1 - POSITIONNEMENT DU PROBLÈME

2 - CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES DES INTERCONNEXIONS

• 2.1 - Boîtiers des composants électroniques
  Figure 3 - Vue schématique d’un composant en boîtier CMS de type QFN Tableau 1
• 2.2 - Le circuit imprimé et ses caractéristiques électriques
  Figure 4 - Coupe schématique d’un circuit imprimé Figure 5 - Schéma équivalent basse fréquence d’une piste de circuit imprimé Figure 6 - Structures microstrip et stripline des pistes d’interconnexion d’un circuit imprimé Figure 7 - Capacité des pistes du circuit imprimé pour les structures microstrip et stripline selon l’IPC-2251 Figure 8 - Inductance d’une piste de circuit imprimé Figure 9 - Vues schématiques d’un via Figure 10 - Effet des caractéristiques LC d’une interconnexion (piste de cuivre) sur la forme du signal transmis Figure 11 - Condition de régime ligne de transmission pour des pistes microstrip sur circuit imprimé à diélectrique FR4 Figure 12 - Réflexions multiples sur une piste de circuit imprimé reliant deux composants ayant des impédances d’entrée et de sortie différentes entre elles et différentes de l’impédance de la piste, entraînant la déformation des signaux Figure 13 - Résistance par unité de longueur de piste de circuits imprimés en fonction de la fréquence Figure 14 - Pertes métalliques et diélectriques en fonction de la fréquence pour des pistes microstrip de circuit imprimé d’impédance 50 ohms avec diélectrique FR4 Tableau 2 Tableau 3

3 - INTÉGRITÉ DE SIGNAL DES CARTES ÉLECTRONIQUES

• 3.1 - Limitation des réflexions parasites
  Figure 15 - Schéma des pistes signal simple et expressions approchées de leur impédance Figure 16 - Schémas des pistes pour signaux différentiels et expressions approchées des impédances différentielles Figure 17 - Schéma d’adaptation pull-down (a) et pull-up (b) Figure 18 - Schéma d’adaptation Thévenin Figure 19 - Schéma d’adaptation RC Figure 20 - Schéma d’adaptation série Figure 21 - Schéma d’adaptation pour des pistes véhiculant des signaux différentiels Figure 22 - Impédance vue en début de ligne
• 3.2 - Réduction de la diaphonie
  Figure 23 - Diaphonie capacitive Figure 24 - Diaphonie inductive Figure 25 - Diaphonie mixte : schéma équivalent Figure 26 - Extraction des paramètres R, L, C, G de deux lignes couplées longues de 20 cm (exemple obtenu avec le logiciel CST PCB Design Studio) Figure 27 - Diaphonie par retour de courant commun Figure 28 - Passage d’une piste signal au-dessus d’une ouverture dans un plan de masse Figure 29 - Signaux de couplage suite à un échelon de tension sur la piste active Figure 30 - Formes d’ondes transmises et couplées sur une structure de deux pistes microstrip couplées obtenues en simulation avec le logiciel CST PCB Studio
• 3.3 - Stabilité des tensions d’alimentation et des niveaux de référence
  Figure 31 - Courant de commutation Figure 32 - Schéma électrique d’une broche de sortie d’un composant numérique Figure 33 - Amplitude des bruits de masse mesurés sur des broches de sortie non actives de trois composants dont une ou plusieurs broches de sortie commutent Figure 34 - Découplage
• 3.4 - Liaisons à très haut débits
  Figure 35 - Principe de l’égalisation dans le domaine fréquentiel Figure 36 - Schéma de principe d’une liaison SerDes Figure 37 - Exemple d’un diagramme de l’œil d’une liaison sur circuit imprimé à 1 Gbits/s
• 3.5 - Importance des composants passifs discrets
  Figure 38 - Vue d’un condensateur CMS classique et modèles électriques équivalents Figure 39 - Vue d’une inductance CMS classique et modèles électriques équivalents Figure 40 - Vue d’un composant ferrite CMS et schéma électrique équivalent utilisé pour la simulation SPICE Figure 41 - Vue d’une résistance CMS classique et modèles électriques équivalents

4 - CEM DES CARTES

• 4.1 - Phénomènes concernés
  Figure 42 - Marges de bruit d’un composant numérique
• 4.2 - Conduction
  Figure 43 - Forme normalisée au sens de la norme CEI 61000-4-2 de la décharge électrostatique appliquée sur le produit testé (d’après le dessin de la norme) Figure 44 - Effet indirect d’une décharge électrostatique : couplage par induction
• 4.3 - Rayonnement
  Figure 45 - Rayonnement d’un conducteur linéique court Figure 46 - Représentation schématique d’antennes dipôles Figure 47 - Équivalence entre antenne fente et antenne dipôle Figure 48 - Comparaison des rayonnements de modes commun et différentiel pour les signaux numériques Figure 49 - Filtrage de la tension de mode commun.

5 - PRISE EN COMPTE DANS LA CONCEPTION DES CARTES

• 5.1 - CAO des cartes
  Tableau 4
• 5.2 - Simulation
  Figure 50 - Les simulations électriques dans le contexte du développement des cartes électroniques Figure 51 - Schéma équivalent d’une broche de sortie et d’une broche d’entrée au sens de la norme IBIS
• 5.3 - Méthodologie
  Figure 52 - Flot méthodologique de développement d’une carte avec analyses d’IS/IP/CEM Figure 53 - Simulation en Front-End d’une liaison mettant en jeu deux composants et une piste de circuit imprimé

6 - CONCLUSION