마이크로웨이브 기술 - 고주파 및 고밀도 PCB 레이아웃 설계 고려 사항

현재의 부품은 고속, 저전력, 작은 크기, 높은 방해 방지 방향으로 발전하고 있다.PCB 설계는 전자 제품 설계의 중요한 단계입니다.그것은 전자 부품 간의 연결과 기능을 구현 할 수 있으며 전원 회로 설계의 중요한 부분입니다.고주파 회로는 더 높은 집적도와 더 높은 배치 밀도를 가지고 있기 때문에 어떻게 하면 고속 고밀도 마더보드의 배치를 더욱 합리적이고 과학적으로 할 수 있는지가 매우 중요하다.

고속 PCB 레이아웃 설계 고려 사항

전기 원리도를 설계할 때는 구조적 요구 사항과 기능에 따라 여러 기능 모듈판을 구분하여 사용하고 각 기능판 PCB의 물리적 크기와 설치 방법을 결정해야 한다.또한 디버깅 및 유지 관리의 편의성, 차폐, 발열 및 EMI 성능도 고려해야 합니다.

레이아웃을 계획할 때는 주요 회로, 신호선, 경로설정 방법의 세부 사항 및 따를 경로설정 원칙과 같은 레이아웃 평면을 결정해야 합니다.PCB 설계 프로세스의 몇 단계를 검사, 분석 및 수정합니다.전체 레이아웃 프로세스가 완료되면 추가 설계 전에 종합 규칙을 검사하는 데 문제가 없습니다.

다중 레이어 PCB 레이아웃 설계 정보:

고주파 회로는 일반적으로 고도로 집적되어 있으며 고밀도 케이블 연결 설계가 있습니다.그러므로 다층판을 사용하는것은 주로 교란을 줄이는 필요하고 효과적인 수단이다.PCB 배치 단계에서는 중간층을 충분히 활용하여 설계할 수 있도록 판의 크기와 층수를 합리적으로 계획해야 하며, 접지 처리를 할 수 있을 뿐만 아니라 기생 감지를 효과적으로 낮추고 신호 전송 길이를 단축할 수 있으며 신호 등의 요소도 크게 줄일 수 있다.교차 간섭 등 장점, 상술한 방법은 고주파 회로의 신뢰성 설계에 유리하다.같은 조각재를 사용해도 4층판의 소음은 듀얼 패널의 소음보다 20dB 낮다.그러나 PCB 레이어가 많을수록 제조 공정이 복잡해지고 비용이 많이 든다는 문제도 있습니다.따라서 PCB 레이아웃에서 적절한 PCB 계층 수를 선택하는 것 외에 합리적인 컴포넌트 레이아웃을 수행해야 합니다.적절한 경로설정 규칙을 계획하고 사용하여 설계를 완료합니다.다중 레이어 PCB 레이아웃의 설계를 중심으로 다음 8가지를 설명합니다.

다중 레이어 PCB 레이아웃 설계

1.고주파 회로층 사이의 핀의 교차 지시선은 적을수록 좋다.

이는 연결에 사용되는 Via가 적을수록 좋다는 것을 의미합니다.그 이유는 Via가 0.5pF의 분산 용량을 가져올 수 있고, Via의 수를 줄이면 응답 속도가 높아지고 데이터 오류 가능성이 낮아지기 때문이다.

2. 고주파 회로 핀 사이의 지시선은 짧을수록 좋다.

신호의 복사 강도는 신호선의 경로설정 길이에 비례한다.고주파 신호의 배선이 길수록 장치에 쉽게 결합됩니다.따라서 신호 시계, 트랜지스터 발진기, DDR 데이터, LVDS, USB 및 HDMI와 같은 고주파 신호선의 경우 케이블 길이가 짧을수록 좋으며 공간이 있으면 패키지가 필요합니다.

3.고주파 전자 장치에서 핀 사이의 경로설정은 작을수록 좋습니다.

고주파 컨덕터의 경우 선을 사용하는 것이 좋습니다.구부려야 할 경우 45도 또는 호를 사용하여 파이프를 경로설정할 수 있습니다.이 요구 사항은 저주파 회로에서 동박의 결합 강도를 높이는 데만 사용되며, 고주파 회로에서는 고주파 신호 간의 반사 및 결합 간섭을 줄일 수 있습니다.

4. 신호선이 평행 경로설정 및 근접 경로설정 시 도입되는 "간섭" 에 주의하십시오.

고주파 회로 경로설정의 경우 근거리 평행 신호선이 도입하는 직렬 교란에 주의해야 합니다.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.전자장의 결합으로 인해 신호 사이에 필요하지 않은 소음 신호를 직렬 교란이라고 한다.PCB 계층의 매개변수, 신호선의 간격, 송신 및 수신 단자의 전기 특성 및 신호선의 연결 방법은 모두 직렬 교란에 일정한 영향을 미칩니다.그래서

(1) 두 전선 사이에 심각한 간섭이 있는 경우 경로설정 공간이 허락하는 경우 두 전선 사이에 지선이나 접지 평면을 삽입하여 격리된 역할을 하고 간섭을 줄일 수 있습니다.

(2) 신호선 주위의 공간 자체에 가변 전자장이 있을 때 평행 분포를 피할 수 없다면 평행 신호선의 다른 쪽에 넓은 면적의'땅'을 설치하면 간섭을 크게 줄일 수 있다.

(3) 배선 공간이 충분하다는 전제하에 인접한 신호선 사이의 공간을 늘리고 신호선의 평행 길이를 줄일 수 있다.시계선은 평행이 아니라 키 신호선에 수직해야 합니다.

(4) 동일한 레이어의 평행선이 거의 불가피한 경우 인접 레이어에서 서로 수직이어야 합니다.

(5) 디지털 회로에서 일반적인 시계 신호는 빠른 변두리 변화 신호이며 외부 교란이 매우 크다.따라서 설계에서 시계선이 접지하고 접지선에 더 많은 공간을 남겨 분포용량을 줄여 직렬 교란을 줄이는 것이 좋습니다.

(6) 고주파 신호 시계는 가능한 한 저압 차분 시계 신호를 사용하고 천공의 완전성에 주의해야 한다.

(7) 맨발을 공중에 띄우지 말고 접지하거나 전원을 연결해야 한다. 왜냐하면 해먹선은 안테나를 발사하는 것과 같을 수 있고 접지는 발사를 억제할 수 있기 때문이다.

5.고주파 디지털 신호 지선과 아날로그 신호 지선은 분리해야 한다.

아날로그, 디지털 지선 등을 공용 지선에 연결할 때는 고주파 압류 마그네틱 구슬 연결 또는 직접 격리를 사용하고 적합한 단일 지점 연결을 선택합니다.지선 접지 전위의 고주파 디지털 신호는 일치하지 않고 둘 사이에 직접적인 전압차가 존재하며 고주파 디지털 신호 지선은 종종 많이 포함된다.디지털 신호에 직접 연결되면 고주파 신호 접지 고조파 분량 신호와 아날로그 신호 접지.고주파 신호의 고조파는 접지 방식을 통해 아날로그 신호의 간섭과 결합될 것이다.그러므로 정상적인 상황에서 고주파 디지털신호의 지선과 아날로그신호의 지선은 격리되여 디지털지와 아날로그지 사이의 교란을 피해야 한다.

6.IC 모듈 전원 핀의 고주파 디커플링 용량을 추가합니다.

각 IC 모듈의 전원 핀에 고주파 디커플링 콘덴서를 추가합니다.IC 모듈의 전원 핀의 고주파 디커플링 콘덴서를 추가하면 고주파 고조파가 전원 핀에 대한 방해를 효과적으로 억제할 수 있다.

7. 연결할 때 회로가 나타나지 않도록 해야 한다.

연결할 때 각종 고주파 신호는 회로를 형성해서는 안 된다.불가피한 경우 루프 면적은 가능한 한 작아야 합니다.

8. 핵심 신호는 임피던스 일치 요구 사항을 충족해야합니다.

전송 중 임피던스가 일치하지 않으면 신호가 전송 채널에서 반사되어 합성 신호가 과충되어 논리적 임계값 근처에서 신호가 변동합니다.반사를 제거하는 기본적인 방법은 전송 신호의 임피던스와 잘 일치하는 것입니다.부하 임피던스와 전송선의 특성 임피던스 사이의 차이가 크고 반사가 크기 때문에 신호 전송선의 특징 임피던스는 가능한 한 부하와 임피던스와 같아야 한다.또한 PCB의 전송선이 갑자기 변경되거나 코너가 될 수 없으며 가능한 한 전송선의 각 점 사이의 임피던스 연속을 유지해야 합니다. 그렇지 않으면 전송선의 각 구간 사이에 반사가 있을 수 있습니다.고속 PCB 경로설정을 수행하려면 다음 경로설정 규칙을 따라야 합니다.

(1) LVDS 경로설정 규칙.LVDS 신호는 차분포선이 필요하며 선폭은 7밀이, 선간격은 6밀이다.

(2) USB 케이블 연결 규칙.차분포선은 USB 신호가 필요하며 선폭은 10mil, 선간격은 6mil, 지선과 신호선간격은 6mm이다.

(3) HDMI 케이블 연결 규칙.HDMI 신호차 분포선, 선폭 10mil, 선간격 6mil, 두 세트의 HDM1 차분신호 간격이 20mil를 초과해야 한다.

(4) DDR 경로설정 규칙.DDR 케이블을 연결하려면 신호가 가능한 한 구멍을 뚫지 않아야 합니다.신호선은 동일한 너비를 가지며 간격이 동일합니다.연결은 신호 간의 간섭을 줄이기 위해 3W 원칙을 준수해야 합니다.

신호 간 교란 감소

상술한 설계 방법 외에 고주파 신호는 라우팅할 때 큰 전자기 복사를 받기 쉽다.엔지니어는 PCB를 경로설정할 때 고속 신호 분기 또는 그루브 경로설정을 피해야 합니다.만약 고주파 신호선이 전원과 지면 사이에 연결되면 전원과 하층이 흡수하는 전자파에서 발생하는 복사가 크게 감소할 것이다.간단히 말해서, 고주파 회로는 일반적으로 높은 집적도와 높은 케이블 밀도를 가지고 있습니다.다층판의 사용은 간섭을 줄이는 필수적이고 효과적인 수단이다.PCB 배치 단계에서는 어떤 층의 인쇄회로기판 크기를 합리적으로 선택하고 중간층을 충분히 이용하여 차폐를 설치하여 접지평면에 더 잘 접근해야 한다.