PCB技術 - PCB回路 基板の良い方法を学ぶ

高速PCB回路 基板は、重大な波形歪みなしで比較的長い線で動きます. TTLは高速落下エッジのためのSchottkyダイオードクランプ法を採用する, オーバーシュートが1つのダイオード降下によって接地電位より低いレベルにクランプされるように. これは、バックラッシュの大きさを減少させる. 遅い立ち上がりエッジはオーバーシュートを可能にする, しかし、それは「H」レベルの状態にある回路の比較的高い出力インピーダンス（50〜80島）によって減衰される. 加えて, レベル「H」状態のより大きな免疫のため, キックバックの問題は非常に顕著ではない. HCTシリーズデバイス用, ショットキーダイオードクランプおよび直列抵抗終端方法が結合される場合, それは効果がより明白になる.

扇風機があるときPCB信号線,上で導入されたTTL成形方法は、より高いビットレートとより速いエッジ率でいくぶん不十分であるように見えます. 線に波が映っているから, 彼らは、高いビットレートで合成される傾向がある, これは、PCB信号の深刻な歪みと干渉防止能力を低下させる. したがって, 反射問題を解くために, 別の方法は、通常、ECLシステムで使用される. このように, 反射を制御し、信号の完全性を保証することができる.

厳密に言えば、従来のTTL及びCMOSデバイスは、エッジ速度が遅いので、伝送ラインは非常に必要とされない。エッジ速度が速い高速eclデバイスでは，伝送線路は必ずしも必要とされない。しかし，伝送線路を用いる場合，接続遅延を予測し，インピーダンス整合を介して反射と振動を制御する利点がある。

伝送路を使用するかどうかの5つの基本的な要因がある。

（1）システム信号のエッジ率（2）接続距離（3）容量負荷（どれだけのファンアウト）、（4）抵抗負荷（回線終端方法）；（5）バックラッシュ及びオーバーシュートの割合（AC免疫の低下度）を許容する。

いくつかのタイプのPCB送電線

1）pcb基板同軸ケーブルとツイストペア：システムとシステムとの接続で使用されることが多い。同軸ケーブルの特性インピーダンスは通常50〜75 & acd ; 75 & acd ;で、ツイストペアは通常110アンペアである。

2）PCB上のマイクロストリップライン

マイクロストリップ線路は、誘電体によって接地面から分離されたストリップ導体（信号線）である。ラインとグランドプレーンとの間の厚み、幅および距離が制御可能である場合、その特性インピーダンスも制御することができる。マイクロストリップ線路の特性インピーダンスZ 0は以下の通りである。

3）プリント配線板のストリップライン

ストリップラインは、2つの導電面間の誘電体の真ん中に置かれた銅ストリップラインである。ラインの厚さと幅、媒体の誘電率、および2つの導電面間の距離が制御可能である場合、ラインの特性インピーダンスも制御可能である。ストリップ線路の特性インピーダンスは以下の通りである。

伝送線路を終了する

ラインの受信端において、ラインの特性インピーダンスに等しい抵抗は終了するために使用される。主に分散負荷の駆動を含む最良の電気性能を得るために使用される。

時々消費電力を節約するために、104キャパシタが終端抵抗器に直列に接続され、AC終端回路を形成し、これによりDC損失を効果的に低減することができる。

抵抗器は、ドライバおよび伝送線の間で直列に接続される。そして、ラインの端末はもはや終端抵抗器に接続していない。この終了方法をシリーズ終了と呼ぶ。長い線の上のオーバーシュートとリンギングは、直列減衰または直列終了技術によって制御されることができます。直列減衰は、駆動ゲートの出力と直列に接続された小さな抵抗（一般的に10〜75アンペア）を使用することによって達成される。このダンピング方法は、特性インピーダンスが制御されるライン（バックプレーン配線、グランドプレーンのない回路基板、及び最も多くの巻線等）と組み合わせて使用される。

直列終端では、直列抵抗の値と回路（駆動ゲート）の出力インピーダンスとの和は伝送線路の特性インピーダンスに等しい。直列接続端配線は、端子に集中負荷を用いることができ、伝送遅延時間が長いという欠点がある。しかし、これは冗長直列直列伝送線路を使用することによって克服することができる。

PCBを作るとき、PCB両面基板またはPCB多層基板を選択するかどうかは、最高動作周波数、回路システムの複雑さ、およびアセンブリ密度の要件に依存する。クロック周波数が200 MHzを超えると多層基板を選択するのがベストである。動作周波数が350 MHzを超えると、その高周波減衰が小さく、寄生容量が小さく、伝送速度が速くなるので、PTFEを用いたプリント配線板を選択するのがベストである。

プリント基板の配線には以下の原理が必要である

クロストークを低減するために、全ての並列信号線間にできるだけ多くのスペースを保つ。近接している2本の信号線がある場合、シールドの役割を果たすことができる2本のワイヤの間に接地線を動かすのがベストである。

信号伝送線路を設計する場合、伝送線路の特性インピーダンスの急激な変化による反射を防止するために、急激なターンを避ける。あるサイズで均一なアークラインを設計してみてください。

マイクロストリップラインとストリップラインの特性インピーダンス計算式により、プリントラインの幅を算出することができる。プリント基板上のマイクロストリップ線路の特性インピーダンスは、通常50〜120アンペアである。大きな特性インピーダンスを得るためには、線幅は非常に狭いに違いない。しかし、非常に細い線は作るのが簡単でありません。種々の要因を考慮すると、68 mm×の特性インピーダンスが遅延時間と消費電力の間の最良のバランスを達成することができるので、一般に、約68アンペアのインピーダンス値を選択することが適切である。送電線が50キロメートルの送電線は、より多くの力を消費します;もちろん、より大きなインピーダンスは消費電力を減らすことができるが、それは伝送遅延時間を増加させる。負の線容量は伝送遅延時間を増加させ、特性インピーダンスを低下させる。しかし、非常に低い特性インピーダンスを有するライン・セグメントの単位長さ当りの固有容量は比較的大きいので、伝送遅延時間および特性インピーダンスは負荷静電容量の影響を受けない。適切に終端された伝送ラインの重要な特徴は、短いブランチラインがライン遅延時間に影響を及ぼさないべきであるということである。Z 0が50アンペアであるとき。分岐スタブの長さは2.5 cm以下にする必要がある。ためには大きな音を避けるために。

PCB両面基板（6層基板の4層配線）について。回路基板の両側のラインは相互誘導によって生じる漏話を防止するために互いに垂直でなければならない。

プリント基板に大電流設備があれば,リレーなど, 指示灯, スピーカー, etc., 接地線のノイズを低減するために、接地線を別々に分離しなければならない. これらの高電流デバイスの接地線は、プラグインボードおよびバックプレーン上の独立グラウンドバスに接続されるべきである, そして、これらの独立接地線はまた、システム全体の接地点に接続されるべきである.

pcbボード上に小さな信号増幅器があれば、増幅前の弱い信号線は強い信号線から遠く離れていなければならず、トレースはできるだけ短くなければならず、可能であれば接地線でシールドする。