PCB技術 - PCB信号完全性（SI）解析

PCB基板信号完全性（SI）解析、シグナルインテグリティ（Signal Integrity）はSIと略され、これは信号線の品質を示し、そして回路の正しいタイミングと電圧で応答する信号の能力である。

集積回路チップ（IC）または論理装置の高いスイッチング速度、高速の信号の終了コンポーネントまたは不正な配線の誤ったレイアウトは、反射、クロストーク、オーバーシュート、アンダーシュートのような原因となり得る。アンダーシュートのような信号完全性問題とリンギングは、システムが誤ったデータを出力する原因になるかもしれません、そして、回路は適切に働かないかもしれないか、全く働かないかもしれません。

PCB信号の完全性と設計

pcb設計において，pcb設計者は，レイアウトと配線の統合を必要とし，si基板の信号完全性問題を解決するために，si問題解決方法を各ケースで使用すべきである。いくつかのケースでは、ICの選択は、SI問題の数と重大度を決定することができます。スイッチング時間またはエッジレートは、IC状態遷移のレートを意味する。icエッジ率が速いほどsi問題の可能性が高い。デバイスを正しく終了することは非常に重要です。

PCB設計における信号完全性問題を低減するための一般的に使用される方法は、伝送線路上の終端コンポーネントを追加することである。終了の過程では、部品数、信号のスイッチング速度、回路の消費電力の要求を量る必要がある。例えば、終端コンポーネントの追加は、PCB設計者が配線のためのより少ないスペースを持っていることを意味します、そして、適切なスペースが新しいコンポーネントと配線のために予約されなければならないので、レイアウトプロセスの後の段階で終了コンポーネントを加えるのがより難しいでしょう。したがって、PCBレイアウトの初めに、終了コンポーネントが置かれる必要があるかどうか理解する必要があります。

信号インテグリティ設計のための一般指針

どのようにPCBの層の数を定義するには？どのように多くの層が含まれていますか？どのように各層の内容を最も合理的に配置するには？例えば、信号層、パワー層及び接地層のいくつかの層、及び信号層及び接地層を交互に配置する方法がある。

各種電源ブロックシステムの設計方法3.3 V、2.5 V、3 V、1.8 V、5 V、12 Vなど。パワー層と共通接地問題の妥当な分割はpcbの安定性にとって非常に重要な因子である。

デカップリングコンデンサを構成する方法？ノイズを除去するためにコンデンサをデカップリングすることは、一般的な方法であるが、そのキャパシタンスの決定方法は？コンデンサはどこですか。どのようなタイプのコンデンサを使用しますか？

地面バウンス雑音を除去する方法？地面バウンス雑音はどのように影響し，有用な信号と干渉するか？

戻り経路雑音を除去する方法多くの場合、不合理な回路設計は回路の故障の鍵であり、回路設計はしばしばエンジニアのための最も無力な仕事である。

現在の流通を合理的に設計する方法特に、電気／接地層における電流分布の設計は非常に困難であり、PCBボードにおいて全電流が均一に分布していない場合、PCBボードの不安定な動作に直接影響を与える。

また、オーバーシュート、アンダーシュート、リンギング、伝送線路遅延、インピーダンスマッチング、クロストーク、グリッチ等の一般的な信号歪み問題があるが、これらの問題は上記問題と不可分であり、それらの間に因果関係がある。

シグナルインテグリティを確保するためのPCB設計ガイドライン

シグナルインテグリティ（SI）の問題が早期に解決されればされるほど、より効率的な設計が可能となり、回路基板設計が完成する。

ic出力スイッチング速度の増加に伴い，ほとんどすべての設計は信号周期にかかわらず信号完全性問題に遭遇した。過去にSI問題がないとしても、回路の動作周波数が高くなるにつれて、信号完全性問題が確実に発生する。

SIとEMCの専門家は、PCB配線前にシミュレーションと計算を行う必要があります。その後、PCB基板設計は一連の非常に厳格な設計ルールに従うことができます。疑問がある場合は、終端部品を追加することで、できるだけ多くのSIを得ることができます。

パワーインテグリティ（PI）とシグナルインテグリティ（SI）は密接に関連しており、パワーインテグリティはPCBボードの最終的なシグナルインテグリティに直接影響します.多くの場合、信号歪みの主な原因は電源システムです。