PCB技術 - PCB基板設計と信号完全性の解析

信号完全性解析

Siに関連する因子：反射, クロストーク, 放射線. 反射は伝送路に沿ったインピーダンス不整合に起因するクロストークは、線間隔によって引き起こされます放射線は高速装置自体に関連しているPCB基板設計.

伝送線判定

従来の高速信号判定式によれば、高速・低速信号を識別するためには信号周波数と伝送路長を考慮する必要がある。

審判ステップ

1）信号fknee及び線長lの実効周波数を得る

2）信号膝膝の実効波長を計算するためにfkneeを使用している。

3）l／1／6×膝膝のようなl／1／6×膝膝の関係を判定し，次いで信号は高速信号であり，その逆である。

ラムダニー= C / fknee；ここで、Cは光の速度より少し低い速度である。なお、100 MB周波数の信号については、既製のボードがない場合には、実効周波数fkneeを推定することができ、fkneeはfclock（信号周期）の約7倍である。

伝送線路では、伝送過程におけるインピーダンス不整合による信号の反射問題を考慮しなければならない。

反射公式

信号の反射率

Z 2が反射点の後の線インピーダンスであるところZ 1は反射前の線インピーダンスである

可能な値は±1，0で，0で完全に吸収され，±1で反射した。信号の反射は、原点、伝送路、端子のインピーダンスの不整合に起因する。

縮小反射法

信号の反射を最小にするために、Z 2とZ 1をできるだけ近いものにする必要があります。インピーダンス整合のためのいくつかの方法がある：送信機直列整合，受信機並列整合，受信機部分電圧整合，受信機抵抗およびキャパシタンス並列マッチング，受信ダイオード並列マッチング。

3）受端部の部分圧力整合

4 )受信端における抵抗と容量の並列整合

利点：低消費電力；

欠点：受信端の高レベルと低レベルとの間に不整合があり、キャパシタンスの存在により信号のエッジがゆっくり変化する。

信号ループ

信号ループは主に2つの経路を含み、一方は駆動経路であり、他方はループ経路である。送信端、伝送路および受信端で測定された信号レベルは、基本的に、信号の駆動経路及び戻り経路上の対応する位置における電圧値である。これら2つのパスはとても重要です。

完全なバックフローパスを提供するには、次の手順に従います。

信号が層を変化させると、リファレンス層は変化しない。信号層1から信号層2へ信号が変化した場合、基準層は底層1である。

2.基準層のネットワーク特性は、信号層切替時には変化しない。すなわち、信号1の基準層はパワー層1／グランド1であり、層変化後は信号層1はパワー層2／グランド2である。参照層のネットワーク特性はGNDまたはパワーであり、リターンパスのアクセスは近傍のGNDまたはパワーホールによって実現することができる。ここで、高速の場合、貫通孔の容量及び誘導リアクタンスは無視できない。この場合、スルーホールをできるだけ小さくする必要があり、スルーホール自体によるインピーダンス変化の影響と信号逆流経路への影響を低減する必要がある。

信号レイオーバー中に、信号通過孔近傍のリファレンス層と同じ特性を有するパスホールを付加する。

つの基準層のネットワーク特性が層交換の前後で異なる場合、2つの基準層は互いに接近していて、層間のインピーダンスを減少させ、リターンパス上の電圧降下を減少させる。

層変更信号が密であるとき、ある距離は近くのグランドまたは電源ホールの間に保たれるべきである。層変更信号が多数の場合、より多くのホールがグラウンドまたは電源になされるべきである。

クロストーク

クロストークに対する解決策は、高速信号、クロック信号、他のデータ信号などが、3 Wの原理を満たすために間隔を置かれるべきであるということである。