Changer de langue
Introduction
La conception de circuits imprimés à grande vitesse est essentielle dans le monde de l'électronique pour créer des circuits fiables et performants qui maintiennent l'intégrité du signal sur des chemins complexes. Nous examinerons et explorerons les éléments de base, les contraintes et les approches de la conception de circuits imprimés à grande vitesse. En utilisant les règles de disposition fondamentales et les paramètres des composants, nous obtiendrons une efficacité optimale du circuit imprimé.
Qu'est-ce que la conception de PCB haute vitesse ?
Aujourd'hui, la conception de circuits imprimés haute vitesse se généralise. Grâce à ces conceptions, les circuits imprimés peuvent facilement gérer les signaux haute fréquence. On les retrouve dans les ordinateurs , les smartphones et les routeurs . Ils sont indispensables à tout appareil à transfert de données rapide. Cependant, les circuits imprimés haute vitesse nécessitent une conception soignée pour fonctionner correctement. Ces signaux étant très rapides, ils peuvent engendrer des interférences électromagnétiques et des pertes de signal. C'est pourquoi l'agencement et le routage sont cruciaux. Le flux de signal est influencé par chaque composant. Avec l'émergence de la 5G , de l'IA, de l'IoT , etc., ces circuits imprimés haute vitesse devront évoluer au même rythme.
Conception de circuits imprimés à grande vitesse
Schématique
Une planification rigoureuse et précise de l'agencement des circuits imprimés est indispensable pour les chemins de signaux à haute vitesse. La première étape consiste à réaliser un schéma clair du circuit imprimé . Ce schéma représente la structure du circuit, facilitant ainsi sa compréhension et son organisation. Les connexions, ou « lignes », relient les différents composants. Il est essentiel de bien les représenter pour garantir la précision du tracé.
Bibliothèques de PCB
La conception de la disposition devient plus rapide et beaucoup plus facile dans les bibliothèques de circuits imprimés. Les empreintes sont stockées pour chaque composant de votre circuit. Les emplacements des pastilles et les caractéristiques des pièces sont indiqués dans chaque empreinte. Toutes les empreintes sont vérifiées par les bibliothécaires pour s'assurer de leur exactitude. Chacune d'entre elles est vérifiée et fiable.
Composants
Commencez par les composants essentiels comme les puces mémoire et Ethernet. Suivez les instructions pour le placement des composants et consultez la fiche technique. Cela garantit un flux de signaux propre et simple. Ajoutez ensuite les composants tels que les oscillateurs à quartz , les condensateurs , les résistances , etc.
Résistances de terminaison
Sur les circuits imprimés à grande vitesse, des résistances de terminaison précoces doivent être placées. Et ces résistances contrôlent le flux de signaux, donc les insérer en dernier peut être un problème. Pour terminer en parallèle, placez une résistance à côté de la broche du récepteur. Cela stabilise les signaux et diminue les réflexions. Pour une terminaison en série, collez littéralement la résistance juste après la broche du pilote. Cela évite une longueur de tronçon supplémentaire ainsi que des signaux clairs.
Orientation des composants
Et bien sûr, veillez à aligner les éléments de la même manière que les autres composants similaires. Cela vous permettra principalement de câbler facilement les connexions. Lors de l'assemblage, cela facilite également la soudure. Les composants s'adaptent mieux lorsqu'ils sont sur le même axe.
Placement des composants SMT et THT
Tous les composants CMS (composants montés en surface) doivent être placés sur une seule face. Cela simplifie et clarifie votre circuit imprimé. Nous recommandons de placer tous les composants traversants sur la face supérieure. Cette configuration vous permet de gagner du temps et d'éviter les erreurs. Un circuit imprimé bien organisé est plus facile à travailler.
Circuits analogiques et numériques
Pour une conception optimale de votre circuit imprimé, séparez les circuits analogiques et numériques internes . Cela signifie que leurs masses ne doivent pas se mélanger, car cela risque d'affaiblir les signaux.
Isolation du plan de masse
À proprement parler, ceci est important pour la qualité du signal, car de nombreuses méthodes de concaténation d'échantillons souffrent de repliement de spectre ou de pertes dues aux sauts de phase lors des délais d'échantillonnage. Pour une utilisation hors carte, des connecteurs USB et RJ45 sont utilisés. Le bruit est évité si la masse de la carte est isolée.
Suppresseurs de surtension
Protégez vos circuits à l'aide de parafoudres . Ces derniers empêchent les surtensions de les endommager. Placez-les au plus près du signal dans les connecteurs. Ils seront ainsi opérationnels et resteront efficaces. N'utilisez pas de vias pour le transport des parafoudres. En effet, l'inductance des vias peut être néfaste et entraîner une dégradation des performances.
Routage à grande vitesse
Les pistes de cuivre d'un circuit imprimé sont reliées par routage. Ces pistes sont définies pour connecter les composants, lesquels sont liés selon la netlist du circuit. La réussite d'une carte repose sur un routage de qualité. Ce dernier influence la conception et garantit le bon fonctionnement des signaux. Le routage des circuits imprimés est complexifié par les signaux à haute vitesse. Suivez les bonnes pratiques de routage pour haute vitesse. Le guide ci-dessous vous aidera à réaliser une conception optimale. Une fois vos composants disposés, vous disposez d'une conception simple pour le routage. Cependant, il est probable que des ajustements soient nécessaires.
Vias et microvias
De plus, il est nécessaire de tenir compte de la longueur des pistes et des dimensions des vias . La taille et la profondeur des vias sont également importantes. Des vias plus petits peuvent parfois offrir de meilleures performances. Ils réduisent également la perte de signal et préservent l'intégrité du circuit. Le positionnement des vias est un paramètre à prendre en compte lors du choix de leurs dimensions. En les plaçant près de leurs pastilles, on évite les capacités parasites, qui pourraient poser problème. Les vias peuvent même être placés sur ou à l'intérieur des pastilles.
À travers le trou
Les vias traversants sont essentiels dans la conception des circuits imprimés. Le courant circule dans un trou reliant deux couches. Il existe deux types de vias traversants : les vias métallisés (PTH) et les vias non métallisés (NPTH). Un via traversant métallisé (PTH) est constitué d'un métal intégré, faisant partie intégrante des deux couches. Un via traversant non métallisé (NPTH) ne comporte aucun métal.
Aveugle
Ces trous permettent de connecter une couche à une autre. Malheureusement, ils ne traversent pas toute l'épaisseur du circuit imprimé. Vous pouvez utiliser la couche supérieure et la fixer à une couche intermédiaire. Vous pouvez également connecter la couche inférieure à une couche interne. Une fois le circuit imprimé réalisé, l'autre extrémité du trou est masquée. C'est pourquoi on les appelle des vias borgnes. Ils permettent de gagner de la place sur votre circuit imprimé. Utilisez des vias borgnes plutôt que des vias classiques pour un circuit plus compact.
Enterré
Le circuit imprimé comporte des vias internes. Les couches internes du circuit imprimé sont connectées à ces vias. Ils sont invisibles de l'extérieur. Les vias ne pénètrent pas dans les couches externes. Les vias enterrés permettent de réduire l'encombrement et offrent plus d'espace pour les pistes en surface. Conformément aux normes IPC, les vias doivent être de petite taille, avec un diamètre inférieur ou égal à 6 mils. Cette taille permet de préserver l'intégrité du circuit imprimé.
Microvias
Ce sont de minuscules trous dans les circuits imprimés. Ils sont créés par laser lors de la fabrication. Les vias classiques ont un diamètre bien supérieur à celui des microvias. Les circuits imprimés à interconnexion haute densité (HDI) utilisent presque systématiquement ces microvias. Généralement, les microvias ont une profondeur de deux couches ou moins. En effet, le dépôt de cuivre à l'intérieur de ces cylindres est complexe. Plus la taille du via est petite, plus la qualité du plaquage doit être élevée.
Via dans Pad
Une via dans une pastille (via-in-pad) diffère des vias classiques où la piste s'éloigne de la pastille pour éviter les fuites de pâte à braser lors du soudage. La pastille est d'abord recouverte d'époxy non conducteur, puis encapsulée et métallisée afin de préserver la zone environnante. Cette conception raccourcit également le trajet du signal, minimisant ainsi l'inductance et la capacité parasites . Elle permet l'intégration de composants plus petits sur le circuit imprimé et est idéale pour les composants BGA . Le perçage arrière est souvent utilisé pour éliminer la partie de la via non retirée, afin de réduire les réflexions du signal, qui peuvent dégrader les performances.
Éléments à prendre en compte lors de la conception d'un circuit imprimé à grande vitesse
Pour concevoir des circuits imprimés à grande vitesse, nous avons recours à des signaux numériques rapides. Ces signaux permettent aux composants de partager facilement et rapidement des données. Voici les éléments à prendre en compte pour un circuit imprimé à grande vitesse :
Empilement et impédance
Le nombre de couches est un aspect crucial à prendre en compte lors de la conception de l'empilage de votre circuit imprimé. Vous devez prévoir suffisamment de couches pour gérer tous vos signaux numériques. Certaines méthodes nécessitent des compétences en calcul, ainsi qu'une expérience des cartes haute vitesse. La taille de la carte peut impacter les circuits intégrés de grande taille , qu'ils soient au format BGA ou LGA. En BGA, on peut généralement obtenir deux rangées par couche de signal. N'oubliez pas non plus de compter les lignes pour les plans d'alimentation et de masse . Outre la réduction du cycle de routage, l'empilage détermine l'impédance. Tous les empilages comportent des couches dédiées aux signaux haute vitesse, à l'alimentation et à la masse.
Taille du conseil d'administration et nombre net
Ainsi, lorsque vous concevez votre PCB haute vitesse, vous devez également tenir compte de la taille de la carte. Quelle taille souhaitez-vous ? La taille est un élément important. Plus la carte est grande, plus vous devez travailler avec de composants. Il est facile de répartir vos composants. Étant donné que cet espace supplémentaire réduit la taille des composants, le routage des réseaux est beaucoup plus facile. Ensuite, tenez compte du nombre de réseaux. Combien de réseaux devez-vous connecter ? Plus vous avez de réseaux, plus vous aurez de connexions. Moins il y a de couches, plus il y a de couches.
Densité de routage
Si le nombre de connexions est élevé, la situation se complique. La petite taille du circuit imprimé réduit considérablement l'espace disponible pour le routage en surface. Dans ce cas, il est nécessaire d'ajouter des couches internes. Cela rapproche les points de dérive, ce qui complexifie le routage. Cela permet également d'optimiser la densité de routage sur un circuit imprimé plus petit. Une planification rigoureuse est donc indispensable. Il est crucial de regrouper tous les composants au même endroit. Lors de la conception, il est important d'éviter les problèmes.
Nombre d'interfaces
Il est conseillé de n'acheminer qu'une ou deux interfaces par couche. Tout dépend de la largeur de votre bus et de la taille de votre carte. Comme souvent dans les applications de réseaux de neurones profonds (DNN), il est fortement recommandé de regrouper les signaux sur la même couche. Cela garantit une impédance constante pour tous les signaux. C'est également important pour réduire le déphasage, qui peut engendrer des problèmes de synchronisation. Par conséquent, privilégiez un nombre réduit d'interfaces par couche.
Signaux à faible vitesse et RF
Ces signaux peuvent occuper l'espace de la couche de surface. Cela pourrait être une meilleure utilisation de cet espace pour les bus à grande vitesse ou pour les composants importants. L'ajout de ces signaux pourrait nécessiter une couche interne supplémentaire. Bien entendu, l'ajout de couches supplémentaires peut augmenter le coût et la complexité de votre carte. Planifiez donc soigneusement. De plus, les signaux à faible vitesse sont bruyants. Avec un certain impact, ce bruit peut affecter les performances à grande vitesse. Par conséquent, il est important d'isoler correctement ces signaux.
Intégrité de l'alimentation
Cela garantit une alimentation stable à vos circuits. Chaque niveau de tension est associé à des plans de masse et d'alimentation de grande taille. Placez ces plans sur des couches adjacentes. Cela augmente également la capacité. Une alimentation stable est assurée par une capacité élevée. N'oubliez pas d' inclure des condensateurs de découplage ; ils contribuent à lisser la tension.
Options de matériaux PCB
La plupart des composants électroniques utilisent le FR4 comme matériau pour leurs circuits imprimés. Cependant, ce matériau est peu performant pour la gestion des signaux haute fréquence , notamment les micro-ondes . Il existe des matériaux comme le PTFE, qui supportent les hautes fréquences, ou les matériaux Rogers . Vous trouverez ci-dessous le matériau le plus adapté à chaque catégorie.
Pour une vitesse et une perte normales
Pour les circuits imprimés à vitesse standard, le FR-4 est le seul matériau disponible. Ce matériau, très répandu et facile à trouver, présente toutefois des inconvénients. Sa constante diélectrique varie fortement avec la fréquence, et il engendre des pertes plus importantes. De ce fait, il ne convient qu'aux applications à quelques GHz. L'Isola 370HR est un exemple courant de ce matériau.
Pour une vitesse moyenne, une perte moyenne
Ces matériaux offrent de meilleures performances que les matériaux à vitesse standard. Leur constante diélectrique est plus stable sur toute la gamme de fréquences, ce qui réduit les variations et, par conséquent, la charge et améliore les performances. De plus, leurs pertes diélectriques étant environ deux fois moindres que celles des matériaux à vitesse standard, la puissance dissipée est réduite. Ces matériaux peuvent être utilisés pour les signaux jusqu'à environ 10 GHz. Le Nelco N7000-2 HT en est un bon exemple.
Pour une vitesse élevée et une faible perte
Ce sont d'excellents matériaux pour les circuits imprimés. Leurs courbes de constante diélectrique sont plates, ce qui améliore les performances à d'autres fréquences. De plus, leurs faibles pertes diélectriques constituent un atout majeur : moins de pertes signifient moins de bruit électrique indésirable, pour des signaux plus clairs et plus puissants. L'Isola I-Speed en est un bon exemple.
Pour une très grande vitesse et une très faible perte
Pour ces applications, des matériaux spécifiques sont indispensables. Les technologies RF et micro-ondes utilisent ces matériaux haut de gamme. Leurs courbes de constante diélectrique sont extrêmement plates. Ils offrent d'excellentes performances sur une large bande de fréquences et présentent les pertes diélectriques les plus faibles, garantissant ainsi des signaux puissants et clairs. Ces matériaux peuvent être utilisés pour des applications jusqu'à 20 GHz. L'Isola Tachyon 100G en est un exemple.
Nombre et épaisseur des couches
Lors de la conception d'un PCB haute vitesse, le nombre de couches et l'épaisseur viennent à l'esprit. Vous avez besoin de suffisamment de couches pour tous vos signaux numériques. Un peu de mathématiques et d'expérience pour vous aider, bien sûr. Cependant, les circuits intégrés à empreinte BGA ou LGA peuvent être de grands circuits intégrés qui peuvent changer la taille de la carte. Pour le fanout BGA, vous pouvez installer deux rangées de couches de signal par rangée. N'oubliez pas non plus les couches d'alimentation et de masse. Le nombre de couches peut être réduit par les microvias, car ils permettent de gagner de la place. Ils permettent également une plus grande densité de routage. Cela rend également votre conception plus efficace. Ils sont plus petits pour les microvias et améliorent également leur puissance de traitement. Sans ces pièces, vos appareils seraient beaucoup plus encombrants et moins innovants.
Défis de conception de circuits imprimés à grande vitesse
Réglage de la longueur de trace
Il est nécessaire d'ajuster la longueur des pistes pour synchroniser les signaux. Un mauvais ajustement peut entraîner une défaillance de l'interface, surtout à haute fréquence. Pour les interfaces parallèles, il suffit de considérer la longueur des pistes, mais l'espace disponible pour les réglages est souvent limité. Dans les interfaces série, les signaux sont regroupés en paires différentielles, ce qui complexifie le réglage. Les paires différentielles doivent être proches l'une de l'autre, c'est-à-dire que les différences de longueur doivent rester dans certaines limites. Un mauvais alignement peut affecter la qualité du signal. Il faut également tenir compte des délais de traitement des processeurs ou des FPGA.
Il est essentiel de prendre en compte l'impédance asymétrique et différentielle. Les pistes individuelles fonctionnent en asymétrique, tandis que les paires de pistes fonctionnent en différentielle. Des valeurs d'impédance standard sont associées à chaque type d'interface. Il existe également des types d'impédance moins courants. L'impédance différentielle est égale à la moitié de l'impédance en mode impair. Si le signal est identique, on parle d'impédance en mode commun. La valeur en mode commun est alors égale à la moitié de la valeur en mode pair. Bien que rares, ces valeurs peuvent être utiles. Une impédance incorrecte peut également engendrer des réflexions du signal, ce qui peut nuire à la qualité du signal et générer du bruit, notamment en raison de la forte puissance véhiculée par ces appareils.
Forme de la piste et courbes
Le plus souvent, vous n'avez jamais de pistes droites de la source au récepteur. Vous devez souvent courber les pistes. Les options d'angle sont les meilleures, arrondies. Les problèmes surviennent en cas de courbures prononcées. Il faut du temps pour créer de bonnes pistes. Pour chaque piste, vous pouvez dessiner chaque piste plusieurs fois. N'utilisez pas de courbures à 90 degrés, elles posent des problèmes. Les courbures modifient la largeur de la piste. Et cela peut affecter l'impédance, ce qui peut entraîner des réflexions. Cela améliore la longueur découplée pour les paires différentielles.
Résiliation
Une méthode particulière consiste à réaliser une terminaison parallèle, où une paire de pistes différentielles est placée entre une résistance. Cette résistance doit être positionnée à l'extrémité de la ligne, près du récepteur. Cela réduit les réflexions du signal lors d'une terminaison correcte et améliore ainsi la qualité du transfert de données. Pour les paires différentielles, la valeur de la résistance doit être identique. Une valeur trop faible peut entraîner une sur-terminaison du signal, ce qui nuit à sa qualité. Certains circuits intégrés intègrent des résistances de terminaison . Dans le cas contraire, l'utilisation de résistances externes est inutile et peut même conduire à une sur-terminaison.
Mise à la terre et vias
Il est généralement impossible de faire transiter des signaux sur une seule couche ; on a donc souvent recours à des vias pour connecter les pistes entre les couches du circuit imprimé . Cependant, cela peut poser problème si les vias ne sont pas placés à proximité des vias de signal, car la référence de masse serait alors perturbée. De plus, un nombre excessif de vias peut entraîner une surchauffe due à une forte densité de courant. Par ailleurs, l'espacement entre les vias est généralement suffisant. Néanmoins, si les vias ne sont pas correctement conçus, ils peuvent introduire des problèmes d'impédance qui dégradent l'intégrité du signal.
Placer des composants
Dans un espace restreint, il est délicat de regrouper les composants similaires . Séparer les composants numériques et analogiques par des zones de masse distinctes est complexe et il est impératif de s'assurer qu'ils le restent. Cela complique également le placement, car il faut prévoir suffisamment d'espace pour les pistes courtes. De plus, les composants doivent être éloignés des sources d'interférences, telles que les convertisseurs de puissance. Enfin, le placement de composants haute vitesse trop près du bord de la carte ne permettra pas d'obtenir une bonne qualité de signal.
Placement des polygones au sol
Ne faites pas passer les pistes au-dessus des coupures ou des divisions. Cela peut engendrer du bruit supplémentaire et des retards de signal. Vous risquez également de rencontrer des problèmes d'intégrité et une mauvaise qualité de signal. Pour toutes les pistes traversant des divisions polygonales, utilisez des condensateurs de jonction en céramique . Cela réduit également les effets parasites sur le signal.
Gestion de la diaphonie
Cela peut représenter un problème dans la conception de circuits imprimés à haute vitesse. Un signal sur une piste affectera les pistes voisines. Ce phénomène se produit généralement lorsque les pistes sont parallèles sur une longue distance, notamment en montagne. La diaphonie est d'autant plus importante que la section parallèle est longue. Pour la réduire, il est conseillé d'espacer les pistes d'au moins trois fois leur largeur. Pour les paires différentielles, il est recommandé de maintenir un espacement de cinq fois leur largeur. Cet espacement doit être de 8 à 10 fois leur largeur si la paire différentielle transmet un signal d'horloge. Il est essentiel d'éloigner les signaux asynchrones des pistes à haute vitesse et de leur accorder une attention particulière.
Lignes directrices pour la conception de circuits imprimés à grande vitesse en matière de placement des composants
Lors de la conception de circuits imprimés à grande vitesse, les limitations des composants standard doivent être prises en compte ainsi que les directives sur la manière de placer les composants le plus efficacement possible afin qu'ils fonctionnent de manière optimale et soient aussi fiables que possible.
Assurer des chemins de retour de signal clairs
Comme vous pouvez l'imaginer, il est important de disposer d'un espace libre pour les chemins de retour du signal du plan de masse. En minimisant la dégradation du signal, cela permet également aux signaux de revenir efficacement à leur source, ce qui améliore l'intégrité globale du signal.
Assurer un espacement adéquat des canaux
Laissez de la place aux signaux de bus de données et de mémoire denses pour au moins permettre le routage. Une séparation appropriée permet d'éliminer la diaphonie et les interférences, nécessaires pour maintenir un flux de données à haut débit.
Séparer les zones analogiques et numériques
Les composants analogiques et numériques doivent être physiquement séparés pour éviter les interférences. La séparation créée permet de minimiser le bruit numérique sur les signaux sensibles, ce qui améliore les performances des deux circuits.
Raccourcir les chemins de signaux à grande vitesse et suivre l'impédance
Positionnez les composants de manière stratégique afin de raccourcir les chemins de signaux à haut débit. Les chemins courts permettent de réduire l'impédance de la trace, ce qui améliore la qualité du signal et accélère les taux de transfert de données.
Suivre les fiches techniques du fabricant
Vous pouvez toujours vous référer à la fiche technique du fabricant pour obtenir des instructions et des directives de placement spécifiques. Les informations et recommandations contenues dans ces documents se rapportent directement aux composants que vous utilisez et sont destinées à leur permettre de fonctionner de manière optimale dans votre conception.
Lignes directrices pour la conception de circuits imprimés à grande vitesse pour le routage
Dans la conception de circuits imprimés à grande vitesse, le routage d'un grand nombre de routes vers une conception peut affecter considérablement l'intégrité du signal et les performances s'il n'est pas effectué correctement.
Respecter pleinement les règles de conception
La mise en œuvre complète des règles et contraintes de conception telles que les longueurs de ligne, l’espacement et les paires différentielles est importante.
Établir des règles de zone et des zones interdites
Définissez donc les règles de zone nécessaires et excluez les zones qui répondent à vos exigences de routage spécifiques. Cela évite les interférences de l'autre côté et élimine les signaux perturbateurs de l'autre côté du tableau.
Privilégiez les chemins de routage courts et directs
Essayez de travailler avec des chemins de routage aussi directs et courts que possible. Le retard du signal est réduit et les interférences sont minimisées, ce qui améliore les performances globales du signal à haut débit lors de l'utilisation de chemins courts.
Évitez de faire passer le routage sur des vides du plan terrestre
Vous ne devez pas faire passer les pistes sur des vides ou des ruptures dans le plan de masse. De tels problèmes peuvent générer des interférences électromagnétiques (EMI) ou des inadéquations d'impédance et nuire à la qualité du signal.
Prévoir un espace libre supplémentaire
Laissez aux lignes d'horloge et aux paires différentielles un espace supplémentaire par rapport aux autres routages. La ligne de séparation optimale (donnée par une épaisseur diélectrique suffisamment grande entre la couche de signal et la couche de référence) est 3 fois l'épaisseur diélectrique.
Attribuer des lignes de transmission à grande vitesse
Acheminez leurs couches désignées sur des lignes de transmission à grande vitesse, puis acheminez leurs chemins de retour d'une couche sur le plan de référence adjacent.
Minimiser les changements de calque
Sur les lignes à grande vitesse, évitez de changer de couche. Si les couches changent, ajoutez des vias de retour pour minimiser les boucles de courant et maintenir le chemin de retour du courant aussi direct que possible.
Évitez les lignes parallèles à grande vitesse
L'utilisation de lignes de transmission à grande vitesse en parallèle peut entraîner une diaphonie indésirable entre les lignes.
Prévenir la diaphonie latérale
Il faut faire attention à la diaphonie latérale entre les pistes à double ligne de transmission , en particulier lorsque l'espacement entre les pistes à double ligne de transmission est plus faible qu'entre les pistes de la même couche qui sont côte à côte.
Utiliser des pistes plus larges
Cela réduira également l'impédance et contribuera à améliorer la qualité du signal. Mais assurez-vous que cette approche est conforme à vos exigences de conception.
Minimiser les vias
Pour réduire l'inductance, restez dans les limites de l'intégrité du signal et utilisez uniquement le nombre minimum de vias possible. La plupart du temps, les vias ne sont pas nécessaires, mais s'ils le sont, des vias borgnes, enterrés ou micro-vias peuvent être utilisés pour réduire les réflexions du signal.
Évitez les amas denses
Des groupes denses de vias d'échappement peuvent rendre difficile le dégagement des voies de retour sur le plan de masse et doivent donc être manipulés avec précaution. Cela permet de préserver l'intégrité globale du signal.
FAQ à propos de Conception de circuits imprimés à grande vitesse
Quand une conception de circuit imprimé est-elle considérée comme à grande vitesse ?
Une carte de circuit imprimé haute vitesse possède des connexions telles que HDMI , Ethernet et USB pour faciliter un transfert de données rapide. Elle est également considérée comme haute vitesse si le circuit comporte de nombreux sous-circuits reliés par des interfaces haut débit. Le temps de montée de la piste est au moins égal au tiers du temps de montée du signal. De plus, si la fréquence du signal numérique est de 50 MHz ou plus, il s'agit d'une conception haute vitesse. Enfin, si la carte est petite et ne peut accueillir aucun composant, il s'agit d'une conception haute vitesse.
Pourquoi ajouter des condensateurs de dérivation à la terre ?
Ils constituent un chemin pour que les courants de retour en mode commun soient renvoyés à la source. Ils aident à compléter efficacement la boucle de courant. C'est là qu'intervient l'utilité de la mise à la terre au point médian, car vous ne voudrez pas perturber le flux de courant différentiel. Certains de ces courants reviennent via la capacité parasite. Dans les systèmes différentiels, les condensateurs sont nécessaires même pour éliminer les courants parasites.
Comment savoir si vous avez besoin d’une conception à grande vitesse ?
Pour savoir si une conception haute vitesse est nécessaire, plusieurs points sont à vérifier. Assurez-vous que votre carte possède des interfaces haute vitesse telles que DDR ou HDMI. Si c'est le cas, des règles de conception spécifiques doivent être respectées. Ensuite, comparez la longueur de vos pistes à la longueur d'onde du signal. Si elles sont identiques, une conception haute vitesse est probablement requise. Enfin, si votre circuit imprimé comporte des antennes et des interfaces sans fil , il est conseillé d'acheminer les signaux vers des circuits haute vitesse.
Conclusion
Cet article du blog PCBTok abordait les pratiques essentielles suivantes pour la conception de circuits imprimés haute vitesse : placement des composants, conseils de routage et chemins de signal clairs. Il traitait également des difficultés courantes et proposait des solutions pour améliorer les performances et l’intégrité du signal dans les conceptions haute vitesse.
