Princípios de Design de PCB de Alta Velocidade: Mantenha as Trilhas Curtas e Diretas

Nunca acreditei realmente na ideia de que “menos é mais” até eu experimentar por mim mesmo em um churrasco com alguns amigos. Eu era o “grillmeister”, o que significava que eu estava encarregado de temperar e grelhar os bifes. Decidi optar por um tempero simples de sal e pimenta, e, sendo um amante de sal, pensei que o céu era o limite. Bem, os bifes acabaram ficando salgados demais para a maioria dos meus amigos comerem. Bife salgado vai deixar um gosto ruim na boca, e o mesmo acontece com um PCB de alta velocidade com muitas trilhas longas. Trilhas longas e sinuosas no seu PCB podem aumentar a EMI e custar caro em termos de espaço. Praticar o “menos é mais” mantendo as trilhas curtas e diretas garantirá que ninguém ache seus designs desagradáveis.

Traços Longos Aumentam o Risco de EMI

Como você sabe, o design de PCB de alta velocidade pode frequentemente ter problemas com EMI. Esse risco de EMI pode vir de traços longos que formam antenas transmissoras ou receptoras. Traços mais longos também cobrem mais distância, o que aumenta as chances de circuitos sensíveis serem afetados ao longo do caminho. Usar traços curtos que tomam caminhos diretos ajudará a reduzir o risco de EMI tanto de antenas quanto de proximidade de traço.

Assim como ninguém intencionalmente coloca sal demais em um bife, ninguém intencionalmente roteia um traço de modo que ele seja uma antena para EMI. Talvez uma alta frequência tenha alterado a impedância de um capacitor, ou uma corrente de retorno fez um loop inesperado na placa de terra. Seja qual for o motivo, a melhor maneira de mitigar a radiação de antena é encurtar os traços. Antenas podem transmitir ou receber, então traços em circuitos tanto "barulhentos" quanto "silenciosos" devem ser encurtados. Uma antena menor sempre irá irradiar ou receber menos do que uma antena maior.

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Os traços em si não são as únicas coisas no design de PCB de alta velocidade que podem irradiar EMI. Lacunas na placa de terra também agirão como antenas quando cruzadas por um traço. Mantenha os traços curtos e diretos, mas não ao custo de cruzar lacunas na placa de terra.

Uma trilha transcontinental seria definitivamente muito longa.

Trilhas Longas Custam Mais

Quanto mais longa a trilha, mais espaço ela ocupará. Menos trilha significa mais dinheiro.

Os designers de Placas de Circuito Impresso estão sempre sendo pressionados a fazer as coisas menores, então vou adicionar ao problema incentivando você a fazer trilhas mais curtas. Não apenas a trilha em si ocupará espaço, mas também exigirá mais espaço para folga ao redor da trilha. Os contadores da sua empresa já podem estar, como dizem os jovens, “salgados”. Não os deixe mais salgados fazendo-os pagar por uma PCB excessivamente grande.

Traceje Diretamente e Pense Antes de Rotear.

Como Encurtar Trilhas

A melhor maneira de encurtar o comprimento de trilhas de alta velocidade é planejar cuidadosamente sua PCB. Mantenha sistemas de alta velocidade próximos uns dos outros e mantenha os receptores perto de suas respectivas entradas.

Um bom layout de PCB pode ajudar a resolver problemas antes mesmo que eles ocorram. Configurar seu layout de modo que sistemas de alta velocidade estejam próximos uns dos outros permitirá que você inicie seu design com comprimentos de trilha curtos. É especialmente importante manter o caminho de entrada de sinal para o receptor o mais curto possível, pois esta linha pode injetar mais "ruído" em um sistema. Além disso, manter componentes de alta velocidade em proximidade reduzirá o efeito de qualquer EMI irradiado em outros circuitos. Feche a lacuna antes de desenhar a primeira trilha.

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Esses princípios de design de circuitos podem ser quase senso comum, mas implementá-los pode ser cansativo. Felizmente, seu software de design de PCB pode ajudá-lo. Tente codificar por cores seus sistemas de alta velocidade para ajudar a manter o controle de componentes e trilhas. Software com boas funcionalidades de roteamento de trilhas também facilitará para você rotear, ou re-rotear, trilhas para o caminho mais curto possível. Acontece que Altium Designer^® já possui documentação mostrando como codificar componentes por cores, e como organizar trilhas.

Após aquele fiasco do churrasco "menos é mais", tenho sido muito mais cuidadoso ao temperar bifes. Aprenda com meus erros e aplique o princípio de "menos é mais" à sua PCB de alta velocidade, antes que trilhas longas deixem um gosto ruim na sua boca. Direcione as trilhas corretamente com ferramentas e recursos de especialistas.

Tem mais dúvidas sobre as regras de design de PCB de alta velocidade? Fale com um especialista na Altium.