Conception de la ligne de transmission et des circuits imprimés

Les conceptions numériques se divisent en gros en deux catégories: basse vitesse et haute vitesse. La catégorie «haute vitesse» ne signifie pas nécessairement une fréquence d'horloge élevée. Il fait plutôt référence au temps de montée du signal pendant la commutation, ce qui conduit à la propagation du comportement des ondes sur de longues pistes de PCB. Lorsqu'une piste PCB devient trop longue, elle doit être conçue comme une ligne de transmission, pas seulement comme un simple conducteur avec une résistance CC.

Comprendre comment concevoir des lignes de transmission avec une impédance contrôlée et la bande passante souhaitée est une compétence importante dans la conception de circuits imprimés à haute vitesse, mais vous n'avez pas à faire tous ces calculs à la main. Altium Designer comprend une gamme de fonctionnalités pour aider à automatiser ces tâches importantes dans la conception à grande vitesse, et tout est accessible dans vos outils de routage haute vitesse standard. Continuez à lire pour en savoir plus sur le routage et l'intégrité du signal pour les lignes de transmission pour les circuits imprimés numériques haute vitesse.

ALTIUM DESIGNER^®

La meilleure plate-forme de conception électronique de l'industrie pour la conception de lignes de transmission et analyse dans votre circuit imprimé.

S'il s'agit de votre premier saut dans la conception à haute vitesse, il y a quelques concepts de base à aborder avant de créer votre première mise en page numérique à haute vitesse. La conception des pistes de PCB et la compréhension du comportement des lignes de transmission sont fondamentales pour le routage des cartes à haute vitesse et la création d'une disposition avec une intégrité de signal garantie. Si votre carte a des problèmes d'intégrité du signal, elle peut ne pas fonctionner correctement et devra être repensée.

Lorsque vous avez besoin de concevoir vos lignes de transmission et vos pistes de circuits imprimés selon d'importantes spécifications de vitesse faible et élevée, faites attention à ces directives de conception. Assurez-vous d'utiliser les meilleurs outils de routage du secteur pour vous aider à automatiser vos processus de conception et de mise en page pour votre carte de circuit imprimé haute vitesse.

Ce qui entre dans les lignes de transmission et les pistes PCB

Si vous savez que vos pistes PCB présenteront un comportement de ligne de transmission, alors la géométrie de vos pistes PCB doit être soigneusement conçue afin que vos pistes aient la valeur d'impédance spécifique définie dans votre norme de signalisation haute vitesse . En plus de l'impédance, la diaphonie et les pertes doivent être conservées dans la configuration du PCB pour garantir l'intégrité du signal pendant le fonctionnement. La géométrie en coupe transversale de vos pistes PCB, la longueur des pistes et l'empilement des couches affecteront toutes ces zones.

Les paramètres importants qui déterminent l'impédance de vos pistes PCB sont:

• Largeur de la piste
• Poids du cuivre (épaisseur de la piste)
• Distance à la couche plane la plus proche
• Constante diélectrique et perméabilité magnétique du matériau du substrat PCB

Chacun de ces paramètres doit être soigneusement choisi pour garantir les signaux sur les lignes de transmission de votre PCB voient l'impédance correcte. L'objectif est d'éviter les problèmes d'intégrité du signal qui surviennent lorsque les traces n'ont pas une impédance correcte, sont trop longues ou couplent trop de bruit.

Concevez votre pile de couches PCB pour

éviter les problèmes d'intégrité du signal La prévention des problèmes d'intégrité du signal qui se produisent sur des lignes de transmission mal conçues commence par la conception de l'empilement correct. Votre pile de couches PCB contiendra la disposition des couches planes et de signal dans votre PCB, et un plan de masse placé sous vos pistes PCB déterminera leur impédance, leur force de couplage à d'autres traces et leur immunité aux EMI.

Le gestionnaire de pile de couches d'Altium Designer vous permet de concevoir votre pile afin de définir l'impédance requise pour vos lignes de transmission. Vous n'aurez pas à utiliser un solveur de champ externe pour déterminer la géométrie de trace qui vous donne une impédance contrôlée, tout ce dont vous avez besoin se trouve dans Altium Designer.

• Vos pistes PCB agiront comme des lignes de transmission une fois que la longueur de piste est plus longue qu'une longueur critique.

  En savoir plus sur la longueur critique des lignes de transmission sur votre PCB.

• Tous les substrats de PCB présentent une dispersion qui doit être prise en compte lors de la conception de lignes de transmission pour la disposition de votre carte de circuit imprimé.

  Apprenez-en davantage sur la dispersion et son impact sur les signaux numériques dans la configuration de votre PCB.

• Le gestionnaire de pile de couches dans Altium Designer vous aide à concevoir vos pistes PCB pour avoir une impédance spécifique. Une fois que vos pistes PCB sont acheminées sur une distance suffisamment longue, Altium Designer s'assure que vos lignes de transmission auront l'impédance requise.

  En savoir plus sur l'utilisation du gestionnaire de pile de couches dans Altium Designer pour le contrôle de l'impédance.

Altium Designer facilite la conception de lignes de transmission avec des valeurs d'impédance spécifiques.

Routage et correspondance de longueur dans les conceptions de PCB à grande vitesse

Une fois que vos lignes de transmission de PCB ont été conçues avec la bonne géométrie et l'impédance, vous devez utiliser cette conception pour définir des traces imprimées entre les composants de votre carte de circuit imprimé. Les traces de PCB à haute vitesse doivent être acheminées avec la largeur spécifiée pour assurer le contrôle de l'impédance, mais les groupes de traces peuvent également avoir besoin d'une longueur adaptée pour garantir que les signaux arrivent à leur destination dans un intervalle de temps unitaire requis.

Les meilleurs outils de routage appliqueront automatiquement des contraintes de largeur et de longueur sur vos lignes de transmission. Vous n'aurez pas à mesurer manuellement les longueurs des lignes de transmission ou à définir des largeurs de trace lorsque vous acheminez les signaux à travers votre carte. Au lieu de vérifier et d'appliquer ces contraintes manuellement, utilisez le meilleur ensemble de fonctionnalités de routage qui s'interface directement avec votre conception de ligne de transmission à impédance contrôlée.

Altium Designer inclut le meilleur ensemble de fonctionnalités de routage pour les circuits imprimés haute vitesse Le

routage contrôlé par impédance et la correspondance de longueur sont faciles dans les meilleurs outils de conception de circuits imprimés haute vitesse d'Altium Designer. Le moteur de routage d'Altium Designer extrait les informations directement de votre pile de couches PCB pour définir les largeurs de trace, et le réglage de la longueur peut être appliqué automatiquement à votre carte pendant le routage. Seul Altium Designer propose ces fonctionnalités en plus de vos autres outils de conception, vous aidant à rester productif lorsque vous créez des schémas de circuits imprimés avancés.

• Les panneaux ROV sous-marins peuvent être en céramique ou en PCB à noyau métallique, ce qui garantira une fiabilité et une stabilité mécanique élevées pendant le fonctionnement.

  En savoir plus sur la conception de circuits imprimés à partir de matériaux exotiques.

• Votre carte doit être conçue pour se conformer aux règles DFM importantes afin de garantir qu'elle puisse être intégrée aux processus de fabrication de PCB standard.

  En savoir plus sur le processus de fabrication des PCB.

• Le routage correct des lignes de transmission aidera à empêcher la diaphonie entre les signaux dans votre configuration de circuit imprimé haute vitesse.

  Voir un exemple de diaphonie et de couplage sur des lignes DDR4 haute vitesse dans une disposition de PCB Altium Designer.

Les mises en page denses avec des signaux à haute vitesse auront de longues traces qui couplent le bruit les unes aux autres. Altium Designer comprend les outils de conception d'empilage et de routage dont vous avez besoin pour garantir l'intégrité du signal.

Utilisez des règles de conception pour évaluer votre disposition

Avant de pouvoir préparer votre carte pour la fabrication, il est préférable de vérifier la disposition de votre PCB par rapport à vos règles de conception pour vous assurer qu'il n'y a pas d'erreurs susceptibles de causer des problèmes d'intégrité du signal. Bien que les meilleurs outils de routage appliquent des contraintes de conception de ligne de transmission à vos pistes lorsque vous créez votre disposition de PCB, il est préférable de vérifier l'ensemble de la disposition pour les dégagements, les tailles de trous et de pistes, les collisions de composants et d'autres contraintes électriques.

Altium Designer vous offre ces capacités de conception basées sur des règles et bien plus encore. Un logiciel de conception basé sur des règles avec un moteur DRC en ligne exécutera ces vérifications pour vous lorsque vous créez votre configuration de PCB. Il est facile de repérer, de corriger et d'éviter les erreurs dans la conception de vos circuits imprimés lorsque vous créez votre mise en page.

Fonctionnalités de conception et de fabrication complètes dans Altium Designer

Une fois votre conception terminée, l'ensemble complet des fonctionnalités de conception de circuits imprimés d'Altium Designer vous aidera à générer rapidement une documentation pour votre fabricant. Au lieu d'utiliser un logiciel tiers, Altium Designer prendra les données directement à partir de la configuration de votre PCB et générera automatiquement vos livrables de fabrication. Aucune autre plate-forme logicielle de conception de circuits imprimés ne facilite la mise en production à grande échelle d'une nouvelle conception.

• Le moteur de conception basé sur les règles d'Altium Designer unifie toutes vos fonctionnalités de conception et de mise en page dans un seul programme et vous aide à rester productif.

  En savoir plus sur l'environnement unifié d'Altium Designer.

• La dernière version d'Altium Designer comprend un solveur de terrain intégré qui garantit que vos conceptions de lignes de transmission auront l'impédance correcte.

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

• Vous pouvez stocker, partager et accéder à vos données de conception haute vitesse avec la plate-forme Altium 365, la seule plate-forme cloud du secteur pour la collaboration en conception de circuits imprimés.

  En savoir plus sur la gestion et le partage des données de conception avec Altium 365.

Créez vos circuits imprimés haute vitesse avec l'ensemble complet des fonctionnalités de conception dans Altium Designer

Lorsque vous devez concevoir des lignes de transmission et des pistes de PCB pour toute application électronique, utilisez le meilleur ensemble de fonctionnalités de mise en page, de routage, d'approvisionnement et de fabrication. Vous trouverez toutes ces fonctionnalités de conception de circuits imprimés critiques et bien plus encore lorsque vous passerez à Altium Designer.

Altium Designer sur Altium 365 offre une intégration sans précédent à l'industrie électronique jusqu'à présent reléguée dans le monde du développement logiciel, permettant aux concepteurs de travailler à domicile et d'atteindre des niveaux d'efficacité sans précédent.

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