PCB技術 - 最新混合信号PCB基板のレイアウトとルーティングについて

混合信号の技術を以下に示す PCB基板レイアウトとOC48インターフェースカードの設計を通してのルーティング. OC48は光キャリア標準48を表している, これは基本的に2.5 Gbシリアル光通信. 現代通信機器における大容量光通信規格の一つである. OC48インターフェースカードはいくつかの典型的な混合信号を含んでいます PCBレイアウト 配線問題. レイアウトおよび配線プロセスは、混合信号を解決するためのシーケンスおよびステップを指定する PCBレイアウト スキーム.

OC48カードは、光信号とアナログ電気信号の双方向変換を実現する光トランシーバを含む。アナログ信号入出力デジタル信号プロセッサは、DSPがこれらのアナログ信号をデジタル論理レベルに変換する。独立した位相同期ループ、パワーフィルタおよびローカル基準電圧源もまた集積化される。

その中でも、マイクロプロセッサはマルチパワーデバイスであり、主電源は2 Vであり、3.3 VのI／O信号電力はボード上の他のデジタルデバイスによって共有される。独立デジタル時計源は、OC 48 I / O、マイクロプロセッサとシステムI / Oのために時計を提供します。

異なる機能回路ブロックのレイアウトと配線要件をチェックした後に、12層板は最初に推薦されます。マイクロストリップおよびストリップライン層の構成は、隣接する配線層の結合を安全に低減し、インピーダンス制御を改善することができる。接地レイヤーは、第1のレイヤー上のマイクロプロセッサおよびDSPデバイスから、敏感なアナログ基準ソース、CPUコアおよびPLLフィルタ電源の配線を絶縁するために第1および第2のレイヤーの間でセットされる。パワーとグラウンドプレーンは常にペアで、共有3.3 V電源プレーンのOC48カードで行われているものと同じです。これにより、電源と接地との間のインピーダンスが低減され、それにより電力信号のノイズが低減される。

電源プレーンの近くでデジタル時計線と高周波アナログ信号線を走らせないでください、さもなければ、電力信号の雑音は敏感なアナログ信号に連結されます。

デジタル信号配線のニーズに応じて、特に混合信号デバイスの入力端および出力端において、電力およびアナログ接地面開口（スプリット）の使用を注意深く考慮する。隣接する信号層の開口部を通過することにより、インピーダンス不連続および伝送線路ループが悪い。これらは信号品質、タイミング、およびEMI問題を引き起こします。

時々、いくつかの接地層を追加するか、またはデバイスの下のローカルパワー層または接地層のためにいくつかの外側の層を使用することによって、開口部を除去し、上記の問題を回避することができる。OC 48インタフェースカードに複数の接地層を使用します。開口層および配線層の位置のスタティック対称性を維持することにより、カード変形を回避し、製造工程を簡略化することができる。銅クラッド積層材の1オンスは大きな電流に対して高い抵抗性を有しているので、3.1 Vのパワー層とそれに対応する接地層には1オンスの銅クラッド積層材を使用し、他の層には0.5Åの銅クラッド積層体を使用することができる。これは、電圧変動に起因する過渡的な高い電流またはスパイクを減少させることができる。

あなたが地上飛行機から複雑なシステムを設計するならば、あなたは配線層と地上分離層をサポートするために0.093インチと0.100インチの厚さでカードを使用しなければなりません。また、カードの厚さは、バイアパッドの大きさやホールの配線特性に応じて調整しなければならないので、完成したカードの厚さに対するホール径のアスペクト比は製造者が提供するメタライズ穴のアスペクト比を超えない。

あなたが低コストを設計したいならば, PCB配線層の数が少ない高収率商用製品, あなたは慎重にすべての特殊電源の配線の詳細を検討する必要があります混合信号プリント基板 レイアウトまたは配線の前に. レイアウトとルーティングを開始する前に, ターゲットメーカによる予備層計画の見直し. ほぼ層は、完成品の厚さに基づいているべきである, 層の数, 銅の重さ, これインピーダンス （許容差がある）及び最小ビアパッドと穴の寸法、そして、製造業者は、書面による層の推薦を提供しなければなりません.

提案は、制御インピーダンスストリップラインおよびマイクロストリップラインのすべての構成例を含むべきである. あなたのインピーダンス予測との組み合わせを考慮する必要があります PCBメーカー インピーダンス, 次に、これらのインピーダンス予測を用いて、CADルーティングルールを開発するために使用されるシミュレーションツールの信号ルーティング特性を検証する.