Routage de pistes microstrip différentielles à impédance contrôlée

Les systèmes numériques modernes et les cartes analogiques de bas niveau nécessitent des méthodes pour atteindre des calculs d'impédance caractéristique précis et un contrôle de l'impédance. Les paires de microstrip et de stripline différentielles possèdent une immunité au bruit en mode commun si elles sont routées symétriquement, mais elles doivent également avoir une impédance différentielle contrôlée pour assurer une correspondance d'impédance et un délai de propagation cohérent à travers un interconnect. Avec le calculateur d'impédance de microstrip différentiel dans Altium Designer, vous disposerez des fonctionnalités de conception nécessaires pour déterminer la meilleure géométrie de trace de surface pour assurer une impédance cohérente dans votre PCB.

ALTIUM DESIGNER

Les conceptions à haute vitesse utilisent souvent des paires différentielles pour le routage des signaux. Ce concept simple fournit aux systèmes numériques une suppression élevée du bruit en mode commun, ce qui englobe presque toutes les sources de bruit dans votre PCB. Pour utiliser correctement les paires différentielles, y compris les traces de microstrip et les striplines différentielles, leur largeur et leur espacement doivent être soigneusement choisis pour s'assurer qu'elles possèdent une impédance différentielle cohérente.

Bien qu'il existe certaines formules que vous pouvez utiliser pour calculer l'impédance différentielle à partir de la géométrie, inverser le processus et calculer la géométrie à partir de l'impédance différentielle est difficile. L'impédance différentielle est également liée au délai de propagation le long d'une piste, et cette quantité doit être connue pour assurer l'appariement de longueur entre chaque signal. Altium Designer inclut désormais un solveur de champ électromagnétique intégré qui calcule automatiquement l'impédance de votre paire différentielle et vous permet de vous concentrer sur la conception du meilleur agencement de PCB. Les outils de routage vous aident également à agencer votre carte avec un routage précis et une compensation de décalage dans vos interconnexions.

Les Traces Microstrip Différentielles Nécessitent une Impédance Contrôlée

Déterminer les bonnes largeurs de trace et les espacements entre les paires est important pour contrôler l'impédance, et calculer ces valeurs est la clé du succès. De nombreux calculateurs sont disponibles en ligne, ainsi qu'intégrés dans votre logiciel de conception de PCB. L'impédance différentielle contrôlée commence par l'impédance caractéristique. L'impédance caractéristique de vos microstrips est déterminée par la largeur de la trace pour un empilement de couches donné.

Une fois que vous connaissez l'impédance caractéristique, l'impédance différentielle est déterminée en réglant l'espacement entre chaque côté de la paire différentielle. En réglant le bon espacement entre vos pistes microstrip, vous fixerez l'impédance microstrip différentielle à une valeur spécifique. Certaines formules empiriques ont été déterminées dans le passé, mais les résultats les plus précis pour les deux types d'impédance sont obtenus lorsque vous avez accès à un calculateur d'impédance microstrip différentielle dans votre logiciel de conception de PCB.

Altium Designer Fournit le Bon Ensemble d'Outils pour Contrôler l'Impédance

Avant de commencer à router ces pistes microstrip différentielles sur votre carte, vous devriez trouver un calculateur d'impédance différentielle fiable. Le solveur de champ électromagnétique intégré dans Altium Designer fournit des calculs d'impédance différentielle précis pour les microstrips directement à partir de votre empilement de PCB. Vous n'aurez pas besoin d'entrer manuellement les valeurs d'épaisseur des couches ou de calculer la constante diélectrique de votre substrat à votre fréquence de fonctionnement ; tout est fait pour vous dans Altium Designer.

• Déterminer l'impédance microstrip différentielle commence par déterminer l'impédance caractéristique pour vos microstrips.

  Apprenez à déterminer l'impédance caractéristique dans les pistes microstrip.

• Votre empilement de couches détermine l'épaisseur diélectrique et la distance du plan de masse, ce qui définit ensuite la constante diélectrique effective vue par les signaux. Ces facteurs déterminent ensuite l'impédance microstrip caractéristique et différentielle.

  Apprenez à construire votre empilement de couches de PCB.

• Bien que vous ayez besoin d'un calcul précis de l'impédance différentielle du microstrip, vous pouvez obtenir une estimation rapide en utilisant quelques méthodes simples.

  Apprenez quelques méthodes pour estimer l'impédance différentielle du microstrip.

Le gestionnaire amélioré de la pile de couches d’Altium Designer calculera les profils d'impédance pour vos paires différentielles.

Retard de Propagation et Déséquilibre du Microstrip Différentiel

Déterminer les bonnes largeurs de pistes et l'espacement entre les paires est important pour contrôler l'impédance, et calculer ces valeurs est la clé du succès. Le routage de paires différentielles établit un système de transmission équilibré qui transporte les signaux différentiels égaux et opposés à travers le PCB. L'objectif dans le routage de PCB pour les signaux différentiels est de s'assurer que la paire de signaux arrive à la cible en même temps.

Le temps nécessaire pour que les signaux atteignent la fin d'une paire différentielle est déterminé par l'impédance différentielle, qui est liée au retard de propagation. La vitesse du signal dans une stripline est simple ; elle est juste déterminée par la constante diélectrique du substrat. Dans un microstrip différentiel, la vitesse du signal dépend d'une constante diélectrique effective, qui dépend ensuite de la géométrie de la paire de microstrip différentiel. Déterminer avec précision le retard de propagation dans un microstrip différentiel nécessite un solveur de champs intégré dans vos outils de routage de PCB.

Utilisation des Calculs de Retard de Propagation du Microstrip Différentiel dans Votre PCB

Altium Designer dispose de fonctions automatiques qui accélèrent et simplifient les calculs de délai de propagation pour les microbandes différentielles. L'environnement de conception unifié fourni par Altium Designer élimine le besoin de sortir de la conception, de charger un calculateur tiers et de saisir manuellement les calculs dans la conception.

En déterminant le délai de propagation pour vos pistes de microbande différentielle, vous pouvez réduire le déséquilibre entre chaque signal dans une paire différentielle et vous assurer que vos signaux arrivent à temps au récepteur. En définissant votre déséquilibre autorisé comme règles de conception, les outils de routage dans Altium Designer vérifieront chaque extrémité de la paire de microbande différentielle par rapport à vos tolérances de conception. Le calculateur d'impédance de microbande différentielle intégré d’Altium Designer détermine automatiquement le déséquilibre à partir de l'empilement des couches du circuit imprimé et de la géométrie de routage au fur et à mesure que vous créez votre agencement de PCB.

• La compensation de déséquilibre dans votre carte va au-delà de l'ajustement des longueurs de piste. Vous pouvez utiliser l'ajustement de délai/phase pour les évasements afin de maintenir les paires différentielles correctement couplées et de longueur égale.

  En savoir plus sur l'ajustement de délai pour les pistes de microbande différentielle.

• Vos résultats de délai de propagation seront immédiatement importés dans vos fonctionnalités de routage de paire différentielle au fur et à mesure que vous créez votre agencement de PCB lorsque vous utilisez Altium Designer.

  En savoir plus sur l'ajustement de longueur pour les paires différentielles dans Altium Designer.

• Le solveur de champ intégré dans Altium Designer vous aide également à analyser le diaphonie entre les pistes microstrip et stripline de votre PCB.

  En savoir plus sur la diaphonie différentielle dans votre PCB.

L'interface de réglage de longueur pour les paires microstrip différentielles dans Altium Designer.

Essayez les outils de routage haute vitesse dans Altium Designer

Les outils de routage de paires différentielles dans Altium Designer vous permettent de pousser, tasser et lisser vos traces microstrip, stripline et guide d'onde coplanaire tout en maintenant leur largeur et espacement désirés selon les règles. Altium Designer va même plus loin avec un ensemble avancé de règles haute vitesse pour contrôler les lignes mesurées, les chemins de signal, les topologies de routage, et bien plus encore.

Un contrôle utilisateur intuitif vous permet d'ajouter des segments de réglage de longueur en balayant le curseur le long du chemin de routage. Altium Designer s'appuie sur un algorithme de réglage de longueur pour calculer automatiquement les dimensions et positions des pistes et arcs utilisés pour construire les segments de réglage. Vous pouvez baser les propriétés utilisées pour le réglage de longueur sur les règles de conception, les propriétés du réseau, ou des valeurs spécifiées.

Améliorez votre routage haute vitesse avec Altium Designer

De la capture schématique à la mise en page du PCB, Altium Designer inclut tout ce dont vous avez besoin pour créer votre prochain PCB. Le moteur de conception basé sur des règles vous aide à évaluer votre carte pendant que vous créez votre mise en page, y compris l'impédance de votre paire microstrip différentielle et les tolérances de délai de propagation. Aucun autre système n'offre autant de fonctionnalités puissantes dans un seul programme.

• Seul Altium Designer inclut les fonctionnalités de conception dont vous avez besoin pour créer des schémas, des mises en page de PCB et de la documentation de fabrication dans un seul programme.

  En savoir plus sur l'environnement de conception unifié dans Altium Designer.

• Le solveur de champ électromagnétique intégré détermine automatiquement la constante diélectrique, incluant un modèle pour la dispersion et la dissipation. Vous disposerez des fonctionnalités nécessaires pour des calculs d'impédance précis.

  En savoir plus sur le solveur de champ intégré de Simberian dans Altium Designer.

• Créer la documentation finale de fabrication pour votre conception n'a jamais été aussi facile avec les outils Draftsman et ActiveBOM d'Altium Designer.

  En savoir plus sur le Draftsman d'Altium Designer pour créer la documentation de votre conception.

Trouvez vos solutions de conception de PCB haute vitesse dans Altium Designer.

L'éditeur schématique dans Altium Designer facilite la définition des paires différentielles et la configuration des règles de conception électrique. À partir de là, vous pouvez transférer les définitions des paires différentielles vers le PCB avec la synchronisation de conception, transférer les paires différentielles vers l'éditeur de PCB, puis visualiser et gérer les paires différentielles sur le PCB. L'environnement unifié d'Altium Designer rend facile la création de n'importe quel schéma, le routage des traces, la création d'un agencement de PCB et la production de la documentation finale de fabrication.

Altium Designer sur Altium 365 offre un niveau d'intégration sans précédent à l'industrie électronique, jusqu'alors relégué au monde du développement logiciel, permettant aux concepteurs de travailler depuis chez eux et d'atteindre des niveaux d'efficacité inédits.

Nous n'avons fait qu'effleurer la surface de ce qu'il est possible de faire avec Altium Designer sur Altium 365. Vous pouvez consulter la page du produit pour une description plus approfondie des fonctionnalités ou l'un des Webinaires à la Demande.