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PCBニュース - 多層高周波板配線技術

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PCBニュース - 多層高周波板配線技術

多層高周波板配線技術

2021-08-22
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Author:Aure

多層高周波板配線技術

どのように多くの層の高周波板を描くか、中科回路小編はみんなに多層高周波板の配線技術を共有して、みんなの役に立つことを望んでいる。

多層高周波板は、高集積度と高配線密度を有することが多い。多層回路基板の使用は配線に必要なだけでなく、干渉を低減する有効な手段でもある。PCB配置段階では、一定層数のプリント基板サイズを合理的に選択し、中間層を十分に利用して遮蔽を設置することができ、よりよく近接接地を実現し、寄生インダクタンスを効果的に低減し、信号伝送長を短縮するとともに、高周波回路の信頼性を大幅に向上させた。

同じ材料を使用する場合、4層基板のノイズは両面基板のノイズより20 dB低い。しかし、一つの問題もある。PCB高周波板(多層高周波板)の数が高いほど、製造プロセスが複雑になり、単位コストも高くなる。このため、PCBレイアウトPCB回路基板(多層高周波板)を行う際には、適切な層数を選択するほか、合理的な素子レイアウト計画を行い、正しい配線規則を用いて設計を完了する必要がある。高周波回路素子のピン間の交互のリード層は少ない方が良い。「リード線の層間交互が少ない方が良い」とは、素子接続中に使用されるビアが小さいほど良いことを指す。1つのビアは0.5 pFの分散容量をもたらし、ビアの数を減らすことで速度を大幅に向上させ、データエラーの可能性を下げることができる。高周波回路素子のピン間のリード線は短いほど良い。信号の放射強度は信号線のトレース長に比例する。高周波信号リード線が長いほど、それに近い部品に結合しやすくなる。そのため、クロック、水晶発振器、DDRデータ、LVDS線、USB線、HDMI線などの信号には、高周波信号線ができるだけ短いことが要求される。高速電子デバイスのピン間のリード曲がりは少ない方が良い。高周波回路配線のリードは全直線を採用することが好ましく、これは回転する必要がある。45度の破線または円弧を介して回転することができます。この要件は、低周波回路における銅箔の固定強度を高めるためだけに使用され、高周波回路においては、この要件が満たされています。1つの要件は、高周波信号の外部送信および相互結合を低減することができる。注意信号線の近距離平行導入の「クロストーク」高周波回路配線は、信号線の近距離平行配線導入の「クロストーク」に注意すべきである。クロストークとは、直接接続されていない信号線間の結合現象を指す。高周波信号は伝送路に沿って電磁波の形で伝送されるため、信号線はアンテナとして機能し、電磁界のエネルギーは伝送路の周囲で放出される。信号間の電磁場の相互結合により、望ましくないノイズ信号が生成される。これを漫才と言います。PCBボード(多層高周波板)層のパラメータ、信号線のピッチ、駆動端と受信端の電気特性及び信号線の終端方法はクロストークに一定の影響を与える。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は、配線時にできるだけ以下の点を行う必要がある:1。できるだけ低圧差分クロック信号を採用し、高周波信号クロックは地面を包み、地面を打つ完全性に注意する。2.同一層における平行配線がほとんど避けられない場合、隣接する2層において、配線の方向は互いに垂直でなければならない。3.配線空間が許可されている場合、クロストークが深刻な2本の導線の間に接地線または接地平面を挿入し、隔離の役割を果たし、クロストークを減らすことができる、4.配線空間が許可されている場合、隣接信号線間の間隔を増やし、信号線の平行長を減らし、クロック線を平行ではなく、できるだけ重要信号線に垂直にする。5.信号線の周囲の空間に時変電磁場が存在する場合、平行分布を避けることができない場合、平行信号線の向こうに大面積の「地」を配置して、干渉を大幅に減らすことができる、6.デジタル回路において、通常のクロック信号は、大きな外部クロストークを有する高速エッジ変化を有する信号である。したがって、設計では、クロック線は接地線に囲まれ、より多くの接地孔を使用して分布容量を減少させ、クロストークを減少させるべきである。7.未使用の入力端子をサスペンドするのではなく、サスペンドされた電線が送信アンテナに相当する可能性があり、接地すると送信が抑制されるため、電源に接地または接続する(電源も高周波信号回路で接地される)。実践により、この方法でクロストークを解消することは、すぐに効果があることが証明された。


多層高周波板配線技術

5.配線形成ループを回避様々な高周波信号トレースはできるだけループを形成しないべきである。これが避けられないなら、リングの面積はできるだけ小さくすべきだ。集積回路ブロックの電源ピンに高周波デカップリングキャパシタを追加し、近くの各集積回路ブロックの電源ピンに高周波デカップリングキャパシタを追加する。電源ピンの高周波デカップリングキャパシタを追加することで、高周波高調波による電源ピンへの干渉を効果的に抑制することができる。高周波デジタル信号接地線とアナログ信号接地線を分離アナログ接地線、デジタル接地線などが共通接地線に接続されている場合、高周波チョーク磁気ビーズを使用して接続または直接隔離し、適切な場所を選択して単点相互接続を行う。高周波デジタル信号の接地線の接地電位は通常一致しない。両者の間にはしばしば一定の電圧差が直接存在する。また、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。デジタル信号地線とアナログ信号地線が直接接続されると、高周波信号の高調波が地線結合を通じてアナログ信号に干渉する。そのため、通常の場合、高周波デジタル信号の地線とアナログ信号の地線は分離され、適切な位置で単点相互接続方法を使用することも、高周波チョークコイル磁気ビーズ相互接続方法を使用することもできる。良好な信号インピーダンス整合は多層高周波板信号伝送過程において、インピーダンスが整合しない場合、信号は伝送路で反射し、反射は合成信号がオーバーシュートを形成し、信号が論理閾値付近で変動することを招くことを保証しなければならない。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整合を良好にすることです。負荷インピーダンスと伝送路の特性インピーダンスとの差が大きいほど反射が大きくなるので、信号伝送路の特性インピーダンスをできるだけ負荷インピーダンスに等しくすべきである。同時に、PCB(多層高周波板)上の伝送路に突然の変化や角があってはならないことに注意し、伝送路の各点のインピーダンスが連続しているようにしてください。そうしないと、伝送路の各段の間に反射があります。このため、高速PCB(多層高周波板)を配線する際には、以下の配線規則を遵守しなければならない:1。USB配線規則。USB信号差分布線、線幅10 mil、線間隔6 mil、アース線と信号線間隔6 mlが必要である、2.HDMI配線規則。HDMI信号差分経路、線幅10 mil、線間隔6 milが必要で、2組のHDMI差分信号対間隔は20 milを超えている、3.LVDS配線規則。LVDS信号の差動経路、線幅7 mil、線間隔6 milが必要で、HDMIの差動信号インピーダンスを100+-15%オームに制御することを目的としている、4.DDR配線規則。DDR 1トレースは、信号ができるだけ穴を通らないことを要求し、信号線は等しい幅を持ち、線間隔は等しい。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原理を満たさなければならない。DDR 2以上の高速デバイスには、高周波データも必要である。これらの線の長さは等しく、信号のインピーダンス整合を確保します。