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PCBニュース

PCBニュース - PCB設計技術に関する15の質問

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PCBニュース - PCB設計技術に関する15の質問

PCB設計技術に関する15の質問

2021-11-10
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Author:Kavie

1. 選択方法 PCBボード?

の選択 PCBボード must strike a balance between meeting design requirements and mass production and cost
Design requirements include electrical and mechanical parts
Usually this material problem is more important when designing very 高速PCBボード(frequency greater than GHz)
例えば, 一般的に使用されるFR - 4材料, the dielectric loss (dielectric loss) at a frequency of several GHz will have a great influence on the signal attenuation, 適切でない.


PCB


電気に関する限り, 誘電率と誘電損失が設計周波数に適しているかどうか注意を払う

2 .高周波干渉を避ける方法

高周波干渉を避ける基本的な考えは、高周波信号電磁場の干渉を最小化することである, which is the so-called crosstalk (Crosstalk)
Can increase the distance between the high-speed signal and the analog signal, または地面ガードを追加/shunt traces next to the analog signal
Also pay attention to the noise interference from the digital ground to the analog ground

高速設計における信号完全性の問題の解決法

Signal integrity is basically a problem of impedance matching
The factors that affect impedance matching include the structure and output impedance of the signal source, トレースの特性インピーダンス, 負荷の特性, トレースのトポロジー, etc.
解決策は、配線の終了と調整のトポロジーに依存することである

4 .差分配線法はどうなっているか

差動ペアのレイアウトに注意する2つのポイントがあります. 一つは、2本の針金の長さができるだけ長くなければならないということです, and the other is that the distance between the two wires (this distance is determined by the differential impedance) must be kept constant, それで, 並列に保つ.
二つの平行道がある, one is that the two wires run on the same wiring layer (side-by-side), and the other is that the two wires run on two adjacent layers above and below (over-under).
一般に, the former has more side-by-side implementations

5. つの出力端子だけを有するクロック信号線のための微分配線を実行する方法?
差動配線を使う, 信号源および受信機も差動信号であることを理解する.
したがって, つの出力端子だけを有するクロック信号のための微分配線を使用することは不可能である.

受信端での差動線対の間に整合抵抗を付加することができるか。

受信端での差動線対間の整合抵抗は、通常、加算される, and its value should be equal to the value of the differential impedance
This way the signal quality will be better

なぜ、差動対の配線は近接して並列になるのか。

The wiring method of the differential pair should be appropriately close and parallel
The so-called appropriate proximity is because this spacing will affect the value of differential impedance, which is an important parameter for designing differential pairs
The need for parallelism is also because of the consistency of the differential impedance
If the two lines are suddenly far and near, 差動インピーダンスは一致しない, which will affect signal integrity and timing delay

8. How to deal with some theoretical conflicts in actual wiring
1. Basically, それは、分割して、アナログを分離する権利です/digital ground
It should be noted that the signal trace should not cross the divided place (moat) as much as possible, そして、電源および信号のリターン電流経路は、大きすぎてはならない.
2. 水晶発振器はアナログ正帰還発振回路である. 安定した発振信号を持つ, ループ利得と位相仕様を満たす必要がある. このアナログ信号の発振仕様は容易に妨害される. 地上警備跡が追加されても, 干渉を完全に隔離できないかもしれない.
そして遠すぎ, 接地面上のノイズは、正帰還発振回路102にも影響を及ぼす.
したがって, the distance between the crystal oscillator and the chip must be as close as possible
3. It is true that there are many conflicts between high-speed wiring and EMI requirements
But the basic principle is that the resistance and capacitance or ferrite bead added by EMI cannot cause some electrical characteristics of the signal to fail to meet the specifications.
したがって, これは、トレースを配置するスキルを使用して最適です PCBスタッキング EMI問題を解決または低減するために, such as high-speed signals through the inner layer
Finally, 抵抗コンデンサまたはフェライトビーズ方法は、信号に対する損傷を減らすために用いる

9 .マニュアル配線と高速信号の自動配線の矛盾の解決法

現在, 強い配線ソフトウェアの自動ルータのほとんどは、巻線方法とビア数を制御するための制約を設定している.
様々なEDA企業の巻き上げエンジン能力と制約設定項目は時々遠い.
例えば, 蛇行巻きの道を制御するのに十分な制約があるかどうか, 差動ペアのトレース間隔を制御できるかどうか, etc.
This will affect whether the routing method of the automatic routing can meet the designer's idea
加えて, また、配線を手動で調整することの難しさは、巻線エンジンの能力に絶対的に関連している.
For example, 痕跡の押し付け能力, ビアの押し付け能力, 銅コーティングへのトレースのプッシュ能力, etc.
したがって, 強力な巻線エンジン能力を持つルータの選択は解決策である.
10. About test coupon

The test coupon is used to measure whether the characteristic impedance of the produced PCBボード meets the design requirements with TDR (Time Domain Reflectometer)
一般に, the impedance to be controlled has two cases: a single line and a differential pair
したがって, the line width and line spacing on the test coupon (when there is a differential pair) should be the same as the line to be controlled
The most important thing is the location of the grounding point during measurement
In order to reduce the inductance of the ground lead, TDRプローブの接地場所は、通常プローブ先端に非常に近い. Therefore, 使用するプローブと一致するように、テストクーポン上の信号測定点と接地点の間の距離と方法

11 .高速PCB設計においては、信号層のブランク領域を銅で被覆することができ、多層信号層の銅被覆をどのようにして地上と電源に分配するか。

一般に, most of the copper plating in the blank area is grounded
Just pay attention to the distance between the copper and the signal line when applying copper next to the high-speed signal line, because the applied copper will reduce the characteristic impedance of the trace a little
Also be careful not to affect the characteristic impedance of other layers, 例えば in the structure of the dual stripline

12. マイクロストリップラインモデルを使用して、パワープレーン上の信号線の特性インピーダンスを計算することが可能である?
電源と接地面との間の信号をストリップラインモデルを用いて計算できるか?

はい, 特性インピーダンスを計算するとき, both the power plane and the ground plane must be regarded as the reference plane
For example, 4層ボード:トップ層電力層接地層底層. この時に, トップ層の特性インピーダンスモデルは、パワープレーンを基準面とするマイクロストリップラインモデルである

13 .大量生産のテスト要件を満たすために、通常の状況下で高密度プリントボード上のソフトウェアによって自動的にテストポイントを生成することができますか?

Generally, whether the test points automatically generated by the software meet the test requirements depends on whether the specifications for adding test points meet the requirements of the test equipment
In addition, 配線が濃すぎてテストポイントを追加する仕様が厳格なら, 行の各セグメントにテストポイントを自動的に追加する方法はありません. もちろん, 手動でテストする場所に記入する必要があります.


14. テストポイントを追加すると高速信号の品質に影響する?

それが信号品質に影響を及ぼすかどうかは、テストポイントを追加する方法とどのくらいの速信号が.
Basically, additional test points (do not use the existing perforation (via or DIP pin) as test points) may be added to the line or pulled out a short line from the line
The former is equivalent to adding a small capacitor on the line, the latter is an extra branch
Both of these conditions will affect the high-speed signal more or less, そして、効果の程度はシグナルの周波数速度およびシグナルのエッジレートに関連する.
The magnitude of the impact can be known through simulation
In principle, テストポイントが小さいほど, より良い (of course, it must meet the requirements of the test tool) the shorter the branch, the better

15 .いくつかのPCBはシステムを形成します、板の間の接地線はどう接続されなければなりませんか?

それぞれの間の信号または電源 PCBボード 互いにつながっている, for example, ボードAが電源または信号をボードBに送るならば, there must be an equal amount of current flowing from the ground back to board A (this is Kirchoff current law)
The current on this ground will find the place with the least impedance to flow back
Therefore, 各インターフェイスで, それが電源か信号相互接続かどうか, 接地層に割り当てられたピンの数は、インピーダンスを減少させるには小さすぎるべきではない, これは、グラウンド層のノイズを減らすことができます.
In addition, また、現在のループ全体を分析することができますて, 特に大きな電流の部分, and adjust the connection of the ground layer or ground wire to control the current flow (for example, make a low impedance somewhere so that most of the current flows from this Place to walk) to reduce the impact on other more sensitive signals