마이크로웨이브 기술 - PCB 고주파 회로를 효과적으로 경로설정하는 10가지 팁

PCB 고주파 회로를 효과적으로 경로설정하는 10가지 팁

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 회로 기판 설계는 매우 복잡한 설계 과정이며, 그 배선은 전체 설계에 매우 중요하다!

첫 번째 팁 다중 레이어 보드 경로설정

고주파 회로는 집적도가 높고 케이블 밀도가 높은 경우가 많습니다.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.

일부 데이터는 동일한 재료를 사용할 때 4 계층 패널의 노이즈가 이중 패널보다 20dB 낮다는 것을 보여줍니다.그러나 문제가 있습니다.PCB 하프 레이어의 수가 높을수록 제조 공정이 복잡해지고 단위 비용도 높아집니다.따라서 PCB 레이아웃을 실행할 때 적절한 계층 수가 있는 PCB 보드를 선택해야 합니다.적절한 컴포넌트 레이아웃을 계획하고 정확한 경로설정 규칙을 사용하여 설계를 완료합니다.

두 번째 팁은 지시선의 굴곡이 가능한 한 작기 때문에 더 많은 고속 전자 장치 핀을 사용하는 것입니다.

고주파 회로 배선의 지시선은 전체 직선을 사용하는 것이 가장 좋으며 회전이 필요하다.45도 점선 또는 호를 통해 회전할 수 있습니다. 이 요구 사항은 저주파 회로에서 동박의 고정 강도를 높이는 데만 사용되며 고주파 회로에서는 충족됩니다.하나의 요구 사항은 고주파 신호의 외부 송신과 상호 결합을 줄일 수 있다.

세 번째 팁은 고주파 회로 장치 핀들 사이의 지시선이 가능한 한 짧다는 것입니다.

신호의 복사 강도는 신호선의 흔적선 길이와 비례한다.고주파 신호 지시선이 길수록 그 가까이에 있는 부품에 쉽게 결합할 수 있다. 따라서 시계, 트랜지스터 발진기, DDR 데이터, LVDS 라인, USB 라인, HDMI 라인 등의 신호에 대해서는 고주파 신호선이 가능한 한 짧아야 한다.

네 번째 팁은 고주파 회로 장치 핀 사이의 지시선 레이어의 수를 가능한 한 줄이는 것입니다.

지시선의 레이어 간 교체가 적을수록 좋다는 것은 컴포넌트 연결 중에 사용되는 오버홀(Via)이 적을수록 좋다는 의미입니다.측면에 따라 구멍을 통과하면 약 0.5pF의 분산 용량을 가져올 수 있으며 구멍 수를 줄이면 속도가 크게 향상되고 데이터 오류 가능성이 줄어듭니다.

다섯 번째 기술은 신호선이 긴밀한 병렬 경로설정에 도입된 "직렬 교란" 에 주의하는 것입니다.

고주파 회로 배선은 신호선의 긴밀한 병렬 배선에 의해 도입되는 직렬 교란에 주의해야 한다.직렬 교란은 직접 연결되지 않은 신호선 사이의 결합 현상을 가리킨다.고주파 신호는 전자파 형태로 전송선을 따라 전송되기 때문에 신호선은 안테나 역할을 하고 전자장의 에너지는 전송선 주변에서 발사된다.신호 사이의 전자장의 상호 결합으로 인해 기대하지 않는 소음 신호가 생겼다.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 합니다.

배선 공간이 허용되는 경우 더 심하게 교란되는 두 컨덕터 사이에 접지선이나 접지 평면을 삽입하면 교란을 격리하고 줄일 수 있습니다.

신호선 주위의 공간에 시변 전자장이 존재할 때 평행 분포를 피할 수 없다면 평행 신호선의 맞은편에 넓은 면적의'땅'을 배치하여 간섭을 크게 줄일 수 있다.

배선 공간이 허용되는 경우 인접한 신호선 사이의 간격을 늘리고 신호선의 평행 길이를 줄이며 시계선이 평행이 아닌 핵심 신호선에 수직하도록 합니다.

동일한 레이어에서 평행 경로설정이 거의 불가피한 경우 인접한 두 레이어에서 경로설정 방향이 서로 수직이어야 합니다.

디지털 회로에서 일반적인 시계 신호는 빠른 변두리 변화와 높은 외부 교란을 가진 신호입니다.따라서 설계에서 시계선은 지선에 둘러싸여 더 많은 지선 구멍을 뚫어 분포 용량을 줄여 직렬 교란을 줄여야 한다.

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 억제할 수 있다.실천이 증명하다싶이 이런 방법으로 교란을 제거하면 때로는 즉시 효과를 볼수 있다.

여섯 번째 팁은 집적 회로 블록의 전원 핀에 고주파 디커플링 콘덴서를 추가하는 것입니다.

근처에 있는 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 기술은 고주파 디지털 신호의 지선과 아날로그 신호의 지선을 분리하는 것이다

아날로그 지선, 디지털 지선 등이 공공 지선에 연결될 때 고주파 압류 자기구슬을 사용하여 연결하거나 직접 격리하고 적합한 곳을 선택하여 단일 연결을 한다.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 고주파디지털신호의 지선과 아날로그신호의 지선은 격리되여야 하며 적합한 위치에서 단일점상호련결방법을 사용할수도 있고 고주파압류권자기구슬상호련결방법을 사용할수도 있다.

루트가 루프를 형성하지 않도록 하는 여덟 번째 팁

각종 고주파 신호의 궤적은 가능한 한 회로를 형성하지 않아야 한다.불가피한 경우 루프 면적은 가능한 한 작아야 합니다.

9번째 기술은 좋은 신호 임피던스 정합을 확보해야 한다

신호 전송 과정에서 임피던스가 일치하지 않을 때 신호는 전송 채널에서 반사되고 반사는 합성 신호가 과충을 형성하여 신호가 논리적 임계값 부근에서 파동하게 된다.

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 전송선에 갑작스러운 변화나 코너가 있을 수 없으며 전송선의 각 점에 대한 임피던스 연속성을 최대한 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 전송선의 각 부분 사이에 반사가 있을 수 있습니다.따라서 고속 PCB 경로설정 과정에서 다음 경로설정 규칙을 준수해야 합니다.

USB 연결 규칙.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 차동 신호 임피던스를 100 + -15% 옴으로 제어하기 위해 LVDS 신호 차동 라우팅, 선가중치 7mil, 선간 거리 6mil 필요

DDR 경로설정 규칙.DDR1 흔적선은 신호가 가능한 한 구멍을 통과하지 않도록 해야 하며, 신호선은 같은 너비를 가지고 있으며, 선 간격은 같다.흔적선은 반드시 2W 원리를 만족시켜 신호 사이의 교란을 줄여야 한다.DDR2 이상의 고속 부품의 경우 고주파 데이터도 필요합니다.이러한 선의 길이는 신호의 임피던스가 일치하는지 확인하기 위해 동일합니다.

신호 전송의 무결성을 유지하는 10번째 팁

신호 전송의 무결성을 유지하고 접지 분열로 인한'접지 반등 현상'을 방지한다.