PCBニュース - 高速に関する質疑応答​​PCB設計概念

為す 高速PCB設計, まず、次の基本的な概念を理解する必要があります, 基礎はどれですか.

1. What is electromagnetic interference (EMI) and electromagnetic compatibility (EMC)?
(（電磁妨害）), 干渉波と放射妨害波の2種類がある. Conducted interference refers to the coupling (interference) of signals on one electrical network to another electrical network through a conductive medium. Radiated interference refers to the interference source coupling (interference) its signal to another electrical network through space. イン 高速PCB システムデザイン, 高周波信号線, 集積回路ピン, 各種コネクタ, etc. アンテナ特性を有する放射干渉源となる, 電磁波を発することができ、システム内の他のシステムまたは他のサブシステムに影響を及ぼすことができる. 標準作業.
1970年代半ばの電子システムにおける雑音低減技術の出現以来, 1990年の米国連邦通信委員会および1992年の欧州連合が商業用デジタル製品に対する規制を提案したことによる. これらの規則は、会社が彼らの製品が厳しい磁化率に従うことを確実とするのを必要とします. とガイドラインを起動. Products that comply with these regulations are called EMC (Electromagnetic Compatibility).

2.シグナル完全性とは?
シグナル完全性は信号線上の信号の品質を意味する. 良好な信号完全性を有する信号は、それが必要なときに到達しなければならない電圧レベルの値を有することを意味する. 貧弱なシグナル完全性は、一つの要因によって引き起こされません, しかし、ボードレベルのデザインの複数の要因. 主な信号の整合性の問題は、反射を含む, 振動, グラウンドバウンス, クロストーク, etc.
Common signal integrity problems and solutions
problem
Possible Causes
Solution
Other solutions
Overshoot
Terminal impedance mismatch
Terminal termination
Use a drive source with a slow rise time
The DC voltage level is not good
Online load is too large
Replace DC load with AC load
Terminate at the receiving end, rewire or check the ground plane
Excessive crosstalk
Too much coupling between lines
Use a send driver with a slow rise time
Use a drive source that can provide a larger drive current
Too much time delay
Transmission line distance is too long
Replace or renew the line, check the serial termination
Use the driving source of impedance matching, change the wiring strategy
oscillation
Impedance mismatch
Connect the damping resistor in series when sending off

3.何が反射?
反射は伝送線上のエコーである. Part of the signal power (voltage and current) is transmitted to the line and reaches the load, しかし、部分は反映されます. ソース端および負荷端が同じインピーダンスを有する場合, 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不整合がライン上の反射を引き起こす, そして、負荷は電圧の一部をもとに戻す. 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, 反射電圧は負である. 反対に, 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. 配線形状などの要因の変化, 不正なワイヤ終端, コネクタの透過, そして、パワープレーンの不連続は、すべてこのような反射を引き起こすことができます.

4. クロストークとは?
クロストークは2つの信号線の間の結合である, そして、信号線間の相互インダクタンスおよび相互キャパシタンスは、線上のノイズを引き起こす. 容量結合は結合電流を誘導する, 誘導結合は結合電圧を誘導する. PCB層のパラメータ, 信号線間隔, 駆動端と受信端の電気的特性, そして、線終端方法は、すべて、漏話に対する確かな影響を有する.

5. オーバーシュートとアンダーシュートとは?
オーバーシュートは、最も高い電圧を意味する立ち上がりエッジのための設定電圧を超える最初のピークまたは谷であり、立ち下がりエッジについては、最も低い電圧を指す. アンダーシュートは次の谷またはピークを指す. 過度のオーバーシュートは、保護ダイオードが動作する原因になります, 早期失敗へ導く. Excessive アンダーシュート can cause false clock or data errors (misoperation).

6. リングと丸めは何ですか?
振動の現象はオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返す. 信号発振と周囲振動は、ライン上の過度のインダクタンスおよびキャパシタンスに起因する. 振動は減衰状態にあり，周辺振動は過減衰状態に属する. 信号完全性問題は周期的信号で通常起こる, 時計のような. 発振とサラウンド振動は反射のような多くの要因によって引き起こされる. 適切な終了によって発振を低減できる, しかし、それを完全に除去することは不可能です.

7. 接地面跳ね騒音と戻り騒音とは何か?
回路に大電流サージがあるとき, it will cause ground plane bounce noise (referred to as ground bounce). 例えば, 多数のチップ出力が同時にオンにされるとき, 大きな過渡電流がチップと基板の電力面を流れる., チップパッケージとパワープレーンのインダクタンスと抵抗は、電源ノイズを引き起こす, which will produce voltage fluctuations and changes on the real ground plane (0V). このノイズは他のコンポーネントの動作に影響する. 負荷容量の増加, 負荷抵抗の減少, 接地インダクタンスの増加, そして、同時にスイッチングデバイスの数の増加は、すべての接地バウンスの増加につながる.
Due to the division of the ground plane (including power and ground), 例えば, グランドプレーンはデジタルグラウンドに分割される, アナロググラウンド, 遮蔽地盤, etc., デジタル信号がアナロググラウンド領域に行くとき, グランドプレーンリターンノイズが発生します. 同様に, パワー層は、2に分けることもできる.5 V, 3.3 V, 5 V, etc. したがって, マルチ電圧 PCB設計, 地面のバウンスノイズとリターンノイズは、特別な注意を必要とする.

8. 時間領域と周波数領域の違いは何か?
時間領域は、時間に基づいて電圧または電流変化のプロセスである, オシロスコープで観察できる. それは通常、遅延を見つけるために使用されます, スキュー, オーバーシュート, undershoot, そして、ピンからピンまでの時間を設定する.
周波数領域は、周波数に基づく電圧または電流変化のプロセスである, スペクトルアナライザで観測できる. それは、波形とFCCと他のEMI制御限界の間の比較のために一般に使われます.

9. インピーダンスとは?
Impedance is the ratio of the input voltage to the input current on the transmission line (Z0=V/I). ソースが行にシグナルを送信すると, it will prevent it from driving until 2*TD, ソースは変更を見ません, where TD is the line delay (delay).

10. 整定時間?
整定時間は、発振信号が所定の最終値に安定するまでの時間である.

11.What is the pin-to-pin delay (delay)?
ピン対ピン遅延は、ドライバの状態の変化と受信機の状態の変化との間の時間を指す. これらの変化は、通常、与えられた電圧の50 %で起こる. The minimum delay occurs when the output first crosses the given threshold (threshold), and the maximum delay occurs when the output last crosses the voltage threshold (threshold). これらすべての条件を測定する.

12.何がスキュー?
シグナル・オフセットは、同じネットワークのための異なるレシーバに着くことの間の時間オフセットである. オフセットはまた、クロックの時間偏差と論理ゲート14上のデータ到着に使用される.

13. スルーレートとは?
Slew rate is the slope of the edge (the rate of time change in the voltage of a signal). Iの技術仕様/O (such as PCI) is between two voltages. これはスルーレートです, どれが測定できるか.

14. 静かなラインとは?
現在のクロックサイクル中はスイッチされません. また、“スタックAT”ラインまたはスタティックラインとも呼ばれる. Crosstalk (Crosstalk) can cause a static line to switch within a clock cycle.

15.偽クロックとは?
Fake clock means that the clock changes state unconsciously (sometimes between VIL or VIH) when it crosses the threshold. それは通常過度の下行または漏話に起因する.