정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
1.SI 문제의 원인
흔히 볼 수 있는 SI 문제는 반사이다. 우리는 PCB 보드 전송선이"특성 임피던스"의 특성을 가지고 있다는 것을 알고 있다. 상호 연결 링크의 다른 부분의"특성 임피던스"가 일치하지 않을 때 이런 상황이 발생한다.
신호 파형 표현의 SI 반사 문제는 업스트림/다운스트림/진동 등입니다.
다음 그림은 일반적인 고속 신호 연결 링크를 보여줍니다.신호 전송 경로는 다음과 같습니다. 1.송신기 칩 (패키징 및 PCB 피어싱) 2.하위 카드 3의 PCB 케이블 연결.하위 카드 4의 PCB 케이블 연결.백플레인 5의 PCB 케이블 연결피어 카드 커넥터 6.피어 카드 7의 PCB 케이블 연결교류 결합 커패시터 8.수신기 칩(패키징 및 PCB 구멍)
그림 1.일반적인 고속 신호 연결 링크
이로부터 알수 있는바 실제 전자제품의 고속신호상호련결고리는 상대적으로 복잡하며 부동한 부품의 련결점에는 일반적으로 임피던스가 배합되지 않아 신호가 발사된다.
고속 연결 링크의 일반적인 임피던스 불연속성:
(1) 칩 패키지: 보통 PCB 배선 폭은 칩 패키지 기판에서 일반 PCB 보드보다 훨씬 얇아 임피던스 제어가 쉽지 않다;
(2) PCB 통공: PCB 통공은 일반적으로 커패시터 효과로 특성 임피던스가 낮기 때문에 PCB 설계는 주의하고 최적화해야 한다;
(3) 커넥터: 커넥터에서 구리 상호 연결 링크의 설계는 기계적 신뢰성과 전기 성능의 영향을 동시에 받아 둘 사이의 균형을 추구해야 합니다.
다른 한편으로 PCB 배선, 임피던스 제어는 일반적으로 다른 상호 연결 부품보다 더 쉽고 계층화 설계, 판재 선택을 중시하지만 일반적으로 PCB 가공판 공장의 임피던스 제어 공차는 10% 이며, 5~8% 의 임피던스 공차 제어를 실현하려면 종종 더 높은 가공 비용이 필요하다.
2. 전송선 반사의 기본 이론
드라이브가 신호를 전송선에 추가할 때 신호의 폭은 드라이브의 전압과 저항, 회선 저항에 달려 있다.드라이브의 초기 전압은 자체 저항과 전송선 저항 사이의 분압을 통해 제어됩니다.
다음 그림은 긴 전송선에 적용되는 초기 파형을 보여줍니다.초기 전압 Vi는 종점에 도달할 때까지 전송선으로 전송됩니다.Vi의 진폭은 드라이브 저항의 분전압 및 전송선 임피던스에 의해 결정됩니다.
그림 2.신호 파형이 긴 송전선에서의 전파
전송 케이블의 끝이 임피던스에 의해 연결되고 임피던스가 회선의 임피던스와 일치하면 폭 Vi 신호가 바닥에 연결되고 전압 Vi는 전원이 전환될 때까지 온라인으로 유지됩니다.이 경우 Vi는 직류 안정 상태입니다.그렇지 않으면 전송선 끝의 임피던스가 회선의 피쳐 임피던스가 아닌 경우 일부 신호가 중지되고 나머지 신호는 다시 전송선으로 반사되어 소스로 돌아갑니다.반사가 돌아오는 신호량은 반사 계수에 의해 결정되며, 반사 계수는 주어진 지점에서 반사 전압과 입력 전압의 비율에 의해 결정됩니다.이 점은 전송선의 임피던스 불연속성으로 정의됩니다.임피던스 불연속성은 서로 다른 특성의 임피던스를 가진 전송선의 일부일 수도 있고, 단 저항이나 칩 버퍼의 입력 임피던스일 수도 있다.
여기서 Z0은 전송선의 표준 임피던스이고 Zt는 전송선의 불연속점의 임피던스입니다.
이 방정식은 특성 임피던스 Z0이 있는 전송 라인에서 전송되는 신호가 불연속 임피던스 Zt를 만난다고 가정합니다.Z0 = Zt이면 반사 계수가 0이므로 반사가 없습니다.Z0이 Zt와 같은 경우를 일치단이라고 합니다.
다음 그림에서 볼 수 있듯이 입력 파형이 Zt로 종료되면 일부 신호 ViÍ가 소스로 반사되어 입력 파형에 추가되며 전체 입력 신호 파형의 폭은 ViË+Vi입니다.반사된 부분은 소스에서 다른 반사를 생성할 수 있으며 전송선이 안정될 때까지 반사와 반사가 지속됩니다.
그림 3.잘못된 신호 반사에 저항
전송 케이블이 정확히 일치하고 단락 및 오프라인일 때 반사 계수는 다음 그림과 같습니다.
그림 4.(a) 단자 (b) 단락 (c) 회로의 반사 계수
상호 연결 링크의 실제 응용에서 이상적인 전송선이 없으면 정확하게 일치할 수 없기 때문에 신호 반사는 필연적으로 존재한다. PCB 설계의 관건은 어떻게 상호 연결 링크의 임피던스 부분이 가능한 한 간격을 좁혀 반사 신호의 폭을 낮추고 여러 차례 반사가 신호 품질에 미치는 치명적인 영향을 피하는 데 있다.
