PCB concevoir une méthode de routage de signal d’entrée analogique à grande vitesse

Plus la largeur de ligne est large, plus la capacité anti-interférence est forte et meilleure est la qualité du signal (influence de l’effet de peau). Mais en même temps, l’exigence d’une impédance caractéristique de 50Ω doit être garantie. Carte FR4 normale, l’impédance de 6MIL de largeur de ligne de surface est de 50Ω. Cela ne peut évidemment pas répondre aux exigences de qualité du signal de l’entrée analogique haute vitesse, nous utilisons donc généralement l’évidement GND02 et le laissons se référer à la couche ART03. De cette façon, le signal différentiel peut être compté comme 12/10, et la ligne unique peut être comptée comme 18MIL. (Notez que la largeur de la ligne dépasse 18MIL et que l’élargissement n’a pas de sens)

Méthode et règles de routage du signal d’entrée analogique haute vitesse de conception de circuits imprimés

Le CLINE surligné en vert sur la figure fait référence à l’entrée analogique haute vitesse monoligne et différentielle de la couche ART03. Ce faisant, certains détails doivent être traités :

(1) La partie simulation de la couche TOP doit être conditionnée, comme illustré dans la figure ci-dessus. Il convient de noter que la distance entre le cuivre de terre et l’entrée analogique CLINE doit être de 3 W, c’est-à-dire que l’AIRGAP du bord du cuivre à CLINE est le double de la largeur de la ligne. Selon certains calculs et simulations théoriques électromagnétiques, le champ magnétique et le champ électrique des lignes de signal sur le PCB sont principalement distribués dans la plage de 3W. (L’interférence de bruit des signaux environnants est inférieure ou égale à 1 %).

(2) Le cuivre GND de la couche positive de la zone analogique doit également être isolé de la zone numérique environnante, c’est-à-dire que toutes les couches sont isolées.

(3) Pour le creusement de GND02, nous creusons généralement toute cette zone, donc l’opération est relativement simple et il n’y a pas de problème. Mais vu les détails ou afin de faire mieux, on ne peut que creuser la partie câblage d’entrée analogique, bien entendu, la même que la couche TOP, la zone 3W. Cela peut garantir la qualité du signal et la planéité de la carte. Le résultat du traitement est le suivant :

Méthode et règles de routage du signal d’entrée analogique haute vitesse de conception de circuits imprimés

De cette façon, le chemin de retour du signal d’entrée analogique haute vitesse peut être rapidement redistribué sur la couche GND02. C’est-à-dire que le chemin de retour au sol simulé devient plus court.

(4) Perforez de manière irrégulière un grand nombre de vias GND autour du signal analogique haute vitesse pour que le signal analogique revienne rapidement. Il peut également absorber le bruit.

Règles de routage du signal d’entrée analogique haute vitesse de conception de circuits imprimés

Règle 1 : Règles de blindage du routage des signaux PCB haute vitesse Dans la conception de PCB haute vitesse, le routage des principales lignes de signaux haute vitesse telles que les horloges doit être blindé. S’il n’y a pas de blindage ou seulement une partie de celui-ci, cela provoquera une fuite EMI. Il est recommandé que le fil blindé soit mis à la terre avec un trou par 1000 mil.

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Règle 2 : règles en boucle fermée de routage du signal à grande vitesse

En raison de la densité croissante des cartes PCB, de nombreux ingénieurs PCB LAYOUT sont sujets à une erreur dans le processus de routage, c’est-à-dire des réseaux de signaux à haute vitesse tels que les signaux d’horloge, qui produisent des résultats en boucle fermée lors du routage de PCB multicouches. À la suite d’une telle boucle fermée, une antenne cadre sera produite, ce qui augmentera l’intensité rayonnée des EMI.

Méthode et règles de routage du signal d’entrée analogique haute vitesse de conception de circuits imprimés

Règle 3 : Règles de boucle ouverte de routage de signaux à grande vitesse

La règle 2 mentionne que la boucle fermée des signaux à grande vitesse provoquera un rayonnement EMI, mais la boucle ouverte provoquera également un rayonnement EMI.

Les réseaux de signaux à grande vitesse tels que les signaux d’horloge, une fois qu’un résultat en boucle ouverte se produit lorsque le PCB multicouche est routé, une antenne linéaire sera produite, ce qui augmente l’intensité du rayonnement EMI.

Méthode et règles de routage du signal d’entrée analogique haute vitesse de conception de circuits imprimés

Règle 4: Règle de continuité d’impédance caractéristique du signal à grande vitesse

Pour les signaux à grande vitesse, l’impédance caractéristique doit être la continuité lors de la commutation entre les couches, sinon elle augmentera le rayonnement EMI. En d’autres termes, la largeur du câblage d’une même couche doit être continue, et l’impédance du câblage des différentes couches doit être continue.

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Règle 5 : Règles de direction de câblage pour la conception de circuits imprimés à grande vitesse

Le câblage entre deux couches adjacentes doit suivre le principe du câblage vertical, sinon il provoquera une diaphonie entre les lignes et augmentera le rayonnement EMI.

En bref, les couches de câblage adjacentes suivent les directions de câblage horizontale et verticale, et le câblage vertical peut supprimer la diaphonie entre les lignes.

Méthode et règles de routage du signal d’entrée analogique haute vitesse de conception de circuits imprimés

Règle 6 : Règles de structure topologique dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse

Dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse, le contrôle de l’impédance caractéristique de la carte de circuit imprimé et la conception de la structure topologique dans des conditions de charges multiples déterminent directement le succès ou l’échec du produit.

La figure montre une topologie en guirlande, qui est généralement avantageuse lorsqu’elle est utilisée à quelques Mhz. Il est recommandé d’utiliser une structure symétrique en forme d’étoile à l’arrière dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse.

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Règle 7 : Règle de résonance de la longueur de la trace

Vérifiez si la longueur de la ligne de signal et la fréquence du signal constituent une résonance, c’est-à-dire que lorsque la longueur du câblage est un multiple entier de la longueur d’onde du signal 1/4, le câblage résonnera et la résonance émettra des ondes électromagnétiques et provoquer des interférences.