전자 설계 - 고주파 PCB 보드 설계 및 케이블 연결 기술에 대한 10가지 규칙

고주파 PCB 보드 설계 및 케이블 연결 기술에 대한 10가지 규칙

디지털 논리 회로의 주파수가 45MHZ~50MHZ에 도달하거나 그 이상에서 작동하는 회로가 이미 전체 전자 시스템의 일정 부분 (예: 1/3) 을 차지한다면 일반적으로 고주파 회로라고 부른다.

고주파 PCB 보드의 설계는 매우 복잡한 설계 과정이며, 그 배선은 전체 설계에 매우 중요합니다!

[첫 번째 방법] 다층판 배선 고주파 회로는 종종 높은 집적도와 높은 배선 밀도를 가지고 있다.다중 레이어의 사용은 경로설정뿐만 아니라 간섭을 줄이는 효과적인 수단입니다.

PCB 배치 단계에서 일정한 층수를 가진 인쇄판 크기를 합리적으로 선택하면 중간 층을 충분히 이용하여 차폐를 설치하고 가까운 접지를 더욱 잘 실현하며 기생 감각을 효과적으로 낮추고 신호 전송 길이를 단축할 수 있다.이 모든 방법은 신호 교차 간섭의 폭을 줄이는 등 고주파 회로의 신뢰성에 도움이 된다.

데이터에 따르면 동일한 재료를 사용할 때 4 계층 패널의 노이즈는 이중 패널의 노이즈보다 20dB 낮습니다.

그러나 문제가 있습니다.PCB 하프 레이어의 수가 높을수록 제조 공정이 복잡해지고 단위 비용도 높아집니다.따라서 적절한 계층 수 외에도 적절한 계층 수를 가진 PCB를 선택해야 합니다.적절한 컴포넌트 레이아웃을 계획하고 정확한 경로설정 규칙을 사용하여 설계를 완료합니다.

[두 번째 방법] 고속 전자 설비의 핀 사이의 지시선은 적게 구부릴수록 좋다.고주파 회로 경로설정의 지시선은 회전이 필요한 완전한 선을 사용하는 것이 좋습니다.45도의 대시 선 또는 호를 사용할 수 있습니다.이 요구 사항은 저주파 회로에 적용됩니다.이는 동박의 고정강도를 높이는데만 사용되지만 고주파회로에서 이 요구를 만족시키면 고주파신호의 외부발사와 상호결합을 감소시킬수 있다.

[세 번째 방법] 고주파 회로 부품 핀 사이의 지시선은 짧을수록 좋다.신호의 복사 강도는 신호선의 길이에 비례한다.고주파 신호는 지시선이 길수록 그 근처에 쉽게 결합된다. 신호 시계, 트랜지스터 발진기, DDR 데이터, LVDS 라인, USB 라인, HDMI 라인 등 고주파 신호의 경우 가능한 한 짧은 흔적선을 요구한다.

[네 번째 방법] 고주파 회로 부품 핀 사이의 지시선 계층 교체가 적을수록 좋다.지시선 레이어 교체가 적을수록 좋다는 것은 컴포넌트 연결 중에 사용되는 오버홀(via)이 적을수록 좋다는 의미입니다.데이터 측면에서 구멍을 통과하면 약 0.5pF의 분산 용량을 가져올 수 있습니다.오버홀 수를 줄이면 속도가 크게 향상되고 데이터 오류 가능성이 줄어듭니다.

[다섯 번째 팁] 신호선이 긴밀한 병렬 경로설정에 도입된"직렬 교란"에 주의하십시오.고주파 회로 배선은 신호선이 긴밀한 병렬 배선에 도입되는 직렬 교란에 주의해야 한다.직렬 교란은 직접 연결되지 않은 신호선을 가리킨다.결합 현상.

고주파 신호는 전자파 형태로 전송선을 따라 전송되기 때문에 신호선은 안테나 역할을 하고 전자장의 에너지는 전송선 주변에서 발사된다.전자장의 상호 결합으로 인해 신호 사이에 기대하지 않는 소음 신호가 발생한다.만담이라고 부르다.

PCB 계층의 매개변수, 신호선의 간격, 구동단과 수신단의 전기적 특성 및 신호선의 단접 방법은 모두 직렬 교란에 일정한 영향을 미친다.

따라서 고주파 신호의 간섭을 줄이기 위해 배선할 때 가능한 한 다음과 같은 몇 가지를 해야 한다. 배선 공간이 허용되는 경우 간섭이 더 심한 두 도선 사이에 접지선이나 접지 평면을 삽입해야 한다.격리의 역할을 하여 교란을 줄이다.

신호선 주위의 공간에 시변 전자장이 존재할 때 평행 분포를 피할 수 없다면 평행 신호선의 맞은편에 대면적의 땅을 배치하여 간섭을 크게 줄일 수 있다.

배선 공간이 허용되면 인접한 신호선 사이의 간격을 늘리고 신호선의 평행 길이를 줄이며 시계선을 평행이 아닌 핵심 신호선에 수직으로 만들려고 합니다.만약 같은 층의 평행적선이 거의 불가피하다면 두 린접층에서 적선의 방향은 반드시 서로 수직이어야 한다.

디지털 회로에서 일반적인 시계 신호는 빠른 변두리 변화를 가진 신호로 높은 외부 교란을 가지고 있다.따라서 설계에서 용지선은 시계선을 둘러싸고 더 많은 지선 구멍을 뚫어 분포 용량을 줄여 직렬 교란을 줄이는 것이 좋습니다.고주파 신호 시계의 경우, 가능한 한 저압 차분 시계 신호와 포장 방식을 채택하고, 봉인 접지 펀치의 완전성에 주의해야 한다.

사용하지 않은 입력단은 매달려서는 안 되고, 접지하거나 전원에 연결해야 한다. (전원은 고주파 신호 회로에서도 접지한다.) 매달린 선로는 발사 안테나에 해당할 수 있기 때문에 접지는 발사를 억제한다.실천이 증명하다싶이 이런 방법으로 교란을 제거하면 때로는 즉시 효과를 볼수 있다.

[여섯 번째 방법] 집적 회로 블록의 전원 핀에 고주파 디커플링 콘덴서를 추가합니다.각 집적 회로 블록의 전원 핀에 고주파 디커플링 콘덴서를 추가합니다.전원 핀의 고주파 디커플링 콘덴서를 추가하면 고주파 고조파가 전원 핀에 대한 방해를 효과적으로 억제할 수 있다.

[일곱 번째 방법] 고주파 디지털 신호의 지선과 아날로그 신호의 지선은 격리되어야 한다.아날로그 지선, 디지털 지선 등을 공용 지선에 연결할 때는 고주파 압류 자기구슬로 연결하거나 직접 격리하고 적합한 위치를 선택한다.단일 지점 상호 연결.

고주파 디지털 신호의 지선의 접지 전위는 일반적으로 일치하지 않는다.둘 사이에는 일반적으로 일정한 전압차가 직접 존재한다.또한 고주파 디지털 신호의 지선은 항상 고주파 신호의 매우 풍부한 고조파 분량을 포함한다.디지털 신호 지선과 아날로그 신호 지선이 직접 연결될 때 고주파 신호의 고조파는 지선 결합을 통해 아날로그 신호를 방해한다.

그러므로 정상적인 상황에서 고주파 디지털 신호의 지선과 아날로그 신호의 지선은 격리되어야 하며, 적당한 위치에서 단일 지점에서 상호 연결하는 방법을 채택할 수도 있고, 고주파 압류 자주를 상호 연결하는 방법을 채택할 수도 있다.

[여덟 번째 방법] 흔적이 만들어지는 순환을 피한다.가능한 한 각종 고주파 신호 궤적에서 회로를 형성하지 마라.이것이 불가피한 경우 루프 면적을 최대한 작게 만듭니다.

[아홉 번째 방법] 반드시 양호한 신호 임피던스 일치를 확보해야 한다.신호를 전송하는 동안 임피던스가 일치하지 않으면 신호가 전송 채널에서 반사됩니다.반사는 복합 신호에 과충을 초래하여 신호가 과충을 초래한다.논리적 임계값 근처에서 변동합니다.

반사를 제거하는 기본적인 방법은 전송 신호의 임피던스를 잘 일치시키는 것입니다.부하 임피던스와 전송선의 특성 임피던스 사이의 차이가 클수록 반사가 커지기 때문에 신호 전송선의 특징 임피던스는 가능한 한 부하 임피던스와 같아야 한다.

또한 PCB의 전송선은 갑작스러운 변화나 코너가 있어서는 안 되며, 전송선의 각 점의 임피던스 연속을 최대한 유지해야 한다. 그렇지 않으면 전송선의 각 세그먼트 사이에 반사가 있을 수 있다.

따라서 고속 PCB를 경로설정할 때 USB 경로설정 규칙과 같은 경로설정 규칙을 준수해야 합니다.

USB 신호차 분포선이 필요하며 선폭은 10mil, 선간격은 6mil, 지선과 신호선간격은 6mm이다.

HDMI 경로설정 규칙.

HDMI 신호 차등 라우팅이 필요합니다. 회선 폭은 10mil, 회선 간격은 6mil입니다. 각 두 그룹의 HDMI 차등 신호 쌍 사이의 간격은 20mil를 초과합니다.

LVDS 경로설정 규칙.

HDMI의 차분 신호 쌍 임피던스를 100 + -15% 옴 DDR 경로설정 규칙으로 제어하기 위해 LVDS 신호 차분포선, 선폭 7mil, 선 간격 6mil이 필요합니다.

DDR1 경로설정은 신호가 가능한 한 구멍을 통과하지 않아야 하며, 신호선의 너비는 같고, 선의 간격은 같다.경로설정은 신호 간의 간섭을 줄이기 위해 2W 원리를 준수해야 합니다.DDR2 이상의 고속 부품의 경우 고주파 데이터도 필요합니다.이러한 선의 길이는 신호의 임피던스가 일치하는지 확인하기 위해 동일합니다.

[10수] 신호 전송의 완전성을 유지한다.신호 전송의 무결성을 유지하여 지선 분열로 인한"접지 반발 현상"을 방지합니다.

PCB, 또는 인쇄회로기판은 전자회로의 담체이며 동시에 PCB 설계의 마지막 고리이기도 하다.