PCB numérique :un circuit moderne fonctionnant sur des signaux numériques binaires

Presque toutes les parties de l'économie mondiale et même nos vies dépendent des systèmes numérisés pour faire fonctionner les choses. Par conséquent, le PCB numérique est essentiel pour répondre aux exigences du marché.

Si vous êtes un fabricant ou un concepteur d'électronique, vous devez avoir une compréhension approfondie de ces cartes de circuits imprimés pour rester pertinent dans votre domaine d'activité. Dans cet article, nous allons plonger profondément dans le monde des circuits imprimés numériques, alors lisez la suite pour en savoir plus !

Qu'est-ce qu'un PCB numérique ?

Comme les PCB analogiques, les cartes de circuits imprimés numériques contiennent des pistes, des pastilles conductrices et d'autres fonctionnalités. Collectivement, ces attributs prennent en charge et connectent les composants électroniques mécaniquement et respectivement.

Cependant, ce type de PCB est unique en raison de ses processus de fabrication/assemblage et de conception numériques. En conséquence, il se vante d'un fonctionnement amélioré, tel que le contrôle de la perte d'insertion sur les lignes de transmission et l'adaptation d'impédance.

Un contrôleur numérique (Hitachi J100A)

Source :Wikimedia Commons

Ces PCB contiennent plusieurs microprocesseurs et d'autres composants de carte hautes performances capables de gérer plusieurs milliards de tâches par seconde. Quelques exemples incluent un circuit imprimé d'horloge numérique et un circuit imprimé de voltmètre.

Similarités entre les cartes de circuits imprimés analogiques et numériques

Les PCB analogiques et numériques présentent de nombreuses similitudes techniques et de conception, mais vous devez comprendre la capacité pour comprendre cette ressemblance.

La capacité parasite se développe lorsque deux fils sont proches du PCB. Dans une telle configuration, une pointe de tension soudaine sur un fil induira une impulsion de courant sur l'autre.

En plus de séparer les sections de circuit numérique et analogique, vous devez également distinguer l'action du commutateur numérique de la carte analogique et la basse de la haute fréquence.

Une carte de circuit imprimé de synthèse vocale analogique

Source :Wikimedia Commons

Les deux ont plusieurs similitudes et différences dans le câblage, et voici un aperçu de celles-ci :

Similitudes des stratégies de câblage entre les PCB analogiques et numériques

• Capacité de dérivation/découplage.
• Les simulateurs et les appareils numériques nécessitent des condensateurs, en particulier lors du câblage. Ceux-ci sont connectés au condensateur le plus proche de la connexion d'alimentation, généralement 0,1 uF. Le côté alimentation a également besoin d'un type de capacité (10 uF).
• Les cartes numériques et analogiques ont besoin de broches pour être au plus près de l'entrée d'alimentation.

L'alimentation d'un PCB

Source :Flickr

• Les fils d'alimentation et de mise à la terre doivent être les plus proches du circuit imprimé d'un panneau mono. Si vous ne faites pas correspondre les deux, ils généreront une boucle système qui produit du bruit, donc un tel placement réduit les risques d'interférences électromagnétiques.

Différences de stratégie de câblage entre les PCB analogiques et numériques

Plan au sol difficile

La pratique courante dans le câblage des PCB consiste à avoir un plan de masse ininterrompu. Cependant, cela minimise l'effet dl/dt dans les circuits numériques, provoquant des changements dans le potentiel de masse, ce qui crée du bruit dans la section analogique.

Ainsi, séparer les circuits numériques du côté analogique sur le plan de masse est essentiel pour réduire le bruit du côté du signal analogique.

Un plan de masse PCB

Source :Wikimedia Commons

La meilleure façon de le faire est de brancher le plan de masse analogique séparément de la connexion au sol.

Vous pouvez également placer les composants analogiques et les circuits à l'extrémité la plus éloignée. L'objectif est de minimiser autant que possible l'interruption du signal analogique.

Cependant, les circuits numériques n'ont pas besoin de telles considérations car ils peuvent tolérer des niveaux de bruit élevés.

Placement des composants

Comme indiqué précédemment, la section numérique du circuit est riche en bruit tandis que la section analogique est silencieuse. Par conséquent, séparez toujours les composants numériques des composants analogiques, en particulier si vous construisez un système à signaux mixtes.

Un circuit intégré à signaux mixtes

Source :Wikimedia Commons

La conception de PCB crée des composants parasites

Lors de la conception d'un PCB, il est facile de créer deux composants parasites susceptibles de provoquer une inductance ou une capacité parasite. Étant donné que la tolérance au bruit dans les cartes analogiques est plus faible, la solution la plus efficace consiste à modifier la taille/la distance entre les lignes.

Alternativement, vous pouvez mettre à la terre les fils entre les deux lignes pour créer une faible impédance qui affaiblit le champ électrique responsable de la production des interférences.

Avantages des PCB numériques

• Contient le bruit généré par la distribution d'alimentation
• Aide au contrôle de l'impédance (adaptation)
• Préserve l'intégrité du signal
• Minimise la diaphonie entre les traces adjacentes
• Réduit les effets créés par le rebond de référence au sol
• Hautement insensible aux interférences électromagnétiques

Applications du circuit imprimé numérique

• Communication réseau
• Stations de base 5G et commutateurs Internet
• Appareils IdO
• Informatique à haut débit
• Systèmes de test IC
• Équipement médical

Matériel médical

• Électronique installée en contact direct avec le consommateur, comme les distributeurs automatiques de billets
• Radios

Assemblage PCB numérique

Avant de passer au montage, il est indispensable de comprendre qu'un circuit imprimé numérique utilise un système binaire.

De plus, il s'appuie sur une liaison numérique pour les points de transfert et de réception des données lors de l'assemblage. Ce fil permet des modifications en temps réel pour maintenir ou améliorer la qualité de l'assemblage.

Même si le système binaire semble simple, il peut avoir plusieurs niveaux de complexité dans les PCB numériques. Mais l'avantage est que les appareils numériques sont contrôlables et programmables.

Un circuit imprimé numérique de haute technologie avec des puces et un processeur

Par conséquent, vous pouvez utiliser le système binaire, qui vous aidera à contrôler, activer et piloter d'autres appareils numériques utilisés dans plusieurs applications à l'échelle mondiale.

Cette description détaillée du processus d'assemblage numérique vous aidera à comprendre les applications de numérisation.

Processus d'assemblage

Prototypage PCBA

Le prototypage est essentiel pour développer la qualité dans le processus d'assemblage des circuits imprimés complexes et modernes. Il est particulièrement vital pour obtenir une qualité de construction élevée et un fonctionnement fiable. Vous pouvez diviser le processus de fabrication de PCB en deux segments :

Production efficace et rentable

La qualité du processus (production efficace de panneaux de haute qualité) est cruciale pour la production à volume élevé ou faible.

L'assemblage se compose de plusieurs étapes, tout comme la phase de fabrication de la carte et le processus de conception. Ces attributs expliquent en détail les étapes d'assemblage.

Attributs d'assemblage de PCB numérique

Vitesse

Votre commande devrait être traitée le plus rapidement possible, mais ce n'est pas un problème car les machines numériques gèrent l'ensemble du processus d'assemblage du circuit imprimé.

Production automatisée de PCB

Précision

Une machine d'assemblage doit être suffisamment précise pour tout placer au bon endroit afin d'améliorer l'efficacité et les performances d'un circuit imprimé numérique.

Précision

La précision est un facteur critique dans le processus d'assemblage, car elle garantit que le circuit imprimé numérique fonctionne comme prévu.

Agilité

Si des erreurs se produisent lors de l'assemblage du circuit imprimé, le processus doit être suffisamment flexible pour reprendre rapidement les opérations.

Contrôle

Le contrôle est un élément essentiel de l'assemblage du circuit imprimé car il garantit que rien n'est laissé de côté.

Assemblage PCB conventionnel ou numérique :lequel choisiriez-vous ?

Le choix ici dépend du développeur et du fabricant de PCB numérique. En ce qui concerne le fabricant, chacun a des directives spécifiques de conception pour l'assemblage (DFA) qui s'appuient sur son équipement et ses processus de contrôle qualité.

Équipement utilisé dans la production de PCB miniatures

En plus de subir un processus d'assemblage automatisé, votre carte de circuit imprimé numérique doit répondre à toutes vos exigences et spécifications. Cependant, certains fabricants doivent effectuer des vérifications manuelles, ce qui peut nuire à la qualité et ralentir le délai d'exécution.

Un instrument de mesure de vision automatisé inspectant un PCB

Par conséquent, vous devez travailler avec un fabricant de PCB fiable, tel que WellPCB, pour obtenir les meilleurs résultats. Nous produisons et assemblons des circuits imprimés depuis 2005. Nous combinons donc notre expérience et le meilleur équipement pour vous garantir des circuits imprimés numériques de haute qualité à des prix raisonnables.