PCB haute vitesse La conception fait référence à toute conception dans laquelle l’intégrité du signal commence à être affectée par les caractéristiques physiques du PCB, telles que la disposition, l’emballage, l’interconnexion et l’empilement des couches. De plus, lorsque vous commencez à concevoir des cartes et rencontrez des problèmes tels que le retard, la diaphonie, la réflexion ou l’émission, vous entrez dans le domaine de la conception de circuits imprimés à grande vitesse.

L’accent mis sur ces questions rend la conception à grande vitesse si unique. Vous êtes peut-être habitué à concevoir un circuit imprimé simple axé sur le placement et le câblage des composants. Cependant, lors de l’utilisation de conceptions à grande vitesse, il est plus important de prendre en compte des facteurs tels que leur distance par rapport au signal, la largeur du signal, leur emplacement et leur type de piste. La connexion. De plus, avec ces facteurs à l’esprit, il atteindra un niveau supérieur dans votre processus de conception de PCB.

Compétences en conception de circuits imprimés à grande vitesse

1. Connaître un logiciel de conception qui offre des options avancées

Il a besoin de nombreuses fonctions complexes pour être conçu dans un logiciel de CAO à grande vitesse. De plus, il n’y a peut-être pas beaucoup de programmes pour les amateurs, et il n’y a souvent pas d’options avancées basées sur la suite Web. Par conséquent, vous avez besoin d’une meilleure compréhension des puissants outils de CAO.

2. Autoroutes

En ce qui concerne le câblage à grande vitesse, les concepteurs doivent comprendre les règles du câblage de base, notamment ne pas couper les connexions à la terre et garder le câblage court. Par conséquent, évitez la diaphonie à une certaine distance sur la ligne numérique et protégez tous les générateurs d’interférences afin de ne pas endommager l’intégrité du signal.

3. Câblage avec contrôle d’impédance

Pour certains signaux d’environ 40-120 ohms, il faut une adaptation d’impédance. L’indice pour l’adaptation d’impédance caractéristique est l’antenne et de nombreuses paires de différence.

Il est important que le concepteur comprenne comment calculer la largeur de ligne et les valeurs d’impédance nécessaires pour la stratification. Si la valeur d’impédance n’est pas correcte, le signal peut être gravement affecté, entraînant une corruption des données.

4. Trace de correspondance de longueur

Il existe de nombreuses lignes dans le bus mémoire à grande vitesse et le bus d’interface. Ces lignes peuvent fonctionner à des fréquences très élevées, il est donc crucial que les signaux voyagent simultanément de l’extrémité émettrice à l’extrémité réceptrice. De plus, il nécessite une fonctionnalité appelée correspondance de longueur. Par conséquent, la norme la plus courante définit les valeurs de tolérance qui doivent correspondre à la longueur.

5. Minimiser la zone de boucle

Les concepteurs de circuits imprimés à haute vitesse doivent connaître quelques astuces, les signaux à haute fréquence peuvent causer des problèmes EMI, EMC et autres. Par conséquent, ils doivent suivre des règles de base, telles qu’avoir une mise à la terre continue et réduire la zone de boucle en optimisant le chemin de retour de courant du fil et en insérant de nombreux trous de suture.

Questions nécessitant une attention particulière dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse

La disposition du PCB est très importante

Sans aucun doute, une fabrication efficace de circuits imprimés dans des circuits à grande vitesse est importante pour le résultat final. Cependant, la disposition du PCB n’a pas été prise en compte en premier lieu. Par conséquent, cela aura un impact significatif sur la conception pour atteindre les fonctions nécessaires et une fabrication réussie de PCB, telles qu’une planification de haut niveau et la conformité avec des facteurs importants. De plus, vous devez résoudre certains problèmes avant la mise en page des PCB, tels que les pratiques de conception de fabrication (DFM) et les considérations supplémentaires pour les exigences des PCB haute vitesse.

Une mauvaise disposition peut entraîner des problèmes de performances lors du démarrage des tests ou lors de l’utilisation dans la fabrication de circuits imprimés. Pour aggraver les choses, la nécessité d’évaluer les défaillances des PCB ou les problèmes de performances et de réassembler la disposition du prototype nécessite plus de temps et d’argent pour reconcevoir ou retravailler.

Notes pour la conception de PCB

Dans la pratique, les conceptions de circuits imprimés à grande vitesse ont de nombreuses limitations pour les concepteurs, car vous devez répondre à diverses exigences de vitesse de signal et de conception. Par conséquent, pour obtenir la conception de carte de circuit imprimé à grande vitesse illustrée ci-dessous, certains facteurs doivent être pris en compte :

Note schématique : Il est bien connu qu’un bon schéma peut constituer une bonne base pour la conception de PCB. Par conséquent, selon que vous êtes un concepteur de PCB ou un ingénieur électricien, le schéma de principe peut être traité différemment. En général, il traite un schéma comme un moyen de communication pouvant être connecté à un circuit imprimé. Mais les schémas peuvent faire une grande différence dans l’organisation et la présentation de vos conceptions à grande vitesse. Par conséquent, autant d’informations que possible sont disponibles sur le schéma de conception, telles que la longueur du fil, le placement des composants nécessaires, les informations sur le fabricant du PCB, etc.

Ajustement de la longueur de la trace : lorsque vous utilisez une interface haute vitesse, vous devez ajuster la longueur de la trace pour synchroniser la transmission du signal avec la ligne de données. Cependant, l’interface peut échouer à la fréquence maximale ou ne pas fonctionner du tout car elle n’est pas synchronisée. De plus, plus la fréquence d’interface est élevée, plus les exigences d’adaptation de longueur sont élevées. Par conséquent, dans le cas d’interfaces parallèles, il vous suffit d’ajuster la longueur de toutes les lignes. Il est important de s’assurer d’ajuster la longueur de ces lignes pour obtenir la longueur désirée dans un ensemble de signaux.

Matériaux PCB et exigences pour l’empilage à grande vitesse : Cela affectera votre conception à grande vitesse, telle que la structure d’empilement de couches et le matériau PCB.

Stratégie de placement à grande vitesse : étant donné que la modification de la taille du tampon et du jeu des composants maximise la longueur de la connexion à haute vitesse, elle peut être conçue pour une vitesse élevée en utilisant une variété de méthodes pour optimiser le placement des composants et améliorer la zone d’occupation des composants pour une vitesse élevée.

Paires différentielles et routage de longueur de ligne : il est important de router les paires différentielles dans les conceptions à grande vitesse afin que des paires de signaux puissent exister simultanément.

Considérations sur la diaphonie, le contrôle de l’impédance et le parallélisme : dans la conception à grande vitesse, de nombreux facteurs peuvent affecter négativement votre conception. En outre, il existe des techniques à prendre en compte, telles que la façon de minimiser l’impact sur la conception.

Comprendre les lignes de ruban et de microruban : en général, pour les conceptions à grande vitesse, plusieurs méthodes de routage sont nécessaires. Si le routage autoroutier doit être mis en œuvre, il est souhaitable d’avoir une meilleure compréhension des techniques de routage en bande et en microbande.

Topologie de câblage et meilleures pratiques de câblage : En règle générale, une forme ou une topologie spécifique est requise si les chemins de circuit requis pour le câblage à grande vitesse doivent être mis en œuvre. En outre, il est bon d’explorer différentes manières de suivre les longueurs de ligne, les évasions, les chemins de retour, etc.

Simulateurs : pour la conception à grande vitesse, la simulation est très utile avant, pendant et après le début de la mise en page. Par conséquent, vous devriez avoir une meilleure compréhension des logiciels de conception de circuits imprimés pour apprendre des trucs et astuces pour la conception de simulation.

Comment savez-vous si vous avez besoin d’une conception de circuits imprimés à grande vitesse ?

1. Y a-t-il une interface haut débit sur la carte ?

Un moyen rapide de savoir si vous devez suivre les directives de conception à haute vitesse est de vérifier si vous avez des interfaces à haute vitesse, telles que DDR, PCI-E ou même des interfaces vidéo, telles que DVI, HDMI, etc.

Toutes ces interfaces doivent suivre certaines règles de conception à grande vitesse. De plus, veuillez fournir les spécifications exactes pour chaque donnée dans la documentation.

2. Rapport de la longueur de la trace à la longueur d’onde du signal

En général, si la longueur d’onde de votre message est la même que la longueur de la ligne, votre PCB nécessitera certainement une conception à grande vitesse. Parce que certaines normes (telles que DDR) exigent que la longueur de la ligne corresponde à la tolérance minimale.

Un bon nombre approximatif est de savoir si la longueur et la longueur d’onde de votre câble peuvent être maintenues dans un ordre de grandeur l’une de l’autre. Ensuite, c’est une bonne idée de vérifier la conception à grande vitesse.

3. PCB avec interface sans fil

Comme vous le savez, chaque PCB a une antenne, et que ce soit via un connecteur ou quelque chose sur la carte, des signaux haute vitesse doivent être conçus. De plus, l’antenne embarquée nécessite une impédance étroite pour correspondre à la longueur d’accord.

Pour les cartes avec connecteurs SMA ou connecteurs similaires, vous devez les connecter à un connecteur avec une valeur d’impédance spécifique.

conclusion

En bref, l’apprentissage de la conception de circuits imprimés à grande vitesse dépend d’un autre projet. Bien qu’il existe de nombreux facteurs à prendre en compte lors de la conception à grande vitesse. Heureusement, le logiciel de CAO que vous utilisez pour la conception de circuits imprimés vous fournira une assistance, telle que des calculateurs d’impédance, des options de rapport de longueur de routage, des routeurs de paires différentielles et d’autres outils.