PCB技術 - 高速PCB信号設計と遮蔽法

の設計と製造プロセスで 高速PCB プリント回路基板, エンジニアは、このPCBボードが良い信号伝達完全性を確実にするために配線とコンポーネントセッティングで始めなければなりません. 今日の記事で, 新人技術者のためのPCB信号インテグリティ設計にしばしば使用されるいくつかの配線技術を紹介します, 新人の毎日の研究と仕事にいくつかの助けをもたらすことを望んでいる.

PCBプリント配線板配線

のデザインプロセスで 高速PCB プリント回路基板, 基板のプリント回路のコストは、基板の数および基板の表面積に比例する. したがって, システム機能や安定性に影響しない前提で, エンジニアは、実際のデザインニーズを満たすために層の最小数を使用する必要があります, これは必然的に配線密度を増加させる. に PCB配線 デザイン, 配線幅の微細化, 間隔が小さい, 信号間のクロストークが大きい, そして、より小さい送信電力. したがって, トレースサイズの選択は様々な要因を考慮しなければならない.

PCBレイアウト設計プロセスでは、以下のようにエンジニアが従う必要がある。

まず、設計者は、配線プロセス中に高速回路デバイスのピン間のリード線の折り曲げを最小化し、高周波信号の外部反射および相互結合を低減するために45度折り畳み線を使用する。

第2に、PCBボードの配線動作を行う場合、設計者は、高周波回路装置のピン間のリード線をできるだけ短くし、ピン間のリード線の層間交替を短くする必要がある。高周波デジタル信号トレースは、アナログ回路および制御回路から可能な限り遠くなければならない。

上述したPCB配線の注意に加えて、差動信号を扱う場合には、技術者も慎重である必要がある。差動信号は同じ振幅と同じ方向を持っているので、2つの信号線によって生成された磁界は互いに相殺し、効果的にEMIを減少させることができる。差動ラインの間隔は、しばしば差動インピーダンスの変化につながり、差動インピーダンスの不整合は、信号の完全性に深刻に影響する。したがって、実際の差動配線では、信号の立ち上がりエッジで差動信号の2つの信号線間の長さの差を制御する必要がある。電気長の20 %以内。条件が許可される場合、差動配線はバックツーバック原理を満たさなければならなくて、同じ配線層になければならない。差動配線のライン間隔の設定において、エンジニアは、それが少なくともライン幅の1倍以上であることを確実にする必要がある。差動トレースと他の信号線の間の距離は、線幅の3倍より大きくなければならない。

高速PCB設計における遮蔽方法

高速のPCB設計と配線システムの伝送速度は着実に加速しているが、ある反面干渉の脆弱性ももたらしている。これは、情報の伝送頻度、信号感度の増加、およびそれらのエネルギーがより高くなって弱くなるためである。このとき、配線系は干渉を受けやすい。

ハイスピード PCBレイアウト デザイン

干渉は至る所にある。ケーブルや機器は、他のコンポーネントと干渉したり、コンピュータのスクリーン、携帯電話、電気モーター、無線中継機器、データ伝送、電源ケーブルなどの干渉の他のソースによって深刻に干渉されます。そして、UTPケーブル情報伝達の彼らの遮断が大きな損害と損失を引き起こすので、ハッカーは増加しています。

特に高速データネットワークを用いる場合、大量の情報を遮断するのに要する時間は、低速データ伝送を遮断するのに要する時間よりもかなり低い。データツイストペアのツイストペアは、低周波数でのペア間の外部干渉およびクロストークに抵抗するために、独自のねじれに依存することができますが、高周波数（特に周波数が250 MHzを超える場合）は、ワイヤ対ツイストに依存するだけで、アンチ干渉の目的をもはや達成できず、シールドのみが外部干渉に抵抗することができます。

ケーブル遮蔽層の機能はファラデーシールドのようで、干渉信号は遮蔽層に入るが、導体には入らない。したがって、データ伝送は故障なく実行することができる。シールドケーブルは、シールドされていないケーブルより低い放射線放出を有するので、ネットワーク伝送は遮断されるのを防止される。遮蔽されたネットワーク（遮蔽ケーブルと構成要素）は周囲環境に入るとき妨害されるかもしれない電磁エネルギー放射レベルをかなり減らすことができます。

電磁干渉と無線周波数干渉の2種類の干渉場が存在する。電磁干渉（emi）は主に低周波干渉である。モータ、蛍光灯、および電力線は、電磁干渉の一般的な供給源である。無線周波数干渉（RFI）は無線周波数干渉、主に高周波干渉を指す。ラジオ、テレビ放送、レーダーと他の無線通信は、無線周波干渉の一般的な源です。

電磁干渉に対する耐性のために、それがより低い臨界抵抗を有するので、編組シールドの選択は最も効果的である無線周波数干渉のために、編まれたシールドが波長の変化に依存するので、フォイル・シールドは最も効果的です、そして、それが生産するギャップは導体の内外で自由な高周波信号を作ります；また，高周波，低周波の混合干渉場に対しては，ブロードバンドカバレッジ機能を持つ箔層と織布の複合遮蔽法を採用する。一般にメッシュシールドカバレッジが高いほど遮蔽効果が向上する。