Integridade do sinal e PCB

Integridade do sinal

Uma questão importante quando se trata de diretrizes de layout de PCB de alta velocidade é a integridade do sinal. A perda de integridade de sinal com unidades de PCB tem sido uma preocupação constante, por isso é importante manter as considerações de layout de PCB de integridade de sinal em mente ao fabricar, vender ou comprar placas de circuito impresso.

Problemas de integridade do sinal e placas de circuito impresso

Frequência

Em baixas frequências, você não deve ter grandes problemas com a integridade do sinal. No entanto, com o aumento da velocidade do sinal, você obtém frequências mais altas, o que pode afetar as propriedades analógicas e digitais do sistema. Você pode experimentar reflexões, ressalto no solo, diafonia e toque em frequências mais altas, o que pode danificar seriamente a integridade do seu sinal.

Se você antecipar frequências mais altas, você precisa considerar os efeitos da linha de transmissão na sinalização de E/S em seu projeto de placa.

Velocidade

Naturalmente, a relação entre velocidade e frequência é algo que você precisa ter em mente. Velocidades mais baixas significam frequências mais baixas e menos problemas de transmissão de sinal, enquanto velocidades mais altas significam frequências mais altas e os problemas de atendimento que podem vir com elas.

Comprimento

Outra questão a considerar quando se trata de transmissão e integridade do sinal é o comprimento do meio de transmissão. Quanto mais longo o meio de transmissão, maior a chance de haver algum tipo de perda de sinal.

Felizmente, esses e muitos outros problemas de integridade de sinal podem ser neutralizados por um design de qualidade e mantendo algumas diretrizes básicas de layout em mente ao projetar suas placas de circuito impresso.

Considerações sobre o layout da PCI de integridade do sinal principal

Extensa pesquisa foi feita sobre a melhor maneira de projetar linhas de transmissão para que os sinais de alta velocidade possam viajar com a máxima eficiência. Para reduzir possíveis problemas com a integridade do sinal e outros problemas de transmissão, é importante garantir que seu fornecedor de PCB forneça placas com um design robusto.

Abaixo estão algumas das diretrizes que foram publicadas por muitas fontes diferentes, como a Texas Instruments, que tratam de sinais de alta velocidade, como sinais de clock e seu roteamento, e fornecem aos designers uma revisão das coerências importantes. Como muitas coisas podem afetar as linhas de transmissão, podem ocorrer problemas de EMI. Para reduzir esses problemas, um bom projeto de PCB é importante – e com algumas regras simples de projeto, o projetista de PCB pode minimizar esses problemas.

Ao abordar seus PCBs, o designer deve começar fazendo algumas perguntas básicas, incluindo:

• Existem sinais sensíveis e esses sinais sensíveis exigirão uma linha divisória ou uma microfita é suficiente?
• Qual ​​é a frequência e a velocidade do sistema?
• Quais são as especificações elétricas nos coletores e nas entradas e saídas da fonte?
• Quantas tensões de alimentação diferentes existem e cada uma delas precisa de seu próprio plano de alimentação?
• Quais são as larguras, separações e alturas mínimas para os traços e qual é a distância mínima entre as camadas?
• Existem interconexões entre pelo menos dois grupos funcionais independentes?
• Quais são os requisitos de via? Vias cegas e ou enterradas são possíveis?

Considerações sobre a construção da placa de circuito impresso

Para placas de circuito de alta velocidade, certifique-se de ter multicamadas com terra enterrada e planos de alimentação. Para manter as conexões de aterramento e alimentação do dispositivo curtas para reduzir o comprimento da transmissão e a probabilidade de erros, planos de cobre sólido podem ser muito úteis, e o plano de aterramento fornece caminhos de retorno de baixa indutância para seus sinais de alta velocidade.

A Millennium Circuits Limited, especialista líder em fornecimento de placas de circuito impresso, pode fornecer PCBs projetados para permitir transmissão de alta velocidade com perda reduzida de integridade de sinal e pode ajudá-lo a determinar quais pacotes de componentes são mais adequados às suas necessidades de negócios.

Dicas de integridade do sinal da PCB

Aqui estão algumas outras dicas para se ter em mente quando se trata do design de placas de circuito impresso eficientes:

• Ângulos retos: Evite ângulos retos em seus traços porque eles aumentam a capacitância nessa região, levando a mudanças de impedância e reflexões. Ângulos de 45 graus são melhores e curvas redondas são ideais.
• Via: Embora as vias possam ser de vital importância para os roteamentos, elas adicionam indutância e capacitância e levam a reflexões. Eles também aumentam o comprimento do traço, portanto, use-os com moderação e evite vias em traços diferenciais.
• Separação de sinal: Mantenha seus sinais de alta e baixa velocidade separados um do outro. Separe também seus sinais digitais e analógicos. Encaminhe os sinais 90 graus entre si para minimizar a interferência.

Seleção de laminado de PCB

Outra consideração importante é o laminado. Embora o laminado FR4 PCB seja uma escolha comum devido ao seu custo-benefício, ele pode afetar a integridade do sinal digital em velocidades mais altas.

Para frequências mais altas, você pode considerar um laminado de alta velocidade como Rogers RO4350. Esses laminados terão melhores propriedades para frequências mais altas e facilitarão o alcance do objetivo do projeto. A desvantagem é que esse tipo de laminado tem um custo consideravelmente mais alto.

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