Comment réduire la diaphonie dans la conception de PCB ?
La diaphonie est un couplage électromagnétique involontaire entre des traces sur circuit imprimé. Ce couplage peut amener les impulsions de signal d’une trace à dépasser l’intégrité du signal d’une autre trace, même si elles ne sont pas en contact physique. Cela se produit lorsque l’espacement entre les traces parallèles est étroit. Même si les traces peuvent être maintenues à un espacement minimum à des fins de fabrication, elles peuvent ne pas être suffisantes à des fins électromagnétiques.

Considérons deux traces parallèles l’une à l’autre. Si le signal différentiel dans une trace a une plus grande amplitude que l’autre trace, il peut affecter positivement l’autre trace. Ensuite, le signal de la trajectoire de la « victime » commencera à imiter les caractéristiques de la trajectoire de l’agresseur, au lieu de conduire son propre signal. Lorsque cela se produit, une diaphonie se produit.

La diaphonie est généralement considérée comme se produisant entre deux pistes parallèles adjacentes l’une à l’autre sur la même couche. Cependant, la diaphonie est plus susceptible de se produire entre deux traces parallèles adjacentes l’une à l’autre sur des couches adjacentes. C’est ce qu’on appelle le couplage transversal et est plus susceptible de se produire parce que deux couches de signal adjacentes sont séparées par une très petite quantité d’épaisseur de noyau. L’épaisseur peut être de 4 mils (0.1 mm), parfois inférieure à l’espacement entre deux traces sur la même couche.

L’espacement des traces pour éliminer la diaphonie est généralement supérieur aux exigences d’espacement des traces conventionnelles

Élimine la possibilité de diaphonie dans la conception
Heureusement, vous n’êtes pas à la merci de la conversation croisée. En concevant le circuit imprimé pour minimiser la diaphonie, vous pouvez éviter ces problèmes. Voici quelques techniques de conception qui peuvent vous aider à éliminer la possibilité de diaphonie sur la carte de circuit :

Gardez autant de distance que possible entre la paire différentielle et les autres routages de signaux. La règle empirique est l’écart = 3 fois la largeur de la trace.

Conservez la plus grande différence possible entre le routage d’horloge et les autres routages de signaux. Le même écart = 3 fois la règle empirique pour la largeur de trace s’applique également ici.

Gardez autant de distance que possible entre les différentes paires différentielles. La règle d’or ici est légèrement plus grande, écart = 5 fois la largeur de la trace.

Les signaux asynchrones (tels que RESET, INTERRUPT, etc.) doivent être éloignés du bus et avoir des signaux à grande vitesse. Ils peuvent être acheminés à côté des signaux d’activation, de désactivation ou de mise sous tension, car ces signaux sont rarement utilisés pendant le fonctionnement normal du circuit imprimé.

S’assurer que deux couches de signal adjacentes alternent l’une avec l’autre dans la pile de circuits imprimés alternera les directions de routage horizontales et verticales. Cela réduira la possibilité de couplage transversal, car les traces ne sont pas autorisées à s’étendre parallèlement les unes sur les autres.

Une meilleure façon de réduire la diaphonie potentielle entre deux couches de signal adjacentes consiste à séparer les couches de la couche de plan de masse entre elles dans une configuration microruban. Le plan de masse augmentera non seulement la distance entre les deux couches de signal, mais fournira également le chemin de retour requis pour la couche de signal.

Vos outils de conception de circuits imprimés et applications tierces peuvent vous aider à éliminer la diaphonie

Comment votre logiciel de conception peut vous aider à éliminer la diaphonie dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse
L’outil de conception de PCB possède de nombreuses fonctionnalités intégrées qui peuvent vous aider à éviter la diaphonie dans votre conception. En spécifiant les directions de routage et en créant des piles de microrubans, les règles de couche de carte vous aideront à éviter le couplage large. À l’aide de règles de type réseau, vous pourrez attribuer des intervalles de suivi plus longs à des groupes de réseaux plus sensibles à la diaphonie. Les routeurs à paires différentielles acheminent les paires différentielles en tant que paires réelles au lieu de les acheminer individuellement. Cela maintiendra l’espacement requis entre les traces de paires différentielles et d’autres réseaux pour éviter la diaphonie.

En plus des fonctions intégrées du logiciel de conception de circuits imprimés, il existe d’autres outils qui peuvent vous aider à éliminer la diaphonie dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse. Il existe différents calculateurs de diaphonie pour vous aider à déterminer la largeur et l’espacement de trace corrects pour le routage. Il existe également un simulateur d’intégrité du signal pour analyser si votre conception présente des problèmes potentiels de diaphonie.

Si cela se produit, la diaphonie peut être un gros problème sur les cartes de circuits imprimés. Maintenant que vous savez quoi rechercher, vous serez prêt à empêcher la diaphonie de se produire. Les techniques de conception dont nous discutons ici et les fonctionnalités des logiciels de conception de circuits imprimés vous aideront à créer des conceptions sans diaphonie.