F4CTZ

PCB Routing

05 Jan 2014 Comments Off on PCB Routing

Par admin_fabien_f4ctz dans Uncategorized Tags: circuit imprime, electronique, PCB, routage, routing

Il n’y a pas de recette miracle pour dessiner un circuit imprimé mais il y a un certains nombres de paramètres à prendre en compte pour que celui-ci fonctionne correctement.

En effet, même si dans une utilisation amateur on peut s’abstenir de réfléchir aux nuisances électromagnétiques que peut engendrer un circuit imprimé sur son environnement, malheureusement on ne peut s’abstenir de réfléchir à l’influence qu’un élément du montage peut avoir sur son voisin de la même carte. Si on ne tient pas compte de ce paramètre, un circuit qui fonctionne en simulation ou sur le papier peut s’avérer totalement HS à la réalisation.

Ce qui vient d’être écrit peut sembler être une évidence pour ceux qui dessinent des circuits HF mais cela est aussi vrai pour des montages logiques tout simple. En effet, derrière un montage avec des portes logiques il faut voir qu’au plus un changement d’état présente un front raide, au plus les composantes spectrales de celui-ci monteront haut en fréquence (plusieurs mégahertz, voir dizaine de mégahertz) avec ce que cela implique en terme de couplage entre les pistes : c’est une des premières causes de la création de ce qu’on appelle les “glitchs”.

Une autre origine de la création de glitchs et autres bruits électroniques divers se trouve dans les alimentations si certaines précautions ne sont pas prises. En effet, une piste de cuivre est une résistance faible dépendant de sa largeur. Malheureusement, cette résistance ne peut être négligée car tout composant produisant un appel de courant, même faible, va créer une différence de potentiel le long de cette piste rendant ainsi “bruité” un potentiel qui devrait être fixe. C’est pourquoi les pistes d’alimentation (masse comme tous les autres potentiels continus) doivent toujours être surdimensionnées pour en diminuer leur résistance le plus possible.

Idéalement, les alimentations doivent être constituées par ses plans de cuivre et non seulement par des pistes. De plus, pour les plans de masse, l’utilisation de vias d’interconnexion entre les différentes couches est impérative pour favoriser l’homogénéité de celui-ci. De tels plans de masse permettent de réaliser un découplage des signaux en regard, autrement dit c’est un moyen efficace d’éliminer des composantes spectrales élevées indésirables. L’espacement entre les vias est dépendant de l’homogénéité nécessaire (fonction des emplacements des composants consommant du courant).

L’utilisation de vias entre des plans de masse peut aussi servir de cloisonnement entre certaines zones d’un circuit et leur espacement est alors lié à la fréquence des signaux à bloquer. Cette utilisation est souvent plus fréquente en HF ou sur des circuits logiques fonctionnant très haut en fréquence.

La proximité entre des pistes, les surfaces en regard de cuivre, l’orientation des pistes, leur diamètre, leur longueur sont donc autant d’éléments à prendre en compte pour chaque NET (élément logique d’un schéma constituant une équipotentielle théorique). Il faut toujours avoir en tête qu’un bout de cuivre n’est pas un conducteur parfait donc un NET dans le schéma ne se traduit jamais dans la réalité par une équipotentielle parfaite.

Voici un certain nombre de documents complétant ces quelques points :

• Présentation générale sur la conception de circuit imprimé :

• Informations générales sur la réalisation de circuit : http://www.thierry-lequeu.fr/data/Circuit5.pdf
• Relation entre largeur minimale de piste et courant :

• Description des différentes classes de fabrication de circuits imprimés :