Principi di progettazione PCB ad alta velocità: Mantenere le tracce corte e dirette

Non ho mai veramente creduto nell'idea che “meno è più” fino a quando non l'ho sperimentata di persona a un barbecue con alcuni amici. Ero il “grillmeister”, il che significava che ero incaricato di condire e grigliare le bistecche. Ho deciso di optare per un semplice condimento di sale e pepe, e, essendo un amante del sale, ho pensato che il cielo fosse il limite. Beh, le bistecche si sono rivelate troppo salate per essere mangiate dalla maggior parte dei miei amici. Una bistecca troppo salata lascerà un cattivo sapore in bocca, così come un PCB ad alta velocità con molte tracce lunghe. Tracce lunghe e tortuose sul tuo PCB possono aumentare l'EMI e costarti in termini di spazio. Praticare il “meno è più” mantenendo le tracce corte e dirette garantirà che nessuno trovi i tuoi progetti sgradevoli.

Le Tracce Lunghe Aumentano il Rischio di EMI

Come sapete, il design di PCB ad alta velocità può spesso avere problemi con l'EMI. Questo rischio di EMI può derivare da tracce lunghe che formano antenne trasmettitrici o riceventi. Le tracce più lunghe coprono anche maggiori distanze, aumentando le possibilità che i circuiti sensibili siano influenzati lungo il percorso. Utilizzare tracce corte che prendono percorsi diretti aiuterà a ridurre il rischio di EMI sia dalle antenne che dalla prossimità delle tracce.

Proprio come nessuno intenzionalmente mette troppo sale su una bistecca, nessuno intenzionalmente traccia una traccia in modo che sia un'antenna per l'EMI. Forse una frequenza alta ha alterato l'impedenza di un condensatore, o una corrente di ritorno ha creato un loop inaspettato nel piano di massa. Qualunque sia la ragione, il modo migliore per mitigare la radiazione dell'antenna è accorciare le tracce. Le antenne possono trasmettere o ricevere, quindi le tracce sia nei circuiti "rumorosi" che in quelli "silenziosi" dovrebbero essere accorciate. Un'antenna più piccola irradierà o riceverà sempre meno di una più grande.

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Le tracce stesse non sono le uniche cose nel design di PCB ad alta velocità che possono irradiare EMI. Anche le lacune nel piano di massa agiranno come antenne quando attraversate da una traccia. Mantenere le tracce corte e dirette, ma non a costo di attraversare lacune nel piano di massa.

Una traccia transcontinentale sarebbe decisamente troppo lunga.

Le tracce lunghe costano di più

Più lunga è la traccia, più spazio occuperà. Meno tracce significano più denaro.

I progettisti di circuiti stampati sono sempre spinti a rendere tutto più piccolo, quindi aggiungerò al problema spingendovi a rendere le tracce più corte. Non solo la traccia stessa occuperà spazio, ma richiederà anche più spazio per il distanziamento intorno alla traccia. I contabili della vostra azienda potrebbero già essere, come dicono i giovani, “scontenti”. Non li irritate ulteriormente facendoli pagare per un PCB eccessivamente grande.

Pensa alla direzione della traccia e rifletti prima di instradarla.

Come accorciare le tracce

Il miglior modo per accorciare la lunghezza delle tracce ad alta velocità è disporre attentamente il vostro PCB. Mantenete i sistemi ad alta velocità vicini tra loro e i ricevitori vicino ai rispettivi ingressi.

Un buon layout di PCB può aiutare a risolvere problemi prima che si verifichino. Configurare il layout in modo che i sistemi ad alta velocità siano vicini tra loro ti permetterà di iniziare il tuo progetto con lunghezze di traccia corte. È particolarmente importante mantenere il percorso di ingresso del segnale al ricevitore il più corto possibile, poiché questa linea può iniettare più "rumore" nel sistema. Inoltre, mantenere i componenti ad alta velocità in spazi ristretti ridurrà l'effetto di qualsiasi EMI irradiata su altri circuiti. Chiudi il divario prima di disegnare la prima traccia.

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Questi principi di progettazione dei circuiti possono sembrare quasi ovvi, ma implementarli può essere tedioso. Fortunatamente, il tuo software di progettazione PCB può aiutarti. Prova a codificare con colori i tuoi sistemi ad alta velocità per aiutarti a tenere traccia dei componenti e delle tracce. Un software con buone funzionalità di instradamento delle tracce renderà anche facile per te instradare o reinstradare le tracce nel percorso più breve possibile. Si dà il caso che Altium Designer^® abbia già della documentazione che mostra come codificare i componenti con colori, e come organizzare le tracce.

Dopo quel disastro del barbecue "meno è meglio", sono stato molto più attento nel condire le bistecche. Impara dai miei errori e applica il principio "meno è meglio" al tuo PCB ad alta velocità, prima che le tracce lunghe lascino un cattivo sapore in bocca. Indirizza correttamente le tracce con strumenti e risorse esperti.

Hai altre domande sulle regole di progettazione dei PCB ad alta velocità? Parla con un esperto di Altium.