Principi di Design ad Alta Velocità: Mantieni la Traccia Corta e Diretta

Abstract Tech Background

I tuoi segnali viaggiano alla velocità della luce e così anche le EMI.

Come ben saprai, il design PCB ad alta velocità può avere spesso problemi con le EMI. Questo rischio EMI può derivare da lunghe tracce che formano antenne riceventi o trasmittenti. Tracce più lunghe coprono anche maggiore distanza, il che aumenta le possibilità che circuiti sensibili siano condizionati lungo il cammino. Utilizzare tracce corte che fanno percorsi diretti aiuterà a ridurre il rischio di EMI sia dalla prossimità delle antenne che della traccia. 

Non ho mai realmente creduto nell’idea del “less is more” (meno è meglio) fino a che non l’ho vissuto direttamente ad un barbecue con degli amici. Ero l’addetto alla griglia, il che significa che ero incaricato di condire e grigliare l’arrosto. Decisi di condire tutto con semplice sale e pepe ed essendo un amante del sale, pensai che il limite fosse solo il cielo. Bene, l’arrosto finì per essere troppo salato per la maggior parte dei miei amici. L’arrosto salato ti lascerà un brutto sapore in bocca e lo stesso vale per un PCB ad alta velocità con un sacco di tracce lunghe. Tracce lunghe, tortuose sul tuo PCB possono aumentare le EMI ed il costo totale. Applicando il “less is more” mantenendo le tracce corte e dirette sarai sicuro che nessuno troverà i tuoi progetti sgradevoli. 

Tracce Lunghe Aumentano il Rischio EMI 

Così come nessuno intenzionalmente esagera il sale sull’arrosto, nessuno intenzionalmente instrada una traccia che diventi un’antenna per EMI. Può darsi che un’alta frequenza abbia alterato l’impedenza di un condensatore, o una corrente di ritorno ha creato un loop nel piano di massa inaspettato. Qualunque sia la ragione, il modo migliore per mitigare la radiazione d’antenna è accorciare le tracce. Le antenne possono trasmettere o ricevere, quindi le tracce sia in circuiti “rumorosi” o “silenziosi” dovrebbero essere accorciate. Un’antenna più piccola radierà sempre o riceverà meno di un’antenna più grande. 

Le tracce stesse non sono la sola cosa che può radiare EMI su un design PCB ad alta velocità. I gap nel piano di massa anche agiranno come antenne quando attraversate da una traccia. Mantieni queste tracce corte e dirette, ma non al costo di attraversare i gap nel piano di massa. 

 

tech world map is like traces

A transcontinental trace would definitely be too long.

Tracce Lunghe Costano di Più 

Più lunga è la traccia, più spazio prenderà. Traccia minore significa più soldi. 

I progettisti di Circuiti Stampati stanno spingendo sempre più per fare le cose più piccole, quindi aggiungo al problema spingendoti a creare tracce più corte. Non solo la traccia in sé prenderà dello spazio, ma richiederà anche più spazio per clearance (autorizzazione) attorno alla traccia. I contabili della tua azienda potrebbero già essere, come dicono i bambini, “salati”. Non mettere ancora più sale facendo loro pagare per un PCB eccessivamente grande. 

 

trace direct circuit board style brain

Traccia Diretta e Pensa prima di instradare.

Come Accorciare le Tracce 

La maniera migliore di accorciare la lunghezza della traccia ad alta velocità è disporre attentamente il tuo PCB. Mantieni i sistemi ad alta velocità vicini gli uni agli altri e tieni i ricevitori vicini i rispettivi input. 

Un buon layout PCB può aiutarti a risolvere problemi prima che accadano. Impostare il tuo layout in modo che i sistemi ad alta velocità siano vicini gli uni agli altri ti permetterà di procedere al tuo design con breve lunghezza della traccia. È particolarmente importante mantenere l’input del segnale per ricevere il percorso quanto più corto possibile, poiché questa linea può introdurre la maggior parte del “rumore” in un sistema. In aggiunta, mantenendo i componenti ad alta velocità in alloggi vicini attenuerà l’effetto di qualsiasi EMI radiata su qualsiasi altro circuito. Chiudi il gap prima di disegnare la prima traccia. 

Questi principi di design del circuito potrebbero avere senso, ma migliorarsi potrebbe essere stancante. Fortunatamente, il tuo software di design PCB può aiutarti. Prova a codificare per colore i tuoi sistemi ad alta velocità per monitorare componenti e tracce. Un software con buone funzionalità di instradamento della traccia renderà anche più facile il routing per te, o il reroute, di tracce al percorso più breve possibile. Si dà il caso che Altium Designer® ha già una documentazione che mostra come codificare per colore i componenti e come organizzare le tracce.

Dopo il barbecue fiasco “less is more”, ho fatto molta più attenzione a condire l’arrosto. Impara dai miei errori ed applica “less is more” al tuo PCB ad alta velocità, prima che lunghe tracce ti lascino un cattivo sapore in bocca. Traccia diretta nel modo giusto con strumenti e risorse per esperti. 

Hai ulteriori domande sulle regole di design di PCB ad alta velocità? Parlane ad un esperto ad Altium.

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Altium Designer

PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

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