Routage PCB : Comment assurer le contrôle de l'impédance du PCB avec des formules et des ressources

Les signaux à haute vitesse et les signaux à haute fréquence ont tous deux une chose en commun : le besoin d'un routage contrôlé par l'impédance sur des interconnexions à faible perte et à faible dispersion. Le contrôle de l'impédance des PCB peut être difficile à réaliser sans le bon ensemble d'outils de routage et un calculateur d'impédance intégré dans vos outils de conception. La plupart des calculateurs d'impédance utilisent une équation de base qui ne représente pas précisément les véritables traces sur les substrats de PCB et ne décrit pas correctement la propagation du signal.

Au lieu de risquer la fonctionnalité de votre carte à des fonctionnalités de conception de PCB inférieures, vous avez besoin du meilleur ensemble d'utilitaires de conception à haute vitesse que vous pouvez obtenir. Le meilleur logiciel de conception de PCB comprend un calculateur d'impédance de PCB précis qui prend en compte les propriétés matérielles des véritables substrats de PCB. Ces outils doivent également s'intégrer avec le reste de vos fonctionnalités de schématique et de disposition de PCB pour vous aider à router des cartes de circuits de haute qualité. Avec un ensemble logiciel intégré, vous pouvez assurer le contrôle de l'impédance des PCB et rester productif.

ALTIUM DESIGNER

Une application de conception de PCB unifiée avec une suite complète de fonctionnalités de routage à impédance contrôlée pour les concepteurs professionnels.

Tous les circuits imprimés à haute vitesse et les circuits RF nécessitent un routage extrêmement précis pour garantir que les signaux atteignent leur destination sur le circuit. Les concepteurs de circuits haute vitesse/RF doivent savoir qu'il est vital de concevoir avec l'impédance correcte sur un circuit imprimé. Tous les interconnexions qui transportent des signaux à haute vitesse doivent avoir l'impédance de trace correcte pour assurer que la puissance est transférée aux composants de charge sans fortes réflexions.

Avant de commencer la mise en page de votre prochain design de PCB, vérifiez si vous avez besoin d'une impédance contrôlée et comment la calculer. Vous pouvez calculer l'impédance du PCB à la main, mais il est plus facile de calculer lorsque vous utilisez le meilleur ensemble d'outils de routage de PCB pour créer votre mise en page. Pour vraiment comprendre où les fonctionnalités de routage de PCB s'insèrent dans le paysage de l'impédance contrôlée, il est utile de comprendre comment l'impédance est calculée et ce que la plupart des calculateurs de contrôle d'impédance de PCB ne peuvent pas faire.

Calculs de l'Impédance des Traces de PCB

Il existe quelques méthodes pour calculer l'impédance des traces sur un circuit imprimé tant que la constante diélectrique et la géométrie des traces sont connues :

• Utiliser l'équation IPC-2141 pour les impédances de microstrip ou de stripline
• Utiliser les équations de ligne de transmission de Waddel
• Utiliser un solveur de champ qui peut prendre en compte la dispersion et la rugosité du cuivre

La plupart des calculateurs d'impédance de trace se basent sur la méthode IPC-2141, qui est reconnue pour être inexacte pour les conceptions de PCB modernes à haute vitesse/haute fréquence d'aujourd'hui. Les équations de Waddel sont largement considérées comme les outils analytiques les plus précis pour calculer l'impédance, mais elles sont difficiles à utiliser pour le contrôle de l'impédance des PCB. Cela est dû au fait qu'un algorithme numérique est nécessaire pour résoudre ces équations afin de déterminer la largeur de trace de PCB idéale nécessaire pour atteindre une cible d'impédance.

Au lieu de ces méthodes, vos outils de conception de PCB devraient inclure des fonctionnalités qui peuvent calculer automatiquement la largeur de trace requise pour atteindre une cible d'impédance.

Inclure la Dispersion et la Perte dans les Calculs d'Impédance

Les laminés de PCB réels présentent une certaine perte, une rugosité du cuivre et une dispersion qui doivent être incluses dans un calcul d'impédance. Tenir compte de la perte et de la dispersion est facile lorsque vous avez accès à des outils de conception de PCB avec un solveur de champ intégré pour les calculs d'impédance. Avec les outils de conception dans Altium Designer, vous pouvez facilement calculer l'impédance dont vous avez besoin sans utiliser de modèles ou d'équations complexes, et vous pouvez commencer à router votre carte pour qu'elle soit conforme à votre profil d'impédance.

• Toutes les sources de perte devraient être incluses dans vos calculs d'impédance de PCB pour garantir un contrôle précis de l'impédance.

  Apprenez-en plus sur la perte et la dispersion dans la disposition de votre carte de circuit.

• Les meilleurs calculateurs de contrôle d'impédance pour PCB peuvent prendre en compte la dispersion dans le matériau stratifié, offrant des calculs d'impédance très précis sur une large gamme de fréquences.

  En savoir plus sur la dispersion dans les stratifiés FR4 et autres substrats de PCB.

• Le Gestionnaire de Pile de Couches d’Altium Designer inclut les outils de calcul d'impédance dont vous avez besoin pour assurer un routage à impédance contrôlée.

  En savoir plus sur l'utilisation du Gestionnaire de Pile de Couches dans Altium Designer.

La conception et le routage de PCB à haute vitesse commencent par la création d'un empilement de PCB qui permet le contrôle de l'impédance.

Routage Contrôlé par Impédance Précis

Une fois que vous avez calculé la largeur de piste de PCB nécessaire pour le contrôle de l'impédance, vos outils de routage doivent appliquer automatiquement cette largeur dans votre agencement de PCB. La plupart des outils de conception vous obligent à faire cela à la main, rendant difficile la garantie de précision. La manière la plus rapide de créer des interconnexions à impédance contrôlée est d'utiliser le meilleur ensemble d'outils de routage avec un moteur de conception piloté par les règles pour s'assurer que les objectifs d'impédance sont atteints.

Le moteur de conception piloté par les règles dans Altium Designer fait exactement cela, tandis que d'autres calculateurs d'impédance ne peuvent pas transmettre directement les résultats de calcul à vos outils de routage. Lorsque vos fonctionnalités de routage à haute vitesse peuvent automatiquement prendre vos données de conception de PCB et appliquer les objectifs d'impédance comme une règle de conception, le routage à impédance contrôlée est beaucoup plus facile et plus précis.

Garantissez le contrôle de l'impédance des PCB avec Altium Designer

Au lieu de prendre des risques et d'utiliser un calculateur qui donne des résultats incorrects, utilisez le meilleur ensemble d'outils de routage contrôlé par impédance dans Altium Designer. La puissance d'Altium Designer pour la conception de PCB à haute vitesse provient de son interface intégrée, où les outils de routage de PCB prennent directement les données d'un solveur de champ intégré et les utilisent pour définir votre valeur d'impédance contrôlée comme une règle de conception. Avec ce type d'application, il est facile de garantir le contrôle de l'impédance des PCB lors de la création de votre agencement.

• Configurer les limites d'impédance comme règles de conception est facile lorsque vous utilisez le calculateur d'impédance intégré et les outils de routage interactifs d'Altium Designer.

  En savoir plus sur les fonctionnalités de routage interactif à impédance contrôlée d'Altium Designer.

• Les outils de routage d'Altium Designer vous permettront d'appliquer des structures de correspondance de longueur comme le routage en serpentine et en va-et-vient.

  En savoir plus sur le routage à impédance contrôlée avec correspondance de longueur.

• Il existe d'autres contraintes de routage à haute vitesse importantes que vous devrez considérer, et Altium Designer peut vous aider à satisfaire toutes celles-ci et bien d'autres encore.

  En savoir plus sur les règles et contraintes de routage de PCB à haute vitesse.

L'environnement de conception piloté par les règles d'Altium Designer vous permet d'appliquer des profils d'impédance à vos interconnexions à haute vitesse.

Comment votre logiciel utilise les calculs de contrôle d'impédance PCB

Vos conceptions à impédance contrôlée ne doivent pas être difficiles lorsque vous disposez du meilleur ensemble de fonctionnalités de routage et de mise en page dans un seul programme. Créer une mise en page PCB de haute qualité commence par le bon moteur de conception pour vous aider à rester productif.

Le moteur de conception piloté par les règles dans Altium Designer unifie tous les outils de conception dont vous avez besoin pour le routage et la mise en page à impédance contrôlée dans une seule application. La véritable force d'Altium Designer réside dans son moteur de conception piloté par les règles, qui vérifie votre mise en page par rapport aux règles de conception de base et avancées au fur et à mesure de sa création. Cela aide à garantir une haute précision et la conformité aux exigences de conception.

Tout ce dont vous avez besoin pour la conception à impédance contrôlée

Lorsque vous avez besoin de créer des mises en page PCB de haute qualité, ne vous contentez pas de plateformes de conception qui assemblent plusieurs outils de différents fournisseurs. Tout ce dont vous avez besoin pour la conception, la mise en page, l'approvisionnement en composants et la fabrication peut être trouvé dans l'environnement unifié d'Altium Designer. Vous pouvez rester productif et garantir un routage à impédance contrôlée ultra-précis avec Altium Designer.

• Altium Designer inclut tout le nécessaire pour concevoir des cartes de circuits simples et des PCB à haute vitesse avancés dans une seule application.

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

• Le solveur de champ intégré de Simberian s'interface directement avec le Gestionnaire de Pile de Couches dans Altium Designer, offrant aux concepteurs un outil intégré pour des calculs d'impédance précis.

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

• Lorsque vous êtes prêt à partager votre projet avec d'autres concepteurs de PCB ou votre fabricant, Altium 365 vous permet de partager instantanément votre conception de circuit imprimé et vos données de production via Altium Designer ou sur le web.

  En savoir plus sur le partage des données de votre projet PCB avec Altium 365.

Concevez facilement votre design de PCB haute vitesse à impédance contrôlée avec Altium Designer.

Le contrôle de l'impédance des PCB ne devrait pas être difficile. Au lieu d'essayer un calculateur externe, utilisez l'ensemble complet de fonctionnalités de conception de pile de couches, de calcul d'impédance et de routage interactif dans Altium Designer. Vous pouvez rester productif tout en concevant des systèmes haute fréquence et en vous préparant pour la fabrication lorsque vous utilisez Altium Designer.

Altium Designer sur Altium 365 offre une intégration sans précédent à l'industrie électronique, jusqu'alors reléguée 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.