La conception de la PCB haute fréquence est un processus compliqué et de nombreux facteurs peuvent affecter directement les performances de fonctionnement du circuit haute fréquence. La conception et le câblage des circuits haute fréquence sont très importants pour l’ensemble de la conception. Les dix conseils suivants pour la conception de circuits imprimés haute fréquence sont particulièrement recommandés :

1. Câblage de carte multicouche

Les circuits haute fréquence ont tendance à avoir une intégration élevée et une densité de câblage élevée. L’utilisation de cartes multicouches est non seulement nécessaire pour le câblage, mais aussi un moyen efficace de réduire les interférences. Au stade de la disposition des circuits imprimés, une sélection raisonnable de la taille de la carte imprimée avec un certain nombre de couches peut tirer pleinement parti de la couche intermédiaire pour configurer le blindage, mieux réaliser la mise à la terre la plus proche, réduire efficacement l’inductance parasite et raccourcir le signal longueur de transmission, tout en conservant une grande. Toutes ces méthodes sont bénéfiques pour la fiabilité des circuits haute fréquence, telles que la réduction d’amplitude des interférences croisées du signal. Certaines données montrent que lorsque le même matériau est utilisé, le bruit du panneau à quatre couches est inférieur de 20 dB à celui du panneau double face. Cependant, il y a aussi un problème. Plus le nombre de demi-couches de PCB est élevé, plus le processus de fabrication est complexe et plus le coût unitaire est élevé. Cela nous oblige à sélectionner des cartes de circuits imprimés avec le nombre approprié de couches lors de l’exécution de la disposition des circuits imprimés. Planification raisonnable de la disposition des composants et utilisation des règles de câblage correctes pour terminer la conception.

2. Moins le fil se plie entre les broches des appareils électroniques à grande vitesse, mieux c’est

Il est préférable que le fil conducteur du câblage du circuit haute fréquence adopte une ligne droite complète, qui doit être tournée. Il peut être tourné par une ligne brisée à 45 degrés ou un arc de cercle. Cette exigence n’est utilisée que pour améliorer la résistance de fixation de la feuille de cuivre dans les circuits à basse fréquence, tandis que dans les circuits à haute fréquence, cette exigence est satisfaite. Une exigence peut réduire l’émission externe et le couplage mutuel des signaux haute fréquence.

3. Plus le fil entre les broches du dispositif de circuit haute fréquence est court, mieux c’est

L’intensité de rayonnement du signal est proportionnelle à la longueur de trace de la ligne de signal. Plus le fil de signal haute fréquence est long, plus il est facile de le coupler aux composants proches. Par conséquent, pour l’horloge du signal, l’oscillateur à cristal, les données DDR, les lignes LVDS, les lignes USB, les lignes HDMI et les autres lignes de signaux haute fréquence doivent être aussi courtes que possible.

4. Moins la couche de plomb alterne entre les broches du dispositif de circuit haute fréquence, mieux c’est

Ce que l’on appelle « moins l’alternance entre les couches des fils, mieux c’est » signifie que moins il y a de vias (Via) utilisés dans le processus de connexion des composants, mieux c’est. Selon le côté, un via peut apporter une capacité distribuée d’environ 0.5 pF, et la réduction du nombre de vias peut augmenter considérablement la vitesse et réduire la possibilité d’erreurs de données.

5. Faites attention à la “diaphonie” introduite par la ligne de signal dans un routage parallèle étroit

Le câblage des circuits haute fréquence doit prêter attention à la « diaphonie » introduite par le routage parallèle étroit des lignes de signaux. La diaphonie fait référence au phénomène de couplage entre des lignes de signaux qui ne sont pas directement connectées. Étant donné que les signaux haute fréquence sont transmis sous forme d’ondes électromagnétiques le long de la ligne de transmission, la ligne de signal agira comme une antenne et l’énergie du champ électromagnétique sera émise autour de la ligne de transmission. Des signaux de bruit indésirables sont générés en raison du couplage mutuel des champs électromagnétiques entre les signaux. Appelée diaphonie (diaphonie). Les paramètres de la couche PCB, l’espacement des lignes de signal, les caractéristiques électriques de l’extrémité d’entraînement et de l’extrémité de réception et la méthode de terminaison de la ligne de signal ont tous un certain impact sur la diaphonie. Par conséquent, afin de réduire la diaphonie des signaux haute fréquence, il est nécessaire de faire ce qui suit autant que possible lors du câblage :

Si l’espace de câblage le permet, l’insertion d’un fil de terre ou d’un plan de masse entre les deux fils avec une diaphonie plus importante peut jouer un rôle dans l’isolement et réduire la diaphonie. Lorsqu’il existe un champ électromagnétique variable dans le temps dans l’espace entourant la ligne de signal, si la distribution parallèle ne peut être évitée, une grande zone de “terre” peut être disposée du côté opposé de la ligne de signal parallèle pour réduire considérablement les interférences.

En partant du principe que l’espace de câblage le permet, augmentez l’espacement entre les lignes de signal adjacentes, réduisez la longueur parallèle des lignes de signal et essayez de rendre la ligne d’horloge perpendiculaire à la ligne de signal clé au lieu d’être parallèle. Si un câblage parallèle dans la même couche est presque inévitable, dans deux couches adjacentes, les directions du câblage doivent être perpendiculaires l’une à l’autre.

Dans les circuits numériques, les signaux d’horloge habituels sont des signaux avec des changements de front rapides, qui ont une diaphonie externe élevée. Par conséquent, dans la conception, la ligne d’horloge doit être entourée d’une ligne de masse et percée de plus de trous de ligne de masse pour réduire la capacité distribuée, réduisant ainsi la diaphonie. Pour les horloges de signal haute fréquence, essayez d’utiliser des signaux d’horloge différentielle basse tension et enveloppez le mode de masse, et faites attention à l’intégrité du poinçonnage de masse du boîtier.

La borne d’entrée inutilisée ne doit pas être suspendue, mais mise à la terre ou connectée à l’alimentation (l’alimentation est également mise à la terre dans la boucle de signal haute fréquence), car la ligne suspendue peut être équivalente à l’antenne émettrice et la mise à la terre peut empêcher l’émission. La pratique a prouvé que l’utilisation de cette méthode pour éliminer la diaphonie peut parfois donner des résultats immédiats.

6. Ajoutez un condensateur de découplage haute fréquence à la broche d’alimentation du bloc de circuit intégré

Un condensateur de découplage haute fréquence est ajouté à la broche d’alimentation de chaque bloc de circuit intégré à proximité. L’augmentation du condensateur de découplage haute fréquence de la broche d’alimentation peut supprimer efficacement les interférences des harmoniques haute fréquence sur la broche d’alimentation.

7. Isolez le fil de terre du signal numérique haute fréquence et le fil de terre du signal analogique

Lorsque le fil de terre analogique, le fil de terre numérique, etc. sont connectés au fil de terre public, utilisez des billes magnétiques d’arrêt haute fréquence pour connecter ou isoler directement et sélectionner un endroit approprié pour l’interconnexion à point unique. Le potentiel de masse du fil de masse du signal numérique haute fréquence est généralement incohérent. Il y a souvent une certaine différence de tension entre les deux directement. De plus, le fil de masse du signal numérique haute fréquence contient souvent des composantes harmoniques très riches du signal haute fréquence. Lorsque le fil de terre du signal numérique et le fil de terre du signal analogique sont directement connectés, les harmoniques du signal haute fréquence interfèrent avec le signal analogique via le couplage du fil de terre. Par conséquent, dans des circonstances normales, le fil de terre du signal numérique haute fréquence et le fil de terre du signal analogique doivent être isolés, et une méthode d’interconnexion à point unique peut être utilisée à une position appropriée, ou une méthode de haute une interconnexion de billes magnétiques à inductance de fréquence peut être utilisée.

8. Évitez les boucles formées par le câblage

Toutes sortes de traces de signaux haute fréquence ne doivent pas former une boucle autant que possible. Si cela est inévitable, la zone de boucle doit être aussi petite que possible.

9. Doit assurer une bonne adaptation de l’impédance du signal

Au cours du processus de transmission du signal, lorsque l’impédance ne correspond pas, le signal se reflétera dans le canal de transmission et la réflexion entraînera la formation d’un dépassement du signal synthétisé, provoquant une fluctuation du signal près du seuil logique.

Le moyen fondamental d’éliminer la réflexion est de bien faire correspondre l’impédance du signal de transmission. Étant donné que plus la différence entre l’impédance de charge et l’impédance caractéristique de la ligne de transmission est grande, plus la réflexion est grande, de sorte que l’impédance caractéristique de la ligne de transmission du signal doit être autant que possible égale à l’impédance de charge. Dans le même temps, veuillez noter que la ligne de transmission sur le PCB ne peut pas avoir de changements ou de coins soudains, et essayez de maintenir l’impédance de chaque point de la ligne de transmission continue, sinon il y aura des réflexions entre les différentes sections de la ligne de transmission. Cela nécessite que lors du câblage PCB haute vitesse, les règles de câblage suivantes doivent être respectées :

Règles de câblage USB. Nécessite un routage différentiel du signal USB, la largeur de ligne est de 10 mil, l’espacement de ligne est de 6 mil et l’espacement de ligne de masse et de ligne de signal est de 6 mil.

Règles de câblage HDMI. Le routage différentiel du signal HDMI est requis, la largeur de ligne est de 10 mil, l’espacement de ligne est de 6 mil et l’espacement entre chaque deux ensembles de paires de signaux différentiels HDMI dépasse 20 mil.

Règles de câblage LVDS. Nécessite un routage différentiel du signal LVDS, la largeur de ligne est de 7 mil, l’espacement de ligne est de 6 mil, le but est de contrôler l’impédance différentielle du signal HDMI à 100 + -15% ohm

Règles de câblage DDR. Les traces DDR1 nécessitent que les signaux ne traversent pas autant que possible les trous, les lignes de signaux sont de largeur égale et les lignes sont également espacées. Les traces doivent respecter le principe 2W pour réduire la diaphonie entre les signaux. Pour les appareils haute vitesse de DDR2 et supérieur, des données haute fréquence sont également requises. Les lignes sont de longueur égale pour assurer l’adaptation d’impédance du signal.

10. Garantir l’intégrité de la transmission

Maintenez l’intégrité de la transmission du signal et évitez le « phénomène de rebond au sol » causé par la division du sol.