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マイクロ波技術

マイクロ波技術 - 高周波と高速PCBボードを配線する方法?どのようなスキルとルールは何ですか?

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マイクロ波技術 - 高周波と高速PCBボードを配線する方法?どのようなスキルとルールは何ですか?

高周波と高速PCBボードを配線する方法?どのようなスキルとルールは何ですか?

2021-08-24
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Author:Belle

高周波プリント基板回路基板 1 GHz以上の周波数で, 様々な物理的性質に対する非常に高い要求性, 精度, 技術パラメータ. 自動車の衝突防止システムでよく使われる, 衛星システム, 電波系統. 高周波 PCBボード 配線の重要なリンクです, 高周波および高速動作に直接影響するもの. 今日は高周波・高速配線についてお話します PCBボードs.

高周波はどのようにすべきか 回路基板 有線である?
高周波の配線に特に注意を払う 回路基板s. マイクロ波技術の基礎知識に基づいて, 信号の波長が伝送線路の長さに比例するのに十分小さいとき, 従来の集中回路方式による回路解析はできない, しかし、フィールドを使用して理論解析, これが送電線理論だ. もちろん, 平常に, 我々が設計する回路の信号周波数は、あまり高くありません. 波長=信号伝送速度/信号周波数. 一般に, 信号の伝送速度は伝送媒体の誘電率に関係する. 信号伝送速度を光の速度として設定した方がよい. 3*10^8m/s (actually less than) For 300Mhz signals, 波長は1 m, 通常、 PCBボード 1 mに達しません. 低周波数の信号についてはあまり心配する必要がないことが分かる.


高周波プリント基板


何が 高周波PCB 配線要件?
高周波の信号周波数 PCBボード 高いです, 信号の反射を減らすために, 伝送線路にはインピーダンス整合が必要である. 一般に, シングルエンドラインはリモートマッチングまたは端末マッチングに使用できます, そして、差動信号は、通常、端子12の近傍の差動ラインの間でブリッジされる. 抵抗整合. 私の最近の話題は, 差動線路上のLVDS信号の送信は、インピーダンス整合のために100Ωの抵抗器を受信端部に配置する必要がある. 伝送線の知識によると, 差動線の特性インピーダンスは100Ωでなければならない. この理由から, 差動線の線幅および線間隔は厳しい要件を有する. 差動線路の特性インピーダンスは基板の誘電率に関係する, 基板の厚さ, 銅線の厚さ, 差動線の線幅, 差動線の線距離, 基板のグリーンオイルの厚さ, etc. 計算式もかなり複雑です.

通信高周波板

高周波回路基板配線技術
1. 高周波回路装置のピン間でリード層がより少なくなる, より良い

いわゆる「リード線の層間交替がより少なく、より良い」とは、部品接続プロセスで使用されるより少ないビア(ビア)がよりよいことを意味する。ビアは約0.5 pFの分散キャパシタンスをもたらすことができ、ビアの数を減らすことによって速度を大幅に増加させ、データエラーの可能性を減らすことができる。

2 .高速電子デバイスのピン間のリードは、できるだけ曲げられるべきである

高周波回路配線のリード線は、完全な直線を採用するのに最適であり、これを回す必要がある。それは、45度の折れた線または円弧によって回されることができます。この要求は、低周波回路において銅箔の固定強度を向上させるためだけであり、高周波回路ではこの要件が満たされる。一つの要求は、高周波信号の外部発光および相互結合を低減することができる。

(3)高周波回路装置のピン間のリードをより短くすること

信号の放射強度は、信号線のトレース長に比例する。高周波信号が長ければ長いほど、それに近い成分に容易に結合することができる。したがって、クロック、水晶発振器、DDRデータ、LVDS線、USB線、HDMI線および他の高周波信号線のような信号のために、できるだけ短い必要がある。

高周波PCB基板配線規則
First, 高周波 PCBボード 配線 needs to pay attention to the "crosstalk" introduced by the close parallel routing of the signal line
High-frequency circuit wiring should pay attention to the "crosstalk" introduced by the close parallel routing of signal lines. クロストークは直接接続されていない信号線間の結合現象を指す. 高周波信号は伝送線路に沿って電磁波の形で伝送されるので, 信号線はアンテナとして機能する, そして、電磁場のエネルギーは送電線のまわりで放出されるでしょう. 信号間の電磁界の相互結合により望ましくないノイズ信号が生成される. Called crosstalk (Crosstalk). PCB層のパラメータ, 信号線の間隔, 駆動端と受信端の電気的特性, そして、信号線終了方法は、漏話に対する確かな影響を有する. したがって, 高周波信号のクロストークを低減するために, 配線時にはできるだけ以下のことを行う必要がある。

高周波プリント基板

(1)配線スペースが許容されると、2本のワイヤの間に接地線またはグランドプレーンを挿入し、より深刻なクロストークを有することができ、これは分離の役割を果たし、クロストークを低減することができる。

(2)信号線を囲む空間内に時変電磁場が存在する場合、並列分布を回避できない場合には、並列信号線の反対側に「グランド」の大面積を配置して干渉を大幅に低減することができる。

(3)配線スペースが許容できれば、隣接する信号線間の間隔を大きくし、信号線の平行長を短くし、並列の代わりにキー信号線に垂直にする。

(4)同一層内の平行配線がほぼ避けられない場合、隣接する2層で配線の方向を直交させる必要がある。

(5)デジタル回路では、通常のクロック信号は、高速なエッジ変化を伴う信号であり、外部のクロストークが大きい。したがって、設計において、クロック線は接地線によって囲まれていなければならない。そして、より多くの接地ワイヤ・ホールは分配容量を減らすために用いるべきである。そして、それによって、漏話を減らす

(6)高周波信号クロックについては、低電圧差動クロック信号を使用してグランドモードをラップし、グランドパンチングの整合性に着目する。

(7)未使用の入力端子をサスペンドしてはならないが、これを接地したり、電源に接続する(電源も接地されている)。この方法を用いてクロストークを除去することにより、即時の結果をもたらすことがある。

6層混合圧力ロジャース高周波ボード

2. Isolate the ground wire of the high-frequency digital signal from the ground wire of the analog signal
When the analog ground wire, デジタルグラウンドワイヤー, etc. パブリックグランドワイヤーに接続されています, 高周波チョーク磁気ビーズを使用して、単一点相互接続のための適切な場所を接続または直接分離して選択する. 高周波デジタル信号の接地線の接地電位は、一般的に矛盾している. その二つの間にはしばしばある電圧差がある. Moreover, 高周波デジタル信号の接地線は、高周波信号の非常に豊富な高調波成分を含むことが多い. デジタル信号接地線とアナログ信号接地線が直接接続されるとき, 高周波信号の高調波は、接地線結合を介してアナログ信号と干渉する. したがって, 平常に, アナログ信号の高周波デジタル信号と接地線の接地線は隔離される, そして、適切な位置で単一点相互接続方法を使用することができる, あるいは、高周波チョーク磁気ビーズ相互接続の方法を使用することができる.

3. Add high-frequency decoupling capacitor to the power supply pin of the integrated circuit block
A high-frequency decoupling capacitor is added to the power supply pin of each integrated circuit block nearby. 電源ピンの高周波デカップリングコンデンサを増加させることによって、電源ピン20上の高周波高調波に起因する干渉を効果的に抑制することができる.

フォース, it is necessary to ensure good signal impedance matching
In the process of signal transmission, インピーダンスが合わないとき, 信号は、伝送路12に反映される, そして、反射は合成されたシグナルにオーバーシュートを形成させます, 信号が論理しきい値の近くで変動する原因となる.

反射を除去する基本的な方法は、送信信号のインピーダンスによく一致することである. 負荷インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとの差が大きいので, 反射が大きい, したがって、信号伝送線路の特性インピーダンスは、できるだけ負荷インピーダンスに等しくされるべきである. 同時に, PCB上の伝送線が突然の変化または角を持つことができないことに注意してください, そして、伝送線路の各点のインピーダンスを連続的に保つようにしてください, そうでなければ、送電線の様々なセクション間に反射が生じる. これは 高速PCB wiring, 以下の配線規則を観察しなければならない。

ロジャース高周波ボード

1)lvds配線ルール。LVDS信号差動跡、線幅7 mil、線距離が6 milであることを必要とします、目的は100 + 15 %オームにHDMIの差動信号インピーダンスを制御することです;

2)USB配線ルール。USB信号差動ルーティング、線幅10 mil、線間隔6 mil、接地線および信号線間隔6 milを必要とする

3)HDMI配線規則。HDMI信号差動ルーティングは必要であり、ライン幅は10 milであり、ライン間隔は6 milであり、それぞれの2組のHDMI差動信号対間の間隔は20ミルを超えている

(4)DDR配線規則。DDR 1トレースは、できるだけ多くのホールを通過しない信号を必要とします、信号線は等しい幅の、そして、線は等しく間隔をあけられます。トレースは信号間のクロストークを低減するために2 w原理を満たす必要がある。以上のDDR 2の高速デバイスには、高周波データも必要となる。信号は、信号のインピーダンス整合を確保するために長さが等しい。

以上が配線規則の詳細な説明である, wiring skills and how to wire the 高周波高速基板. 注意を払って、回避するだけで、信号伝送の完全性を維持することができて、接地線分割に起因する「地面バウンス現象」を防ぐことができます. "