Intégration Des Calculs D’impédance Dans Vos Règles De Conception

Zachariah Peterson
|  Créé: October 5, 2020  |  Mise à jour: November 14, 2020

Dès que vous commencez la conception à haute vitesse ou haute fréquence de PCB, l’impédance dans vos pistes devient un paramètre essentiel à considérer lors de la conception. Les discordances d'impédance entre les sources de signal, les charges et les pistes qui les relient peuvent ruiner l'intégrité du signal et estropier votre PCB. Au lieu de travailler sur l'impédance de chaque piste dans votre PCB à la main, Altium Designer peut intégrer vos calculs d'impédance de piste de PCB dans le cadre de vos règles de conception. Cela simplifie votre processus de conception et assure que les problèmes de signal restent sous votre contrôle.

À l’instar de tout autre domaine de l’ingénierie, un certain nombre d’équations servent à définir et calculer les différents paramètres de conception de PCB. Ces équations spécifient tout, depuis les propriétés diélectriques de substrat aux caractéristiques électriques de vos pistes. Malgré le nombre d’équations impliqués lors de la conception d’un nouveau PCB, votre logiciel de conception peut jouer un rôle unique dans la rationalisation des calculs d’impédance et les utiliser pour la validation de la conception.

Plutôt que de réinventer la roue, votre logiciel de conception de PCB doit intégrer ces équations dans le cadre du processus de conception. Vous n’aurez pas besoin d’avoir chaque équation unique mémorisée et vous n’aurez pas à effectuer de calculs à la main. Vos règles de conception doivent ensuite vérifier votre conception par rapport aux conditions que vous spécifiez avec ces équations. Le meilleur logiciel de conception de PCB intégrera ces fonctionnalités avec vos outils de conception, en vous aidant à maximiser votre productivité de conception.

Règles De Conception : La Pierre Angulaire Du Succès De La Conception

Vos règles de conception ne sont pas là pour contraindre votre créativité. Elles sont construites pour vous assurer que votre carte de circuit imprimé fonctionnera comme vous avez prévu et que toutes ses fonctions s’accorderont correctement. Si vous n’êtes pas sûr de la meilleure façon d’acheminer ces pistes entre composants, d’où placer les composants en ce qui concerne les plans au sol/de puissance, ou si vous avez correctement conçu vos pastilles et voies, vos règles de conception sont là pour vous permettre de les vérifier.

Vos règles de conception sont également destinées à vérifier plus que le placement de composants. Certaines fonctionnalités dans votre configuration comme les pistes et les voies ont des règles importantes et des contraintes sur leurs géométries et l’espacement qui devraient être suivis afin de maintenir l’intégrité du signal. Si votre logiciel de conception de PCB a un puissant moteur de vérification de règles, vous pouvez éviter les erreurs de conception qui peuvent nuire à l’intégrité du signal et vous assurer que votre appareil fonctionne correctement dès qu’il quitte la chaîne de production.

LA FAÇON DONT LES RÈGLES DE CONCEPTION ASSURENT L’INTÉGRITÉ DU SIGNAL

Les questions comme la désadaptation de l’impédance entre les composants et les pistes, le placement de voies, la correspondance et l’espacement de la longueur de piste, et de nombreux autres paramètres de conception sont spécifiés dans le but d’assurer l’intégrité du signal dans votre dispositif. Le logiciel fantastique de PCB comprendra ces règles de conception standard et vous permettra de personnaliser les règles de conception spécifiques pour votre application.

L’éditeur de règles de conception et outil de calcul d’impédance dans Altium Designer

L’éditeur de règles de conception et outil de calcul d’impédance dans Altium Designer

Calculs D’impédance Comme Règles De Conception

Dans certains cas, les calculatrices de l’impédance peuvent être très utiles car elles vous permettent de faire le calcul d’impédance d’un arrangement de piste assez rapidement. Les équations qui définissent l'impédance dans une piste sont spécifiques à la géométrie de la piste, son arrangement dans la carte (microruban contre stripline), si l'agencement de piste est asymétrique, et le matériau de substrat entourant la piste. Garder une calculatrice d'impédance de piste près peut être utile tant que vous savez l’utiliser.

Ce n’est pas que les calculatrices d’impédance de piste soient difficiles à utiliser, mais plutôt qu’elles ont des limites concernant leur applicabilité. Par exemple, l'équation de l'impédance de piste dans une paire différentielle de striplines asymétriques comprend une approximation sur les paramètres du matériau et de la géométrie. D'autres calculatrices utiliseront différentes équations pour le même système, selon la forme de l'approximation qu'elles invoquent. La plupart des calculatrices vous permettra de placer des valeurs non valides qui ne relèvent pas de la plage de rapprochement, qui ensuite produisent des résultats inexacts.

CALCULS PRÉCIS D’IMPÉDANCE

Au lieu d’essayer de vous appuyer sur une calculatrice externe, d’écrire les résultats du calcul d’impédance et les pistes de conception autour de cette géométrie particulière, votre logiciel de conception de PCB doit intégrer ces fonctionnalités dans vos règles de conception et vérifier vos valeurs d’impédance automatiquement lors de la conception. Cela représente une grande aide dans votre productivité et vous permet de vérifier automatiquement votre configuration par rapport à ces paramètres de conception critiques.

Étant donné que les règles de conception de PCB doivent être adaptables et que les valeurs d'impédance des pistes auront un certain niveau de tolérance, votre éditeur de règles de conception devrait faciliter la définition des contraintes appropriées pour votre mesure d’impédance de piste. Les équations que votre programme utilise pour déterminer l'impédance de piste doivent également être modifiables, car cela vous permet de tenir compte des écarts par rapport aux approximations typiques utilisées dans les équations d'impédance de piste.

Altium Designer est doté d’un gestionnaire d’empilage de couches et d’un outil de mesure d’impédance Intégrité des signaux dans un environnement axé sur les règles

Altium Designer est doté d’un gestionnaire d’empilage de couches et d’un outil de mesure d’impédance intégrité des signaux dans un environnement axé sur les règles

Si vous travailliez par impédance différentielle ou contrôlé dans votre circuit imprimé, ou cherchiez à concevoir un plan de masse adéquat avec contrôle de largeur et de l’impédance de piste nécessaires, vous serez mieux pourvu avec un logiciel qui peut apprendre à lire les problèmes que vous recherchez. En cas de paire différentielle ou épaisseur de la piste dans votre circuit, vous devriez avoir le meilleur environnement de conception.

Les règles de conception dans votre logiciel de conception de PCB doivent s’intégrer avec le reste de vos outils de conception, pour vous aider à assurer que votre appareil reste fonctionnel. Vos outils de routage et de configuration doivent accéder à vos règles de conception pour vous assurer que votre conception sera fonctionnelle. L’intégrité du signal est vitale dans la conception à haute vitesse, et votre logiciel de conception de PCB doit contenir les meilleurs outils de simulation pour vérifier la fonctionnalité de votre dispositif. Les règles de conception peuvent tout simplement anticiper un grand nombre problèmes, et les simulations de l’intégrité de signal sont vitales pour la vérification de la fonctionnalité de votre dispositif.

CONCEPTION UNIFIÉE DANS ALTIUM DESIGNER

Toute cette communication entre les outils de conception est possible uniquement dans un environnement de conception entièrement unifié. Altium Designer place des règles de vérification et de conformité au cœur du processus de conception, et ces outils de vérification sont conçus pour fonctionner avec des outils de conception en une seule interface. Le reste de l'industrie de la conception de PCB sépare toujours ces fonctionnalités dans des programmes séparés avec différents flux de travail. Au lieu de travail en vertu du même paradigme ancien, il est temps de franchir le pas dans une conception unifiée.

Une plate-forme de conception unifiée réunit vos caractéristiques de conception dans une seule interface. Vous ne trouverez une intégration entre vos règles de conception et vos mesures précises d’impédance que dans un environnement unifié de conception de PCB. Cet important domaine d’analyse contribue à faire en sorte que votre prochain dispositif à haute vitesse ne sera pas être paralysé par des problèmes comme une sonnerie, un couplage de bruit ou EMI.

Maintenant, vous pouvez obtenir l’accès à tout le soutien de conception dont vous avez besoin directement auprès d’Altium. Toutes les personnes qui utilisent Altium Designer peuvent accéder au forum AltiumLive, podcasts avec les experts en conception, à une base de connaissances complète et des webinaires fournis par les experts de l’industrie. Altium Designer ne veut jamais vous laisser seul dans la conception et vous offre tout le soutien dont vous avez besoin.

La meilleure conception, simulation et les règles de contrôle des caractéristiques assureront que votre dispositif ne soit pas victime de problèmes d’intégrité du signal et fonctionnera comme prévu. Seul Altium Designer vous fournit tous ces outils, et plus, en un seul logiciel. Ces outils fonctionnent ensemble dans le cadre d'une plate-forme unique qui est régie par un moteur dicté par des règles. Au lieu de deviner la géométrie de piste, Altium Designer peut vous aider à la réussir du premier coup.

A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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