PCB技術 - どのようにPCBボード信号に対処する分割線を越えて？

に PCB設計 プロセス, パワープレーンまたはグランドプレーンの分割は不完全な平面につながる. シグナルが送られるとき, その基準面は、別の電源プレーンから別の電源プレーンに交差する. この現象を信号交差区分と呼ぶ.

クロスセグメンテーション現象の模式図

イン 高速ボード デジタル信号システム, 高速信号は参照経路を戻り経路として取り込む, 返り値. 基準面が不完全であるとき, 次の悪影響が発生します。

これは、配線のインピーダンス不連続性を引き起こす

信号間のクロストークを引き起こすことは容易である

これは、信号間の反射を引き起こす

ループ面積および電流のインダクタンスを増加させることにより、出力波形は発振し易くなる

同時に、磁場の影響を受けやすい

ボード上の他の回路との磁界結合の可能性を高める

ループインダクタンス上の高周波ボード電圧降下は、コモンモード放射源を形成し、外部ケーブルを介してコモンモード放射を生成する。

したがって、PCB配線は可能な限り平面に近いはずであり、交差セグメンテーションを回避する。これらの条件は、それらが分割を横断しなければならないか、または電源の接地面に近接することができない場合にのみ、低速信号線において許可される。

設計におけるスパンセグメンテーションの処理

必然的交差セグメンテーションに対処する方法 PCB設計? この場合は, 信号のために短いリターンパスを提供するためにセグメンテーションを縫う必要があります. 共通の処理方法は、ミシン・コンデンサを加えて、線の向こう側に架橋することです.

ステッチコンデンサ

通常、信号交差部には0402または0603パッケージのセラミックコンデンサが配置される。コンデンサの容量値は0.01 UFまたは0.1 UFである。スペースが許す場合、そのようないくつかのコンデンサを追加することができる。

同時に、信号線が縫製コンデンサの200ミルの範囲内にあることを確認しようとすると、より小さい距離、より良い；コンデンサの両端のネットワークは、信号が通過する基準面のネットワークに対応する。次の図のコンデンサの両端に接続されているネットワークを見てください。

クロスラインブリッジ

信号層のセグメンテーションの向こう側のシグナル、または他のネットワークの信号線を含むことができる。この「パケットグランド」線はできるだけ厚くなければなりません。この処理方法については、次の図を参照してください。

高速信号配線技術

多層基板配線

The 高速ボード 信号配線回路は、通常、高集積化され、高い配線密度を有する. の使用 多層板 配線に必要なだけではない, しかし、干渉を減らす効果的な手段.

層の数の合理的な選択は、プリント基板のサイズを大幅に減少させることができ、遮蔽層を設定するために中間層を十分に利用し、より近くの接地を実現し、効果的に寄生インダクタンスを減少させ、信号の伝送長を効果的に短縮し、信号間の交差干渉を大幅に低減することができる。

リード線の曲げが少ないほど良い

高速ボードのピン間のリードベンドが少ないほど、より良い。

高速ボード信号配線回路のリード線は，完全な直線を採用し，旋削を必要とし，45°程度の破線またはアークでターンすることができる。この要求は，低周波回路における鋼箔の固定強度を改善するためにのみ用いられる。

高速回路では、この要求に応えることにより、外部からの発光と高速信号の結合を低減し、信号の放射および反射を低減することができる。

より短いリード、より良い

高速信号配線回路の素子ピン間のリード線は短くなる。

リードが長いほど、分布インダクタンスおよびキャパシタンスが大きくなり、システムの高周波信号の通過に大きな影響を与え、回路の特性インピーダンスも変化し、結果としてシステムの反射及び発振が生じる。

より少ない層間交替，より良い

高速ボードのピン間のリード層のより少ない交代、より良い。

いわゆる「リードのより少ない層間変化」は、部品接続のプロセスで使用されるより少ないビアがよりよいことを意味する。

ビアは約0.5 pFの分布容量をもたらすことができ、回路遅延の著しい増加をもたらす。ビアの数を減らすことは、大幅に速度を改善することができます。

平行交差干渉に注目

イン 高速ボード 信号配線, 信号線の近接並列ルーティングに起因する「交差干渉」に注意しなければならない. を返します。, 「グランド」の大きな領域は、平行信号線の反対側に配置されて、干渉を大きく低減させることができる.

枝や切り株を避ける

ハイスピードボード 信号配線は分岐またはスタブを避けるべきである.

切り株はインピーダンスに大きな影響を与えます。そして、それは信号反射とオーバーシュートにつながることができます。

菊鎖の配線を使用して信号への影響を低減します。

信号線は、可能な限り内側の層になければならない

高周波ボード信号線は，表面に行くと大きな電磁放射を発生しやすく，外部電磁放射や因子に干渉しやすい。

If the 高周波ボード 信号線は電源と接地線の間に配置される, 発生した放射線は、電源及び底層による電磁波の吸収によって大幅に低減される.