Les PCB haute fréquence permettent des applications telles que la 5G, le WiFi, les radars, etc., mais sont confrontés à des problèmes d’intégrité du signal. Découvrez les principales considérations pour la conception de PCB haute fréquence, notamment la gestion des pertes, des interférences, de l’empilement et plus encore pour faciliter les applications complexes de communication, d’informatique et d’électronique.
Considérations relatives à la conception de circuits imprimés haute fréquence
Les PCB haute fréquence font référence à des cartes de circuits imprimés conçues pour fonctionner efficacement à des fréquences élevées généralement supérieures à 1 GHz. Ils facilitent des fonctions telles que la transmission de données à haut débit et la communication sans fil dans des produits tels que les smartphones, les ordinateurs, les stations de base et plus encore. Mais les problèmes d’intégrité du signal ont tendance à survenir à de telles fréquences, de sorte que la conception spécialisée de PCB haute fréquence est nécessaire pour ces applications de PCB haute fréquence.
Applications typiques adaptées aux PCB haute fréquence
Certains domaines d’application courants bien adaptés à la mise en œuvre de PCB à haute fréquence incluent :
- Cartes de communication cellulaire 5G NR/LTE dans les smartphones
- Modules PCB WiFi/Bluetooth dans les ordinateurs portables, tablettes et autres appareils portables
- Système d’aide à la conduite automobile et circuits imprimés de conduite autonome
- Cartes de communication par satellite et de radar maritime
- PCB de système de contre-mesures électroniques pour l’aérospatiale/la défense
- Défis de la conception de PCB haute fréquence
La prise en charge d’applications de circuits imprimés à haute fréquence entraîne de plus grandes difficultés de conception et de fabrication pour gérer la perte de signal et les interférences. Voici quelques-uns des principaux défis :
Perte de signal
Aux fréquences micro-ondes, les pertes de conduction sont plus élevées dans les pistes de PCB plus fines, ce qui nécessite des tailles de piste plus grandes pour les applications de PCB à haute fréquence. Les pertes diélectriques augmentent également, convertissant l’énergie du signal en chaleur. Une sélection minutieuse des matériaux et une conception d’empilement aident à contrer la perte de signal.
Interférence du signal
Les signaux haute vitesse peuvent interférer les uns avec les autres ou être déformés par le bruit. Un placement et un routage judicieux des composants avec un espacement et une isolation adéquats permettent d’atténuer les interférences. La bonne disposition des empilements de couches joue également un rôle clé.
Comment éviter les interférences à haute fréquence dans les applications de PCB à haute fréquence ?
Des stratégies telles que le placement optimal des composants, l’utilisation de plans de masse, le blindage des pistes à grande vitesse et l’ajout de filtres ou de traces de garde aident à contrôler les interférences pour les applications de circuits imprimés à haute fréquence. Le maintien de la symétrie des pistes et la minimisation des discontinuités et des virages brusques dans le routage sont également utiles. Les simulations identifient rapidement les zones problématiques.
Que sont les signaux à haut débit dans les PCB ?
En général, les signaux supérieurs à 100 MHz à 3 GHz sont considérés comme à haut débit. Ils nécessitent des techniques de contrôle et de terminaison d’impédance pour éviter les problèmes de réflexion du signal. Les temps de montée élevés du signal les rendent plus vulnérables aux rayonnements et à la diaphonie. Les interconnexions haute densité gérant des vitesses de plusieurs Gbps sont également considérées comme des signaux à haut débit, ce qui repousse la complexité de la conception des circuits imprimés.
