1. Médecine générale
Dans la conception des PCB, afin de rendre la conception des circuits imprimés haute fréquence plus raisonnable, de meilleures performances anti-interférences doivent être prises en compte sous les aspects suivants :
(1) Sélection raisonnable des couches Lors du routage des cartes de circuits imprimés haute fréquence dans la conception de PCB, le plan intérieur au milieu est utilisé comme couche d'alimentation et de terre, ce qui peut jouer un rôle de blindage, réduire efficacement l'inductance parasite, raccourcir la longueur des lignes de signal et réduire les interférences croisées entre les signaux.
(2) Mode de routage Le mode de routage doit être conforme à un angle de rotation de 45° ou à un arc de rotation, ce qui peut réduire l'émission de signaux haute fréquence et le couplage mutuel.
(3) Longueur du câble Plus la longueur du câble est courte, mieux c'est. Plus la distance parallèle entre deux fils est courte, mieux c'est.
(4) Nombre de trous traversants Moins il y a de trous traversants, mieux c'est.
(5) Direction du câblage intercouche La direction du câblage intercouche doit être verticale, c'est-à-dire que la couche supérieure est horizontale, la couche inférieure est verticale, afin de réduire les interférences entre les signaux.
(6) Le revêtement en cuivre a augmenté la mise à la terre du revêtement en cuivre, ce qui peut réduire les interférences entre les signaux.
(7) L'inclusion du traitement de la ligne de signal importante peut améliorer considérablement la capacité anti-interférence du signal, bien sûr, peut également être l'inclusion du traitement de la source d'interférence, de sorte qu'il ne puisse pas interférer avec d'autres signaux.
(8) Les câbles de signal n'acheminent pas les signaux en boucle. Acheminez les signaux en mode guirlande.
2. Priorité de câblage
Priorité de ligne de signal clé : petit signal analogique, signal à grande vitesse, signal d'horloge et signal de synchronisation et autres câblages prioritaires de signaux clés
Principe de la densité avant tout : commencez le câblage par les connexions les plus complexes du circuit imprimé. Commencez le câblage par la zone la plus dense du circuit imprimé.
Points à noter :
A. Prévoyez une couche de câblage spécifique pour les signaux clés tels que les signaux d'horloge, les signaux haute fréquence et les signaux sensibles, et veillez à minimiser la zone de boucle. Si nécessaire, privilégiez le câblage manuel prioritaire, le blindage et augmentez l'espacement de sécurité. Assurez la qualité du signal.
b. L'environnement CEM entre la couche d'alimentation et la terre est médiocre, les signaux sensibles aux interférences doivent donc être évités.
c. Le réseau avec des exigences de contrôle d'impédance doit être câblé autant que possible en fonction des exigences de longueur et de largeur de ligne.
3, câblage de l'horloge
La ligne d'horloge est l'un des principaux facteurs affectant la compatibilité électromagnétique (CEM). Réduisez le nombre de trous dans la ligne d'horloge, évitez autant que possible de croiser d'autres lignes de signaux et tenez-vous à l'écart des lignes de signaux générales pour éviter toute interférence avec celles-ci. Parallèlement, évitez l'alimentation de la carte pour éviter toute interférence entre l'alimentation et l'horloge.
Si la carte comporte une puce d'horloge spéciale, elle ne peut pas être placée sous la ligne ; elle doit être placée sous le cuivre. Si nécessaire, une isolation spéciale peut également être placée sur sa terre. Pour de nombreux oscillateurs à quartz de référence, ces oscillateurs ne doivent pas être placés sous la ligne, mais doivent être isolés par du cuivre.
4. Ligne à angle droit
Le câblage à angle droit est généralement requis pour éviter ce problème lors du câblage des circuits imprimés et est devenu une norme de mesure de la qualité du câblage. Quel est donc son impact sur la transmission du signal ? En principe, le routage à angle droit modifie la largeur de la ligne de transmission, ce qui entraîne une discontinuité d'impédance. En réalité, le routage à angle droit, ainsi que le routage à angle aigu, peuvent également entraîner des variations d'impédance.
L'influence du routage à angle droit sur le signal se reflète principalement dans trois aspects :
Premièrement, le coin peut être équivalent à la charge capacitive sur la ligne de transmission, ralentissant le temps de montée ;
Deuxièmement, la discontinuité d’impédance entraînera une réflexion du signal ;
Troisièmement, les EMI produites par la pointe à angle droit.
5. Angle aigu
(1) Pour le courant à haute fréquence, lorsque le point de retournement du fil présente un angle droit ou même un angle aigu, près du coin, la densité du flux magnétique et l'intensité du champ électrique sont relativement élevées, il y aura une forte onde électromagnétique de rayonnement, et l'inductance ici sera relativement grande, l'inductance sera plus grande que l'angle obtus ou l'angle arrondi.
(2) Pour le câblage du bus du circuit numérique, l'angle de câblage est obtus ou arrondi, ce qui réduit la surface de câblage. Dans les mêmes conditions d'espacement des lignes, l'espacement total des lignes occupe 0,3 fois moins de largeur que le virage à angle droit.
6. Routage différentiel
Cf. Câblage différentiel et adaptation d'impédance
Le signal différentiel est de plus en plus utilisé dans la conception de circuits à haut débit, car les signaux les plus importants utilisent toujours une structure différentielle. Définition : En termes simples, cela signifie que le pilote envoie deux signaux inverseurs équivalents, et que le récepteur détermine si l'état logique est « 0 » ou « 1 » en comparant la différence entre les deux tensions. La paire transportant le signal différentiel est appelée routage différentiel.
Comparé au routage de signaux asymétriques ordinaires, le signal différentiel présente les avantages les plus évidents dans les trois aspects suivants :
a. Forte capacité anti-interférence, car le couplage entre les deux fils différentiels est très bon, lorsqu'il y a des interférences de bruit de l'extérieur, il est presque couplé aux deux lignes en même temps, et le récepteur ne se soucie que de la différence entre les deux signaux, de sorte que le bruit en mode commun de l'extérieur peut être complètement annulé.
b. Peut inhiber efficacement les interférences électromagnétiques. De même, la polarité de deux signaux étant opposée, les champs électromagnétiques qu'ils émettent peuvent s'annuler. Plus le couplage est étroit, moins l'énergie électromagnétique libérée vers l'extérieur est importante.
c. Positionnement précis du temps. Les changements de commutation des signaux différentiels se situant à l'intersection de deux signaux, contrairement aux signaux asymétriques classiques qui reposent sur des tensions de seuil élevées et basses, l'impact de la technologie et de la température est faible, ce qui permet de réduire les erreurs de synchronisation et est plus adapté aux circuits à signaux de faible amplitude. La technologie LVDS (signalisation différentielle basse tension), actuellement très répandue, désigne cette technologie de signalisation différentielle de faible amplitude.
Pour les ingénieurs PCB, le plus important est de s'assurer que les avantages du routage différentiel soient pleinement exploités lors du routage réel. À condition que les équipes de layout comprennent les exigences générales du routage différentiel, à savoir « longueur égale, distance égale ».
L'égalité de longueur permet de garantir que les deux signaux différentiels conservent une polarité opposée en permanence et de réduire la composante de mode commun. L'équidistance vise principalement à garantir la cohérence de l'impédance différentielle et à réduire la réflexion. Le routage différentiel exige parfois une distance aussi courte que possible.
7. Ligne de serpent
La ligne serpentine est un type de câblage fréquemment utilisé en configuration. Son objectif principal est d'ajuster le délai et de répondre aux exigences de conception temporelle du système. Les concepteurs doivent d'abord comprendre que les fils serpentins peuvent dégrader la qualité du signal et modifier le délai de transmission ; ils doivent donc être évités lors du câblage. Cependant, en pratique, pour garantir un temps de rétention suffisant des signaux ou réduire le décalage temporel entre les signaux d'un même groupe, un bobinage délibéré est souvent nécessaire.
Points à noter :
Les paires de lignes de signaux différentiels, généralement des lignes parallèles, aussi peu que possible à travers le trou, doivent être perforées, doivent être deux lignes ensemble, afin d'obtenir une adaptation d'impédance.
Un groupe de bus ayant les mêmes attributs doit être acheminé côte à côte autant que possible pour obtenir une longueur égale. Le trou partant du plot de raccordement doit être aussi éloigné que possible du plot.
Date de publication : 05/07/2023
