Lors de la conception d'un circuit imprimé, la division du plan d'alimentation ou du plan de masse crée un plan incomplet. Ainsi, lors du routage du signal, son plan de référence s'étend d'un plan d'alimentation à un autre. Ce phénomène est appelé division de l'étendue du signal.
Schéma des phénomènes de segmentation croisée
La segmentation croisée peut ne pas être pertinente pour les signaux bas débit, mais dans les systèmes de signaux numériques haut débit, le signal haut débit utilise le plan de référence comme voie de retour. Un plan de référence incomplet peut avoir les effets indésirables suivants : la segmentation croisée peut ne pas être pertinente pour les signaux bas débit, mais dans les systèmes de signaux numériques haut débit, les signaux haut débit utilisent le plan de référence comme voie de retour. Un plan de référence incomplet peut avoir les effets indésirables suivants :
l Discontinuité d'impédance entraînant un passage de fil ;
l Facile à provoquer une diaphonie entre les signaux ;
l Il provoque des réflexions entre les signaux ;
l La forme d'onde de sortie est facile à osciller en augmentant la zone de boucle du courant et l'inductance de la boucle.
l Les interférences dues aux radiations dans l’espace sont accrues et le champ magnétique dans l’espace est facilement affecté.
l Augmenter la possibilité de couplage magnétique avec d’autres circuits sur la carte ;
l La chute de tension à haute fréquence sur l'inductance de boucle constitue la source de rayonnement en mode commun, qui est générée par le câble externe.
Par conséquent, le câblage du circuit imprimé doit être aussi proche que possible d'un plan et éviter toute division croisée. Si la division est nécessaire ou impossible à proximité du plan de masse de l'alimentation, ces conditions ne sont autorisées que sur la ligne de signal à faible vitesse.
Traitement sur plusieurs partitions dans la conception
Si la division croisée est inévitable dans la conception des circuits imprimés, comment la gérer ? Dans ce cas, la segmentation doit être réparée afin de fournir un chemin de retour court au signal. Les méthodes de traitement courantes incluent l'ajout d'un condensateur de réparation et le croisement du pont de fils.
l Condensateur de couture
Un condensateur céramique 0402 ou 0603 d'une capacité de 0,01 µF ou 0,1 µF est généralement placé au niveau de la section du signal. Si l'espace le permet, plusieurs condensateurs de ce type peuvent être ajoutés.
Assurez-vous également que le fil de signal présente une capacité de couture de 200 mil, et plus la distance est petite, mieux c'est. Les réseaux aux deux extrémités du condensateur correspondent respectivement aux réseaux du plan de référence traversé par les signaux. Observez les réseaux connectés aux deux extrémités du condensateur sur la figure ci-dessous. Les deux réseaux différents sont surlignés en deux couleurs :
lPont sur fil
Il est courant de « traiter à la terre » le signal à travers la division dans la couche de signal, et il peut également s'agir d'autres lignes de signal du réseau, la ligne de « terre » étant aussi épaisse que possible
Compétences en câblage de signaux à grande vitesse
un)interconnexion multicouche
Le circuit de routage de signal à grande vitesse présente souvent une intégration élevée, une densité de câblage élevée, l'utilisation d'une carte multicouche est non seulement nécessaire pour le câblage, mais également un moyen efficace de réduire les interférences.
Une sélection raisonnable de couches peut réduire considérablement la taille de la carte d'impression, peut utiliser pleinement la couche intermédiaire pour définir le blindage, peut mieux réaliser la mise à la terre à proximité, peut réduire efficacement l'inductance parasite, peut raccourcir efficacement la longueur de transmission du signal, peut réduire considérablement les interférences croisées entre les signaux, etc.
b)Moins la mine est pliée, mieux c'est
Moins il y a de courbure des fils entre les broches des dispositifs de circuits à grande vitesse, mieux c'est.
Le câblage d'un circuit de routage de signaux à haut débit adopte une ligne droite complète et doit être tourné, ce qui peut être utilisé comme polyligne à 45° ou comme arc de cercle. Cette exigence vise uniquement à améliorer la résistance de la feuille d'acier dans les circuits basse fréquence.
Dans les circuits à grande vitesse, le respect de cette exigence peut réduire la transmission et le couplage des signaux à grande vitesse, ainsi que le rayonnement et la réflexion des signaux.
c)Plus l'avance est courte, mieux c'est
Plus le câble entre les broches du circuit de routage de signal à grande vitesse est court, mieux c'est.
Plus le câble est long, plus la valeur de l'inductance et de la capacité distribuées est grande, ce qui aura une grande influence sur le passage du signal haute fréquence du système, mais modifiera également l'impédance caractéristique du circuit, entraînant une réflexion et une oscillation du système.
d)Moins il y a d'alternances entre les couches de plomb, mieux c'est
Moins il y a d'alternances entre les couches entre les broches des circuits à grande vitesse, mieux c'est.
Le principe « moins il y a d'alternances de conducteurs entre les couches, mieux c'est » signifie que moins il y a de trous pour connecter les composants, mieux c'est. Il a été mesuré qu'un trou peut générer environ 0,5 pf de capacité distribuée, ce qui entraîne une augmentation significative du retard du circuit. Réduire le nombre de trous peut améliorer significativement la vitesse.
e)Notez l'interférence croisée parallèle
Le câblage de signaux à haut débit doit tenir compte des interférences croisées générées par le câblage parallèle à courte distance des lignes de signaux. Si la distribution parallèle est inévitable, une large zone de mise à la terre peut être disposée de l'autre côté de la ligne de signaux parallèle afin de réduire considérablement les interférences.
f)Évitez les branches et les souches
Le câblage du signal à grande vitesse doit éviter les ramifications ou la formation de stubs.
Les souches ont un effet important sur l'impédance et peuvent provoquer une réflexion et un dépassement du signal. Nous devons donc généralement éviter les souches et les branches dans la conception.
Le câblage en chaîne réduira l'impact sur le signal.
g)Les lignes de signal vont jusqu'à l'étage intérieur aussi loin que possible
La ligne de signal haute fréquence qui se déplace sur la surface est susceptible de produire un rayonnement électromagnétique important et d'être facilement perturbée par un rayonnement ou des facteurs électromagnétiques externes.
La ligne de signal haute fréquence est acheminée entre l'alimentation et le fil de terre, grâce à l'absorption des ondes électromagnétiques par l'alimentation et la couche inférieure, le rayonnement généré sera considérablement réduit.