電子設計 - 高速PCB設計に関連する重要な知識共有

の研究で 高速PCB デザイン, 理解され、習得される必要がある多くの知識ポイントがあります, 共通信号完全性など, 反射, クロストーク, パワーノイズ, フィルタリングなど. この記事は10に関連する重要な知識を共有します 高速PCB あなたとデザイン, あなたが学ぶのを助けることを願って.

シグナル完全性

信号完全性（SI）は、伝送路に沿った信号の品質を指し、これは通常の金属ワイヤ、光学装置、または他の媒体であり得る。

単純な導体は、短い距離および低ビットレートで忠実に信号を伝送することができる。

しかし、長距離高ビットレート信号がいくつかの異なる導体を通過する場合、複数の効果が信号の信頼性を低下させることができ、システムまたは装置が適切に動作することができない。

集積回路の出力スイッチング速度とpcb密度の増加に伴い，信号の完全性は高速ディジタルpcb設計において重要である問題の一つとなっている。

コンポーネントとPCBボードのパラメータ、PCBボード上のコンポーネントのレイアウト、高速信号の配線および他の要因は、信号の整合性の問題を引き起こします。

信号の完全性の懸念は、主に、電源におけるリンギング、クロストーク、接地バウンス、スキュー、信号損失およびノイズを含む。

反射

反射は伝送線上のエコーです。信号電力（電圧と電流）のいくつかは、ラインに伝送され、負荷に達するが、いくつかは反映される。

ソースと負荷が同じインピーダンスを持つ場合、反射は起こらない。ソースと負荷との間のインピーダンスの不整合は、電圧のソースをソースに戻す負荷を伴う、オンライン反射に導く。

負荷インピーダンスがソースインピーダンスより小さい場合、反射電圧は負であり、逆に、負荷インピーダンスがソースインピーダンスより大きい場合、反射電圧は正である。

配線形状、不正確なワイヤ終端、コネクタを通る伝送、およびパワープレーンの不連続性の変化は、そのような反射を引き起こすことがある。

クロストーク

クロストークは、2つの信号線の間の結合である。信号線間の相互インダクタンスおよび耐性は、線上のノイズを引き起こす。

容量結合は結合電流につながり，誘導結合は結合電圧に導く。PCB基板層のパラメータ、信号線間の距離、駆動端と受信端の電気的特性およびラインの接続モードは、クロストークに対して一定の影響を与える。

特性インピーダンス

いくつかの概念を明らかにするために、インピーダンス、特性インピーダンス、瞬時インピーダンス、厳密に言えば、それらは異なっているが、すべて同じで、インピーダンスの基本的な定義である

伝送線路の始めの入力インピーダンスはインピーダンスと呼ばれる

信号が随時遭遇する瞬時インピーダンスを瞬時インピーダンスと呼ぶ。

伝送線路が一定の瞬時インピーダンスを有する場合、伝送線路の特性インピーダンスと呼ばれる。

特性インピーダンスは伝送線路に沿って進むときの信号の過渡インピーダンスを記述する。伝送線路における信号の完全性に影響する主要な要因である。

特に指定しない限り、特性インピーダンスは一般に送電線インピーダンスと呼ばれる。

PS：高速PCB設計のために、我々のゴールは信号伝達の間、できるだけ安定してインピーダンスを保つことです

安定した伝送線路の奇形インピーダンス。

パワーインテグリティ

電力完全性（PI）は、電源のソースおよび目的地の電圧および電流が要求を満たすかどうかチェックするために用いる。

パワーインテグリティは、今日の電子製品で非常に重要です。電源の整合性のいくつかのレベルがあります：チップレベル、チップパッケージレベル、ボードレベル、およびシステムレベルです。

その中で、基板レベルの電源の整合性は、以下の3つの要件を満たすべきである。

チップピンの電圧リップルを仕様より小さくする

制御接地リバウンド（同期スイッチングノイズSSN、同期スイッチング出力SSO）

電磁波干渉（EMI）を減らして、電磁両立性（EMC）を維持してください：配電網（PDN）は回路板タイプのコンダクターです、そして、したがって、簡単に送信して、雑音を受けるアンテナ。

電源ノイズ

電力雑音は一種の電磁干渉であり，送信された雑音スペクトルは約10 khz〜30 mhz，最大150 mhzである。

電源ノイズ、特に過渡的ノイズ干渉、その立ち上がり速度、短期間、高電圧振動振幅、RAN

domnessは強いです、マイクロコンピュータとデジタル電気ルーリーは重大な干渉を生じます。

高周波回路では、電源のノイズが高周波信号に明らかな影響を与える。従って、電源の第1の要件は低ノイズである。クリーンフロアはクリーンな電気としてここで重要です。

フィルタ

波フィルタリングは信号の特定の帯域周波数を除去するための操作であり，干渉を抑制し防止する重要な手段である。

パラレルバス

母線は、2つ以上のデバイス間の通信のための共有物理チャネルである。それは信号ケーブルと複数のコンポーネント間の共通の接続のコレクションです。これは、コンポーネント間の情報を送信するために使用されます。

バスは2つのタイプに分けられることができます：1つはパラレルバス、もう一つはシリアルバスです。

パラレルバス：複数のデータを同時に送信することができます、複数の車が並んで運転することができます広い道のように、それは双方向の一方向の分割があります。

シリアルバス

シリアルバス：1つのデータだけを一度に送信することができます。データは次々と送信されなければならず、長いデータ列のように見えます。

トポロジー

トポロジーは、各サイトがネットワークにおいて互いに接続されている形式を指す。PCB設計におけるトポロジーはチップ間の接続関係を指す。

共通のトポロジーには、ポイントツーポイント、デイジーチェーン、リモートクラスタ、スターなどが含まれます。