PCB技術 - PCB回路 基板レイアウトとルーティングルールの概要

レイアウト

コンポーネントレイアウトの10の規則

重要な単位回路とコア構成要素は最初にレイアウトされるべきです。

原則ブロック図を参照する PCBレイアウト設計, そして、主要なコンポーネントは、単一のボードの主なシグナルフロー法に従って配置されなければならない.

コンポーネントの配置は、デバッグおよびメンテナンスに便利であるべきです。つまり、小さなコンポーネント、デバッグする必要のあるコンポーネントの周りに大きなコンポーネントを配置することができず、コンポーネントの周囲に十分なスペースがなければなりません。

同じ構造の回路部品のために、できるだけ多くの「対称の」標準レイアウトを使用してください；

均一分布、平衡重心、美しいレイアウトの基準に従ってレイアウトを最適化する

同じタイプのプラグインコンポーネントをX方向またはY方向に1つの方向に配置する必要があります。同じ種類の偏光個別部品も、製造及び検査を容易にするために、X又はY方向において一貫性を保つように努力すべきである。

発熱素子は、通常、単板及び全体の熱放散を促進するために均一に分配されるべきである。温度検出素子以外の感温素子は、大量の熱を発生する成分から遠ざかるべきである。

レイアウトは可能な限り以下の要件を満たすべきである。合計接続は可能な限り短く、キー信号線は最短である高電圧、大電流信号及び低電流、低電圧弱信号は完全に分離されるアナログ信号とデジタル信号は分離される高周波信号は、低周波信号から分離する高周波成分の間隔は十分でなければならない。

デカップリングコンデンサのレイアウトは、ICの電源ピンに可能な限り近くなければならず、電源とグランドとの間に形成されるループは最短であるべきである。

コンポーネントレイアウトにおいて、将来の電源分離を容易にするために、同じ電源をできるだけ一緒に使用してデバイスを配置することについて適切な配慮をすべきである。

直角ルート設定

直角配線は、一般的には、できるだけ避ける必要がある状況ですPCB基板配線,そして、それは配線の品質を測定するための基準の1つになりました. 直角配線が信号伝送に与える影響? 原則的に, 直角ルーティングは送電線の線幅を変えるでしょう, インピーダンスの不連続性を引き起こす. 事実上, 直角角度ルーティング, しかし、コーナーと急性角度ルーティングは、インピーダンス変化を引き起こすかもしれません.

直角ルートの信号への影響は主に3つの側面に反映される。

つは、コーナーが伝送線上の容量性負荷に相当することができ、それは立ち上がり時間を遅くする

第二に、不連続インピーダンスは信号反射を引き起こす

第3は、直角チップによって生成されるEMIである。

差動配線

差動信号（差動信号）は、高速回路設計においてますます広く使用されている。回路の最も重要な信号は、しばしば差動構造で設計される。定義：レイスマンの条件で、ドライバーは2つの等しい反対のフェーズを送ります。信号は、2つの電圧の差を比較して、受信端が論理「0」または「1」を判定する。差動信号を運ぶトレースのペアを差動トレースと呼ぶ。

通常のシングルエンド信号トレースと比較して、差動信号は以下の3つの態様において最も明白な利点を有する。

強い干渉能力は、2つの差動トレースの間の結合が非常に良いので。外部からの雑音妨害がある場合、それらは同時に2つのラインにほぼ連結される。そして、受信端だけは2つのシグナルの差について注意する。したがって、外部コモンモードノイズを完全にキャンセルすることができる。

効果的にemiを抑制することができる。同様の理由から、2つの信号の逆極性により、放射される電磁界は互いに相殺することができる。より緊密なカップリング、より少ない電磁エネルギーは外の世界に放出されます。

タイミングポジショニングは正確です。差動信号のスイッチ変化は、2つの信号の交点にあるので、通常のシングルエンド信号とは異なり、高い閾値電圧と低いしきい値電圧に依存する信号とは異なり、プロセス及び温度によって影響を受けず、タイミングの誤差を低減することができる。しかし、また、低振幅信号回路に適している。現在の一般的なLVDS（低電圧差動信号）は、この小振幅差動信号技術を指す。

PCB技術者にとって、最も重要なことは、差動配線のこれらの利点が実際の配線で完全に利用できることを保証する方法である。おそらく、レイアウトと接触していた誰でも、微分配線の一般的な要求を理解するでしょう。

等しい長さは、2つの差動信号がいつでも反対極性を維持して、コモンモード構成要素を減らすことを確実とすることになっている等しい距離は、主に2つの差動インピーダンスが一貫性があって、反射を減らすことを確実とするためにある。「できるだけ近い」というのは、時々差動配線の要件の一つです。

スネークライン

ヘビラインは、しばしば使用されるルーティングメソッドのタイプです PCBlayout. その主な目的は、システムのタイミング設計要件を満たすために遅延を調整することです. デザイナーはまずこの理解を持たなければなりません, 伝送遅延を変える, 配線時に使用しないようにしましょう. しかし, 実際には, 十分なホールド時間を確保するために, または、同じグループのシグナル間の時間オフセットを減らす, 故意に針金を巻く必要がある.