I. Détermination de la surface de la boucle en fonction du rayonnement
Les caractéristiques de réflexion des lignes de transmission ouvertes déterminent leur longueur maximale. Les exigences réglementaires relatives au rayonnement électromagnétique du produit imposent des contraintes sur la surface de la boucle et la longueur de la ligne. En cas d'utilisation d'un boîtier non blindé, ces contraintes sont directement appliquées par le circuit imprimé.
- Remarque : Lors de l’utilisation de charges de terminaison en série dans la conception de circuits logiques asynchrones, la quasi-stabilité doit être prise en compte. Les circuits d’entrée logiques symétriques ne peuvent déterminer si le signal d’entrée est haut ou bas, ce qui peut entraîner des conditions de sortie indéfinies.
Pour les signaux logiques dans le domaine fréquentiel, l'amplitude spectrale du courant est inversement proportionnelle au carré de la fréquence au-delà de la bande passante du signal logique (1/πτr). Exprimée en fréquence angulaire, l'impédance rayonnée de la boucle reste proportionnelle au carré de la fréquence. Par conséquent, la surface maximale de la boucle peut être calculée ; elle est déterminée par la fréquence d'horloge ou la fréquence de répétition, le temps de montée ou la bande passante du signal logique et l'amplitude du courant dans le domaine temporel. La forme d'onde du courant est déterminée par la forme d'onde de la tension, la demi-largeur du courant étant approximativement égale au temps de montée de la tension.
L'amplitude du courant peut être exprimée en fonction de la fréquence angulaire (=1/π·τ_r) comme suit :
I(f) = 2·I·τ_r/T
Où:
I = Amplitude du courant dans le domaine temporel ;
T = Inverse de la fréquence d'horloge, c'est-à-dire la période ;
τ_r = Temps de montée de la tension, approximativement égal au temps de demi-largeur du courant τ_H.
Cette équation permet de calculer la surface de boucle maximale pour un circuit logique donné à une fréquence d'horloge spécifique. Le tableau 5 présente les surfaces de boucle correspondantes. La surface de boucle maximale est déterminée par la fréquence d'horloge, le type de circuit logique (courant de sortie) et le nombre n de boucles de commutation simultanées sur le circuit imprimé.
Si la fréquence d'horloge dépasse 30 MHz, il est nécessaire d'utiliser des circuits imprimés multicouches. Dans ce cas, l'épaisseur de la résine époxy varie selon le nombre de couches, de 60 à 300 µm. Des résultats satisfaisants sur les circuits imprimés double couche ne peuvent être obtenus que si le nombre de signaux d'horloge haute fréquence est limité, grâce à un routage précis des pistes intercouches.
Remarque : Dans de tels cas, les boîtiers DIL standard peuvent dépasser les limites de surface de boucle, ce qui nécessite des mesures de blindage supplémentaires et un filtrage approprié.
Tous les connecteurs reliant les autres panneaux et composants doivent être placés aussi près que possible les uns des autres. Ceci empêche les courants de mode commun véhiculés par les câbles de circuler dans les pistes du circuit imprimé et évite les chutes de tension entre les points de référence sur le circuit imprimé dues aux câbles d'excitation (antenne).
Pour éviter les interférences en mode commun, la masse de référence près du connecteur doit être isolée du plan de masse, de la grille de masse ou de la masse de référence du circuit imprimé. Dans la mesure du possible, ces plans de masse doivent être reliés au boîtier métallique du produit. Seuls les composants à haute impédance, tels que les inductances, les résistances, les relais à lames souples et les optocoupleurs, peuvent être connectés entre ces plans de masse. Tous les connecteurs doivent être placés aussi près que possible les uns des autres afin d'empêcher la circulation de courants externes à travers les pistes du circuit imprimé ou la masse de référence.
II. Choix approprié des câbles et des connecteurs Conception de circuits imprimés
Le choix du câble dépend de l'amplitude et de la fréquence du signal qui le traverse. Pour les câbles externes, le blindage est obligatoire (conformément aux exigences du produit) lors de la transmission de signaux de données à une fréquence d'horloge supérieure à 10 kHz. La section de blindage doit être reliée à la terre aux deux extrémités du câble (pour les produits à boîtier métallique) afin d'assurer une protection contre les champs électriques et magnétiques.
Si une mise à la terre séparée est utilisée, connectez-vous à la “ terre du connecteur ” plutôt qu'à la “ terre du circuit ”.”
Pour des fréquences d'horloge comprises entre 10 kHz et 1 MHz, la minimisation du temps de montée du circuit logique permet d'atteindre une couverture optique supérieure à 80% ou une impédance de transfert inférieure à 10 nH/m. Des câbles mieux blindés sont nécessaires pour les fréquences d'horloge supérieures à 1 MHz.
En règle générale, à l'exception des câbles coaxiaux, le blindage des câbles ne doit pas être utilisé comme boucle de signal.
L'insertion de filtres passifs entre les entrées/sorties de signal et la masse/les points de référence permet de réduire les composantes RF, rendant ainsi superflus des blindages de haute qualité et des connecteurs spécifiques. Les câbles blindés de bonne qualité doivent être équipés de connecteurs adaptés.
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