de la puce.

Raison: plus le condensateur est proche de la broche, plus la zone de la boucle haute fréquence est petite et moins le rayonnement est important.

27.pour les résistances adaptées en série à l’extrémité de départ, elles doivent être placées à proximité de leur sortie de signal.

Raison: la résistance d'adaptation série à l'extrémité de départ est conçue pour ajouter l'impédance de sortie de la puce et l'impédance de la résistance série à l'impédance caractéristique de la trace. La résistance d'adaptation est placée à la fin et ne peut pas satisfaire l'équation ci - dessus.

28. Les traces de PCB ne peuvent pas avoir des traces à angle droit ou aigu.

Causes: le câblage à angle droit provoque une discontinuité d'impédance, ce qui entraîne une transmission de signal, une sonnerie ou un dépassement, ainsi qu'un rayonnement EMI intense.

29. Évitez autant que possible les réglages de couche pour les couches de câblage adjacentes. Lorsque cela est inévitable, essayez de faire en sorte que la longueur des traces dans les deux couches de câblage soit inférieure à 1000 mil perpendiculaires ou parallèles entre elles.

Raison: pour réduire la diaphonie entre les traces parallèles.

30.si la carte a une couche de câblage de signal interne, les lignes de signal clés telles que l'horloge doivent être posées dans la couche interne (de préférence la couche de câblage).

Raison: le déploiement de signaux critiques dans la couche de câblage interne peut jouer un rôle de blindage.

31. Il est recommandé de couvrir les lignes de terre des deux côtés de la ligne d’horloge, les lignes de terre étant mises à la terre tous les 3000mil.

Raison: Assurez - vous que tous les points de la ligne de mise à la terre de l'emballage ont un potentiel égal.

32. Les traces de signaux critiques telles que les horloges, les bus, les lignes RF et autres traces parallèles de même couche doivent respecter le principe des 3W.

Raison: évitez la diaphonie entre les signaux.

33. Les Plots des fusibles montés en surface, des billes magnétiques, des inductances et des condensateurs au tantale utilisés pour les alimentations électriques d’un courant de 1a ne doivent pas comporter moins de deux perçages reliés à la couche plane.

Cause: diminution de l'impédance équivalente des pores.

34. Les lignes de signal différentiel doivent être sur la même couche, de longueur égale, fonctionner en parallèle, maintenir l'impédance uniforme et aucun autre câblage entre les lignes différentielles.

Raison: garantir l'égalité de l'impédance de mode commun des paires de lignes différentielles, améliorer leur capacité d'anti - interférence.

35. Les traces de signaux critiques ne doivent pas traverser la zone de zonage (y compris les lacunes dans le plan de référence causées par les trous et les Plots).

Raison: le câblage à travers la cloison augmente la surface de la boucle de signal.

36. Lorsqu’il est inévitable de diviser une ligne de signal sur le plan de retour de la ligne de signal, il est recommandé d’utiliser la méthode du condensateur en pont à proximité de la Division de la portée du signal. La valeur du condensateur est de 1nf.

Raison: la zone de boucle a tendance à augmenter lorsque la portée du signal est divisée. La boucle de signal utilise un pont artificiel à la terre.

37. Il ne doit pas y avoir d’autres traces de signaux indépendants sous le filtre (circuit de filtrage) sur la plaque.

Cause: la distribution de la capacité affaiblit l'effet de filtrage du filtre.

38. Les lignes de signal d’entrée et de sortie d’un filtre (circuit de filtrage) ne peuvent être parallèles ou croisées.

Raison: avant et après filtrage, évitez les couplages bruyants directs entre les trajectoires.

39. La distance entre la ligne de signal critique et le bord du plan de référence est?? 3H (H étant la hauteur de la ligne par rapport au plan de référence).

Cause: inhibition de l'effet de rayonnement marginal.

40.pour les composants de mise à la terre de boîtiers métalliques, le cuivre de mise à la terre doit être posé au niveau supérieur de la zone de projection.

Raison: la capacité répartie entre le boîtier métallique et le cuivre mis à la terre est utilisée pour inhiber le rayonnement externe et améliorer l'immunité.

41. Dans les panneaux à une ou deux couches, il convient de prêter attention à la conception & lt; & lt; minimisant la surface du circuit & gt; & gt; lors du câblage.

Raison: plus la surface de la boucle est petite, moins le rayonnement externe de la boucle est important et plus la résistance aux interférences est forte.

42. Lorsque les lignes de signal (en particulier les lignes de signal critiques) changent de couche, les trous de passage à la terre doivent être conçus à proximité des trous de passage de couche.

Raison: la zone de la boucle de signal peut être réduite.

43. Ligne d'horloge, bus, ligne RF, etc.: la ligne de signal de rayonnement fort est éloignée de la ligne de signal à l'extérieur de l'interface.

Cause: éviter les interférences de lignes de signal fortement rayonnées Couplées aux lignes de signal de sortie et rayonnant vers l'extérieur.

44. Ligne de signal de Réinitialisation, ligne de signal de sélection de puce, signal de commande du système et d'autres lignes de signal sensibles sont éloignées de la ligne de signal en dehors de l'interface.

Cause: la sortie d'une ligne de signal d'une interface entraîne souvent des interférences externes qui, lorsqu'elle est couplée à une ligne de signal sensible, peuvent entraîner une défaillance du système.

45. Dans les cartes simples et doubles, le routage du condensateur de filtrage doit d’abord être filtré par le condensateur de filtrage, puis sur la broche de l’appareil.

Raison: la tension d'alimentation est filtrée avant d'alimenter l'IC, et le bruit que l'IC renvoie à l'alimentation est également filtré par le condensateur.

46. Dans une carte simple ou double, si le cordon d’alimentation est long, un condensateur de découplage doit être ajouté au sol tous les 3 000 mil, la valeur du condensateur étant de 10 UF + 1 000 PF.

Cause: filtre le bruit à haute fréquence du PCB sur la ligne d'alimentation.

47. Les fils de masse et d’alimentation des condensateurs de filtrage doivent être aussi épais et courts que possible.

Raison: l'Inductance série équivalente réduit la fréquence de résonance du condensateur, affaiblissant son effet de filtrage haute fréquence