Routage de PCB pour l'intégrité du signal — le guide complet

Les pistes microruban et stripline doivent être routées pour une impédance caractéristique précise : généralement 50 Ω pour la RF ou 100 Ω en différentiel pour le numérique rapide. Le calculateur d'impédance microruban calcule la largeur de piste à partir de la hauteur du substrat, de la constante diélectrique et de l'épaisseur du cuivre. Même une erreur d'impédance de 10 % (55 Ω sur une ligne de 50 Ω) réfléchit environ 5 % de la tension incidente, soit un affaiblissement de réflexion d'environ 26 dB.

Les signaux différentiels ne sont insensibles au bruit de mode commun que si les deux pistes sont étroitement couplées et de même longueur. Le calculateur de paire différentielle calcule la largeur et l'écart des pistes pour une impédance différentielle cible (généralement 100 Ω) sur une couche donnée de l'empilement. Égalisez les longueurs à 5–10 mils près pour maintenir le décalage au sein de la paire sous un UI.

Les vias ajoutent une inductance (~1 nH par mm de fût) et une capacité parallèle due au pad. La résonance du stub de via peut créer des creux à f = c / (4·stub_length·√ε_r). Utilisez le calculateur de via pour la tenue thermique et en courant, et vérifiez la fréquence de résonance du stub de via avant de faire passer des signaux rapides à travers des cartes épaisses.

La largeur de piste détermine la résistance en continu et l'échauffement en charge. Les courbes de l'IPC-2152 tiennent compte de l'épaisseur de cuivre, de la longueur du conducteur et de l'environnement thermique de la carte. Le calculateur de largeur de piste et de courant calcule la largeur minimale pour un échauffement cible, et le calculateur de résistance de piste donne la chute de tension résistive et la puissance dissipée.

Un empilement bien conçu place les couches de signal contre des plans de référence pour réduire la surface des boucles et maîtriser l'impédance. Le calculateur d'empilement vous permet de définir les matériaux, les épaisseurs et les poids de cuivre des couches, puis calcule les impédances microruban et stripline de chaque couche de signal. Gardez les pistes RF sur les couches microruban extérieures, où l'impédance est la plus facile à ajuster.

Des lignes de transmission couplées échangent de l'énergie par inductance et capacité mutuelles. La paradiaphonie (NEXT) croît avec la longueur de couplage et la proximité des pistes. En règle générale, gardez un espacement de 3× la largeur de piste (règle des 3W) entre les signaux rapides. Le calculateur de diaphonie sur PCB quantifie NEXT et FEXT à partir des paramètres géométriques, pour que vous puissiez vérifier les règles de routage avant la validation du layout.