PCB技術 - 高周波回路用PCB配線技術の概要

PCB基板,別名プリント基板,電子部品間の回路接続と機能実現を実現できる, また、電源回路設計の重要な部分でもある.今日,この記事をご紹介します高周波回路 基板技術デザイン.

多層基板配線

高周波基板は高い集積と高い配線密度を持つ傾向があります. 多層基板の使用は配線にのみ必要である, しかし、干渉を減らす効果的な手段. にPCBレイアウトフェーズ,特定の数の層によるプリント基板サイズの合理的な選択は、中間層を完全に使用して、シールド50をセットアップすることができる, 最寄りの接地を実現, そして、効果的に寄生インダクタンスを減らして、信号伝送長を短くします,依然として、これらの方法のすべてが、高周波回路の信頼性に有益である,信号交差干渉の振幅低減のような. 同じ材料で, 四層板の騒音は、両面板より20 dB低い. しかし, また、問題がある. 数が多い PCB ハーフレイヤー,より複雑な製造工程, そして、より高い単位コスト.これは、1の層の適切な数を選択するのに加えて必要である PCB 板, 部品・部品のレイアウト計画, とデザインを完了するには、正しい配線規則を採用.

1.高速電子デバイスのピン間のリードベンドが少ない場合

のリード線高周波回路配線最高の直線を採用するのがベストです, どれを回すか. それは、45度の折れた線または円弧によって回されることができます.この要求は、低周波回路における銅箔の固定強度を改善するためにのみ使用される, 高周波回路中, この要件は満たされる. 一つの要件は高周波信号の外部発光と相互結合を減少させることができる.

2.高周波回路装置のピン間でリード層を異ならせた方が良い

いわゆる「リード線の層間交替がより少なく、より良い」とは、部品接続プロセスで使用されるより少ないビア（ビア）がよりよいことを意味する。ビアは約0.5 pFの分散キャパシタンスをもたらすことができ、ビアの数を減らすことによって速度を大幅に増加させ、データエラーの可能性を減らすことができる。

3.高周波回路装置のピン間のリードをより短くすること

信号の放射強度は、信号線のトレース長に比例する。高周波信号が長ければ長いほど、それに近い成分に容易に結合することができる。したがって、クロック、水晶発振器、DDRデータ、LVDS線、USB線、HDMI線および他の高周波信号線のような信号のために、できるだけ短い必要がある。

4.近接線と平行に信号線で導入される「クロストーク」に注目する

高周波回路配線は信号線の近接並列ルーティングによって導入された「クロストーク」に注目すべきである. クロストークは直接接続されていない信号線間の結合現象を指す.高周波信号は伝送線路に沿って電磁波の形で伝送されるので,信号線はアンテナとして機能する, そして、電磁場のエネルギーは送電線のまわりで放出されるでしょう. 信号間の電磁界の相互結合により望ましくないノイズ信号が生成される. クロストークと呼ぶ.パラメータ PCB レイヤー,信号線の間隔, 駆動端と受信端の電気的特性,そして、信号線終了方法は、漏話に対する確かな影響を有する. したがって,高周波信号のクロストークを低減するために, 配線時にはできるだけ以下のことを行う必要がある。

配線スペースが許容されると、2本のワイヤの間に接地線またはグランドプレーンを挿入し、より深刻なクロストークを有することができ、これは分離の役割を果たし、クロストークを低減することができる。

信号線を囲む空間内に時変電磁場が存在する場合、並列分布を回避できない場合には、並列信号線の反対側に「グランド」の大面積を配置して干渉を大幅に低減することができる。

配線スペースが許容されることを前提として、隣接する信号線間の間隔を大きくし、信号線の平行長を短くし、並列の代わりにキー信号線に垂直にする。

同一層内の平行配線がほぼ避けられない場合、隣接する2層で配線の方向を直交させる必要がある。

デジタル回路では、通常のクロック信号は、高速なエッジ変化を伴う信号であり、外部のクロストークが大きい。したがって、設計において、クロック線は接地線によって囲まれていなければならない。そして、より多くの接地ワイヤ・ホールは分配容量を減らすために用いるべきである。そして、それによって、漏話を減らす

高周波信号クロックについては、低電圧差動クロック信号を使用してグランドモードをラップし、グランドパンチングの整合性に着目する。

未使用の入力端子をサスペンドしてはならないが、これを接地したり、電源に接続する（電源も接地されている）。この方法を用いてクロストークを除去することにより、即時の結果をもたらすことがある。

高周波デジタル信号及びアナログ信号接地線の接地線の分離

アナログ接地線、デジタル接地線等を公衆接地線に接続する場合は、高周波チョーク磁性ビーズを用いて、一点相互接続に適した場所を接続して直接的に分離して選択する。高周波デジタル信号の接地線の接地電位は、概ね一致しない。直接2つの間の電圧差がしばしばあります。また、高周波デジタル信号のグランド線は、高周波信号の高調波成分を多く含んでいることが多い。デジタル信号グランド線とアナログ信号グランド線とが直接接続されると、高周波信号の高調波がグランド線結合を介してアナログ信号と干渉する。このため、通常の状況では、高周波デジタル信号のグランド線とアナログ信号の接地線とを分離し、適当な位置に1点配線方式を使用したり、高周波チョーク磁気ビーズ配線の方法を用いることができる。

高周波デカップリングコンデンサを集積回路ブロックの電源ピンに加える

各集積回路ブロックの電源ピンには高周波デカップリングコンデンサが付加されている。電源ピンの高周波デカップリングコンデンサを増やすことにより、電源ピン上の高周波高調波の干渉を効果的に抑制することができる。

配線によって形成されるループを避ける

あらゆる種類の高周波信号の痕跡は、できるだけループを形成してはならない。それが避けられないならば、ループ領域はできるだけ小さくなければなりません。

良好な信号インピーダンス整合を保証しなければならない

信号伝送の過程において、インピーダンスが一致しない場合、信号は伝送路に反映され、反射は合成された信号にオーバーシュートを生じさせ、信号を論理しきい値付近で変動させる。

反射を除去する基本的な方法は、送信信号のインピーダンスによく一致することである. 負荷インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとの差が大きいので, 反射が大きい, したがって、信号伝送線路の特性インピーダンスは、できるだけ負荷インピーダンスに等しくされるべきである. 同時に, 伝送線路に注意を払う PCB 突然の変化または角なしで, そして、伝送線路の各点のインピーダンスを連続的に保つようにしてください, そうでなければ、送電線の様々なセクション間に反射が生じる. これには、高速PCB配線中に、以下の配線規則を観察しなければならない。

lvds配線ルール。LVDS信号差動ルーティング、線幅7 mil、線間隔6 milを必要とする。目的は、100 %－15 %オームへのHDMIの差動信号インピーダンスを制御することである

USB配線ルール。USB信号差動ルーティング、線幅10 mil、線間隔6 mil、接地線および信号線間隔6 milを必要とする

HDMI配線規則。HDMI信号差動ルーティングは必要であり、ライン幅は10 milであり、ライン間隔は6 milであり、それぞれの2組のHDMI差動信号対間の間隔は20ミルを超えている

DDR配線規則。DDR 1トレースは、できるだけ多くのホールを通過しない信号を必要とします、信号線は等しい幅の、そして、線は等しく間隔をあけられます。トレースは信号間のクロストークを低減するために2 w原理を満たす必要がある。以上のDDR 2の高速デバイスには、高周波データも必要となる。信号は、信号のインピーダンス整合を確保するために長さが等しい。

信号伝達の完全性を維持して、地面分割に起因する「地面バウンス現象」を防ぎます。