Connaissance de la diaphonie sur la conception de PCB à grande vitesse

Dans le processus d'apprentissage de la conception de PCB à grande vitesse, la diaphonie est un concept important qui doit être maîtrisé. C'est le principal moyen de propagation des interférences électromagnétiques, la ligne de signal asynchrone, la ligne de commande et la ligne de port d'E/S, la diaphonie rendra le fonctionnement du circuit ou du composant anormal.

diaphonie

Fait référence au moment où le signal est transmis sur une ligne de transmission, sur la ligne de transmission adjacente par couplage électromagnétique d'interférences de bruit de tension indésirables. Cette interférence est causée par une inductance mutuelle et une capacité mutuelle entre la ligne de transmission. Les paramètres de la couche PCB, l'espacement de les lignes de signal, les caractéristiques électriques de l'extrémité pilote et de l'extrémité récepteur, ainsi que le mode de terminaison de la ligne ont tous certains effets sur la diaphonie.

Les principales mesures pour surmonter la diaphonie sont :

● Augmentez l'espacement des câblages parallèles, suivez la règle des 3 W ;

● Insérez une ligne d'isolation mise à la terre entre les lignes parallèles ;

● Réduisez la distance entre la couche de câblage et le plan de masse.

Règle des 3W

Afin de réduire la diaphonie entre les lignes, l'espacement entre les lignes doit être suffisamment grand. Lorsque l'espacement entre les lignes n'est pas inférieur à 3 fois la largeur de la ligne, 70 % du champ électrique peut être conservé sans interférer les uns avec les autres, ce qu'on appelle la règle des 3 W. Pour atteindre 98 % des champs électriques n'interfèrent pas les uns avec les autres. , un espacement de 10W peut être utilisé.

(Remarque : dans la conception actuelle des PCB, la règle 3W ne répond pas entièrement aux exigences visant à éviter la diaphonie.)

Moyens d'éviter la diaphonie dans les PCBS

Afin d'éviter la diaphonie dans le PCB, les ingénieurs peuvent prendre en compte les aspects de conception et de disposition du PCB, tels que :

1,  Classification des séries de dispositifs logiques en fonction de leur fonction, gardant la structure du bus strictement contrôlée ;

2,La distance physique entre minimiser les composants ;

3. Les lignes et composants de signaux à grande vitesse (tels que les oscillateurs à cristal) doivent être tenus à l'écart des interconnexions d'E/S et des autres zones sensibles aux interférences et au couplage des données ;

4, fournir des terminaisons correctes pour les lignes à grande vitesse ;

5, évitez le câblage parallèle sur de longues distances et prévoyez un espacement suffisant entre les fils pour minimiser le couplage inductif ;

6, le câblage sur les couches adjacentes (microruban ou ligne de bande) doit être perpendiculaire les uns aux autres pour empêcher le couplage capacitif entre les couches ;

7, réduisez la distance entre le signal et le plan de masse ;

8, segmentation et isolation des sources d'émission à haut bruit (horloge, E/S, interconnexion à grande vitesse) avec différents signaux distribués dans différentes couches ;

9, augmentez autant que possible la distance entre les lignes de signal, ce qui peut réduire efficacement la diaphonie tolérante ;

10, l'inductance du fil est réduite pour éviter que le circuit n'utilise des charges à très haute impédance et des charges à très faible impédance, et l'impédance de charge du circuit analogique est aussi stable que possible entre 10 Ω et 10 kΩ. Parce que les charges à haute impédance augmenteront la diaphonie capacitive, lorsque en utilisant des charges à très haute impédance, la diaphonie capacitive augmentera en raison de la tension de fonctionnement élevée, tandis qu'en utilisant des charges à très faible impédance, la diaphonie inductive augmentera en raison du courant de fonctionnement élevé ;

11, le signal de cycle à grande vitesse est disposé sur la couche interne de la carte PCB ;

12, la technologie d'adaptation d'impédance est utilisée pour garantir l'intégrité du signal et éviter les dépassements ;

13, faites attention au signal avec un front montant rapide (tr≤3ns), tel que le traitement anti-point de croisement, certaines lignes de signal qui sont interférées par EFTlB ou ESD et ne sont pas filtrées sont disposées sur le bord du PCB ;

14, essayez d'utiliser le plan de masse, la ligne de signal utilisant le plan de masse obtiendra une atténuation de 15 à 20 dB par rapport à la ligne de signal sans plan de masse ;

15, les signaux haute fréquence et les signaux sensibles sont traités dans le sol, et l'utilisation de la technologie au sol dans le double panneau obtiendra une atténuation de 10 ~ 15 dB ;

16, utilisez des lignes équilibrées, des lignes blindées ou des lignes coaxiales ;

17, la ligne de signal de perturbation et la ligne sensible sont filtrées ;

18, réglage raisonnable des couches et du câblage, réglage raisonnable des couches de câblage et de l'espacement des câbles, réduction de la longueur du signal parallèle, raccourcissement de la distance entre la couche de signal et la couche plane, augmentation de l'espacement des lignes de signal, réduction de la longueur de la ligne de signal parallèle (dans la plage de longueur critique) , ces mesures peuvent réduire efficacement la diaphonie ;

Les ingénieurs doivent posséder les trois aspects de connaissances suivants lorsqu’ils effectuent des tests de qualité du signal :

1, avoir une compréhension claire de l'outil de mesure (oscilloscope), pour comprendre les performances de l'oscilloscope, maîtriser l'utilisation de l'oscilloscope et de sa sonde et clarifier la relation entre le test de qualité de signal anormale et le réglage du menu de l'oscilloscope ;

2, avoir une compréhension complète et claire de la forme du signal anormal et comprendre les indicateurs anormaux du signal anormal ;

3, avoir une certaine connaissance et compréhension du circuit principal de la carte testée, être capable de classer le signal, de comprendre les dispositifs clés de la carte, le bus clé, les exigences de qualité du signal clé et les paramètres de synchronisation pertinents. ；

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