Intégrité du signal : compatiblité électromagnétique dans les interconnexions haut débit

Auteur(s) :

Ndagijimana, Fabien (1962-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Pour optimiser les circuits, sont présentés les outils qui aident à comprendre les perturbations électromagnétiques et à maîtriser la distorsion des signaux liés aux interconnexions.

Contributeur(s)
- Castanié, Francis.
Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2014
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (176 p.) : illustrations en noir et blanc ; 24 x 16 cm
Collections
- Traitement du signal et de l'image
Sujet(s)
ISBN
- 978-1-78405-024-5
Indice
- 621.51 Électronique, électromagnétisme
Quatrième de couverture
- Intégrité du signal présente les outils permettant de comprendre les perturbations électromagnétiques et de maîtriser la distorsion des signaux lors de leur propagation sur les interconnexions, du câble au circuit intégré, en passant par les connecteurs, le circuit imprimé (PCB) et les boîtiers.
  Cet ouvrage traite des techniques spécifiques d'analyse et de mesure nécessaires au contrôle et à l'optimisation des circuits, particulièrement lorsque les bandes de fréquences atteignent les radiofréquences. Ces techniques incluent la modélisation électromagnétique des interconnexions, la conception en impédance contrôlée, la mesure par réflectométrie temporelle ou par paramètres S.
  Il s'adresse aux concepteurs des circuits et systèmes haut débit, dans lesquels les problèmes de propagation et de diaphonie deviennent trop importants pour atteindre les performances attendues.
Tables des matières
- - Intégrité du signal
  - Fabien Ndagijimana
  - iSTE
  - Introduction11
  - Chapitre 1. Dégradation du temps de montée dans les interconnexions15
  - 1.1. Problèmes de propagation dans les interconnexions15
  - 1.1.1. Evolution des circuits numériques15
  - 1.1.2. Evolution des signaux dans les interconnexions17
  - 1.1.3. Temps de propagation sur les interconnexions18
  - 1.1.3.1. Retard de propagation dans les circuits intégrés19
  - 1.1.4. Encombrement spectral des signaux20
  - 1.2. Comportement des composants en hautes fréquences21
  - 1.2.1. Comportement des fils de liaison22
  - 1.2.2. Comportement d'une résistance en RF22
  - 1.2.3. Comportement d'une inductance en RF23
  - 1.2.4. Comportement d'une capacité en RF24
  - 1.2.5. Effets des pertes dues aux conducteurs : effet de peau25
  - 1.3. Conséquence sur la transmission des signaux dans les interconnexions27
  - 1.3.1. Filtrage par le canal de transmission27
  - 1.3.2. Dégradation du temps de montée dans un canal à bande limitée28
  - 1.3.3. Exemple d'un filtre RC passe-bas du 1^er ordre29
  - 1.3.4. Effets des pertes résistives par effet de peau30
  - 1.3.5. Temps de montée de circuits en cascade32
  - 1.3.6. Critère de qualité de transmission : diagramme de l'oeil33
  - 1.4. Mesure du temps de montée34
  - 1.4.1. Différentes définitions du temps de montée34
  - 1.4.2. Principe de mesure34
  - 1.4.3. Effet de la sonde de mesure35
  - 1.5. Conclusion36
  - Chapitre 2. Modélisation électromagnétique des interconnexions37
  - 2.1. Modélisation globale de l'intégrité du signal37
  - 2.1.1. Modèles ICEM et ICIM37
  - 2.1.2. Modèles IBIS38
  - 2.1.3. Caractéristiques I/V des buffers39
  - 2.2. Modèle RC des interconnexions40
  - 2.2.1. Modèle RC41
  - 2.2.2. Constante d'Elmore41
  - 2.3. Modélisation capacitive et inductive42
  - 2.3.1. Modélisation capacitive43
  - 2.3.2. Modélisation inductive44
  - 2.3.2.1. Inductance au sens de Maxwell45
  - 2.3.2.2. Inductance au sens de Kirchoff45
  - 2.3.3. Application aux circuits d'interconnexion46
  - 2.3.3.1. Inductance et capacité linéiques47
  - 2.3.3.2. Inductance et capacité de couplage47
  - 2.4. Modélisation LC de ligne48
  - 2.5. Application aux boîtiers et MCM52
  - 2.5.1. Différents types de boîtiers52
  - 2.5.2. Les boîtiers multipuces (MCM)53
  - 2.5.3. Modélisation LC des boîtiers54
  - 2.5.4. Simulations électromagnétiques 2.5D et 3D57
  - 2.6. Conclusion59
  - Chapitre 3. Interconnexions à impédance contrôlée61
  - 3.1. Pourquoi contrôler l'impédance ?61
  - 3.1.1. Effet de la longueur de l'interconnexion62
  - 3.1.2. Classification des interconnexions par le signal véhiculé65
  - 3.2. Influence du temps de montée sur la dégradation des signaux66
  - 3.3. Modèle d'interconnexion à impédance contrôlée67
  - 3.3.1. Impédance caractéristique : définition68
  - 3.3.2. Configuration d'interconnexions à impédance contrôlée68
  - 3.4. Interconnexions au niveau du circuit imprimé70
  - 3.4.1. Interconnexions sur PCB70
  - 3.4.2. Transition entre les lignes et discontinuité72
  - 3.4.2.1. Transition coaxial/microruban72
  - 3.4.2.2. Transition sur PCB à PCB73
  - 3.4.3. Extraction des valeurs du schéma équivalent74
  - 3.5. Contrôle d'impédance pour une configuration microruban76
  - 3.5.1. Effet de la permittivité effective76
  - 3.5.2. Contraintes sur un circuit numérique typique76
  - 3.5.3. Effet de l'épaisseur du ruban ou de la résine de protection78
  - 3.6. Analyse de la propagation dans les interconnexions79
  - 3.6.1. Réflexion et transmission sur une terminaison79
  - 3.6.2. Réflexion et transmission lors d'une rupture d'impédance80
  - 3.6.3. Réflexion et transmission sur un bus81
  - 3.6.4. Adaptation des lignes82
  - 3.7. Conséquence sur la configuration des bus de données83
  - 3.8. Application à la distribution d'horloge84
  - 3.9. Conclusion86
  - Chapitre 4. Modes de propagation dans les interconnexions87
  - 4.1. Modèle de ligne de transmission87
  - 4.1.1. Modes de propagation sur les lignes88
  - 4.1.1.1. Mode TEM pur sans pertes88
  - 4.1.1.2. Mode quasi-TEM (avec pertes métalliques)88
  - 4.1.1.3. Mode quasi-TEM (avec pertes métalliques et les pertes diélectriques)89
  - 4.2. Modes de propagation dans les circuits intégrés90
  - 4.2.1. Mode quasi-TEM91
  - 4.2.2. Mode d'effet de peau92
  - 4.2.3. Mode d'onde lente93
  - 4.2.4. Zone de transition94
  - 4.3. Equation de propagation sur les lignes de transmission95
  - 4.3.1. Equation de propagation96
  - 4.3.2. Impédance ramenée99
  - 4.3.3. Comportement interconnexion en fonction de la longueur et des charges100
  - 4.3.4. Cas des lignes électriquement courtes101
  - 4.4. Conclusion101
  - Chapitre 5. Technique de test et paramètres S103
  - 5.1. Définition des paramètres mesurés en hautes fréquences103
  - 5.1.1. Réflexion et transmission103
  - 5.1.2. Coefficient de réflexion et ROS sur les interconnexions105
  - 5.2. Principe des paramètres S106
  - 5.2.1. Définitions106
  - 5.2.2. Impédance d'entrée d'un circuit terminé par une impédance108
  - 5.3. Mesure des paramètres S109
  - 5.3.1. Calibrages standards d'un analyseur vectoriel110
  - 5.3.2. Calibrage Short, Open, Load, Thru (SOLT)110
  - 5.3.3. Calibrage TRL112
  - 5.3.4. Technique de mesure one port113
  - 5.4. Mesure d'impédance caractéristique de ligne114
  - 5.4.1. Méthode du court-circuit et circuit ouvert114
  - 5.4.2. Méthode de la ligne chargée par R0116
  - 5.4.3. Ligne équivalente à partir des paramètres S117
  - 5.5. Mesure de la capacité de ligne117
  - 5.5.1. Méthode du circuit ouvert et court-circuit118
  - 5.5.2. Mesure avec la méthode de la ligne chargée118
  - 5.6. Composants sur PCB et techniques de déembeding119
  - 5.6.1. Mesure d'une impédance sur PCB119
  - 5.6.2. Matrices chaînes T et C120
  - 5.6.3. Matrice ABCD d'une ligne de transmission121
  - 5.6.4. Procédure de deembeding123
  - 5.7. Caractérisation des matériaux diélectriques pour les interconnexions125
  - 5.7.1. Méthode de la capacité MIM pour les isolants dans les technologies intégrées125
  - 5.7.2. Permittivité effective d'une ligne de transmission127
  - 5.7.3. Cas de la ligne microruban, triplaque ou coplanaire128
  - 5.8. Conclusion129
  - Chapitre 6. Analyse par la réflectométrie temporelle131
  - 6.1. Principe de la réflectométrie temporelle131
  - 6.2. Réflexion et transmission de la tension132
  - 6.2.1. Les tensions observables133
  - 6.2.2. Effets des réflexions multiples dans les circuits haut débit135
  - 6.3. Mesure d'impédance caractéristique135
  - 6.3.1. Mesure d'impédance avec un générateur d'impulsions135
  - 6.3.2. Mesure d'impédances avec un échelon137
  - 6.3.3. Cas d'impédances en cascade138
  - 6.4. Réflexion sur des charges réactives139
  - 6.5. Extraction de schémas équivalents140
  - 6.5.1. Définition du schéma équivalent140
  - 6.5.2. Extraction d'une discontinuité ou d'un composant inductif142
  - 6.5.3. Cas d'une discontinuité ou d'un composant capacitif144
  - 6.5.4. Cas d'une inductance série et d'une capacité parallèle147
  - 6.6. Discontinuités en cascade148
  - 6.6.1. Résolution spatiale148
  - 6.6.2. Exemple d'extraction d'inductance et de capacité149
  - 6.7. Conclusion150
  - Chapitre 7. Interférences et diaphonie dans les interconnexions153
  - 7.1. Couplage et interférences dus au substrat153
  - 7.1.1. Modèle ICEM pour le couplage substrat154
  - 7.1.2. Anneau de garde et caisson d'isolation156
  - 7.2. Théorie du couplage entre lignes156
  - 7.2.1. Modèle du couplage entre lignes157
  - 7.2.2. Signaux de couplage sur les terminaisons161
  - 7.2.3. Modèle de couplage dans les interconnexions sur PCB161
  - 7.2.4. Signaux de paradiaphonie (NEXT) et de télédiaphonie (FEXT) sur PCB165
  - 7.3. Application aux câbles, bus et connecteurs haut débit166
  - 7.3.1. Contraintes dans les bus haut débit166
  - 7.3.2. Normalisation des câbles de transmission de données168
  - 7.3.3. Catégories des systèmes Ethernet haut débit169
  - 7.4. Conclusion171
  - Bibliographie173
  - Index175
Origine de la notice:
- Electre