3 techniques de routage sur la conception de circuits de signaux à grande vitesse sur PCB

La conception de circuits imprimés (PCB) est essentielle au travail des ingénieurs électriciens et il n'est apparemment pas facile de concevoir un PCB parfait. Un PCB parfait découle non seulement de la rationalité de la sélection et de la distribution des composants, mais également de sa conductivité élevée du signal. Dans cette thèse, les connaissances sur les techniques de routage sur la conception de circuits de signaux à grande vitesse sur PCB seront introduites et affichées afin de fournir une aide pour votre travail d'ingénierie.

Routage PCB basé sur une carte multicouche

Lors de la conception de PCB, la plupart des ingénieurs souhaitent compléter le routage à haut signal en utilisant des cartes multicouches. Outre son rôle de cœur de PCB, ce type de carte multicouche est également capable de réduire les interférences du circuit, ce qui est une méthode principale pour les ingénieurs confrontés à un tel problème. Lors de la conception du circuit de signal à grande vitesse sur PCB basé sur l'utilisation d'une carte multicouche, les ingénieurs doivent réduire la taille de la carte en déterminant rationnellement le nombre de couches, pour tirer le meilleur parti de la couche intermédiaire pour le réglage du blindage afin de réaliser le sol à proximité, qui peuvent tous réduire efficacement l'inductance parasite, réduire la longueur de transmission du signal, réduire les interférences croisées entre les signaux, etc. Toutes ces méthodes sont très bénéfiques pour la fiabilité du circuit de signal à grande vitesse.

Outre les méthodes ci-dessus pour augmenter la fiabilité de la transmission du signal PCB à l'aide d'une carte multicouche, certaines données d'autorité montrent que lorsque le même matériau est utilisé, le bruit généré par une carte à quatre couches est inférieur de 20 dB à celui de 2- panneau de couche. Pour la courbure du plomb, moins la courbure apparaît, mieux ce sera. Il est préférable d'utiliser toute la ligne et lorsqu'une flexion est nécessaire, une ligne à 45 degrés ou une ligne d'arc peut être utilisée afin que l'émission vers l'extérieur soit réduite du signal à grande vitesse et du couplage mutuel et que le rayonnement et la réflexion soient diminué également.

Rendre la broche de plomb entre les composants du circuit à grande vitesse aussi courte que possible

Dans le processus de conception et de routage du circuit de signal haute vitesse PCB, les ingénieurs doivent rendre la broche principale entre les composants du circuit haute vitesse aussi courte que possible. Parce que plus le fil est long, plus l'inductance distribuée et le condensateur distribué sont grands, ce qui entraînera la réflexion et l'oscillation dans le circuit à grande vitesse.

Outre le raccourcissement de la broche de plomb entre les composants dans le circuit à grande vitesse, l'alternance de la couche intermédiaire de plomb entre les broches de plomb des composants sur chaque circuit à grande vitesse doit être raccourcie dans le processus de routage PCB, ce qui signifie que les trous traversants dans le processus de connexion des composants doit être aussi faible que possible. Généralement, un trou traversant peut apporter une capacité distribuée d'environ 0,5 pF, ce qui conduira évidemment à l'augmentation du retard du circuit. Pendant ce temps, dans le processus de routage de circuit à grande vitesse, les interférences croisées induites par le routage parallèle à courte portée de la ligne de signal doivent être pleinement prises en considération. Si la distribution parallèle ne peut pas être contournée, une masse à grande échelle peut être définie à l'arrière des lignes de signal parallèles pour réduire les interférences. Dans les deux couches voisines, le sens de routage doit être vertical.

Sol entourant les lignes de signal particulièrement importantes ou les parties locales

Dans le processus de conception du routage des PCB, il est suggéré d'utiliser l'environnement du sol sur les lignes de signal particulièrement importantes ou les pièces locales par les ingénieurs. Le routage est effectué vers des signaux moins susceptibles d'être perturbés tels que le signal d'horloge et le signal analogique à grande vitesse au moment où le fil de terre pour la protection est ajouté aux périphériques, avec les lignes de signal à protéger au milieu. En effet, tous les types de routage de signal ne peuvent pas former de boucles, pas plus que le fil de terre. Cependant, si un circuit de routage en boucle se met en place, de grandes interférences se produiront dans le système. L'avantage du routage avec un fil de terre entourant les lignes de signal permet d'éviter efficacement les boucles dans le processus de routage. Il est suggéré de placer un ou plusieurs condensateurs de découplage haute fréquence à proximité de chaque bloc de circuit intégré. Lorsque le fil de terre analogique ou le fil numérique est connecté au fil de terre public, une liaison d'arrêt haute fréquence doit être utilisée. Certaines lignes de signalisation à grande vitesse nécessitent un traitement spécial. Par exemple, un signal différentiel est nécessaire sur la même couche et doit être aussi proche que possible du routage parallèle. Aucun signal ne peut être inséré entre des lignes de signal différentielles et chacune doit avoir la même longueur.

Outre les méthodes mentionnées ci-dessus, lors de la conception du routage du signal PCB, les ingénieurs doivent essayer d'éviter une branche de câblage de signal à grande vitesse ou un tronçon de formation. Étant donné qu'un rayonnement électromagnétique relativement important peut être généré lorsque des fils de signal haute fréquence sont placés sur la couche de surface, les fils de signal haute fréquence doivent être placés entre les fils d'alimentation et de terre afin que le rayonnement généré soit réduit à un niveau élevé en raison de l'électromagnétisme. absorption de la puissance et de la couche inférieure.

Bien sûr, dans le projet pratique, la théorie ne vient jamais avant la pratique. J'aimerais partager une partie de mon expérience en termes de conception de routage de PCB. Tout d'abord, si vous n'êtes pas le seul concepteur de routage d'un PCB, prenez suffisamment de temps pour vérifier la conception des routeurs. La petite précaution vaut bien mieux que beaucoup de remédiation. C'est une idée stupide de s'attendre à ce que les routeurs comprennent ce que vous pensez. Vos conseils et instructions sont les plus importants dans la première étape de la conception du routage. Plus vous fournirez d'informations et plus vous vous impliquerez dans la conception, meilleurs seront les PCB que vous obtiendrez. Voici une bonne méthode :vous pouvez définir un point d'achèvement provisoire pour l'ingénieur de conception de PCB afin que la procédure de routage démarre strictement selon vos étapes. Cette méthode s'apparente à une boucle fermée en ce sens que le routage ne sera pas hors piste afin que la possibilité de retravailler puisse être réduite au minimum.

Ensuite, les instructions que vous devez fournir à vos ingénieurs de routage comprennent :la brève description de la fonction du circuit ; le croquis du PCB avec les étiquettes des lieux d'entrée et de sortie ; Informations sur la couche PCB telles que l'épaisseur, le nombre de couches, les informations détaillées de chaque couche de signal et plaque de masse ; le type de signal requis par chaque couche ; l'exigence en termes de place des composants importants; les emplacements spécifiques des composants de contournement ; l'importance des lignes imprimées; l'importance des circuits nécessitant des lignes imprimées contrôlant l'impédance ; les circuits nécessitant la longueur de mappage ; la taille des composants ; les lignes, circuits ou composants imprimés nécessitant une distance ou une proximité ; le type de composants posés en haut ou en bas.

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