PCB 뉴스 - PCB 회로의 전원 무결성 설계

PCB 설계에서 우리는 일반적으로 신호의 질에 관심을 갖지만 때로는 신호선에 국한하여 연구하고 전원과 접지를 리상적인 조건으로 간주하기도 한다.이것은 문제를 단순화할 수 있지만 고속 설계에 있습니다.중국에서는 이런 간소화는 이미 실행할 수 없다.회로 설계의 더 직접적인 결과는 신호 무결성에 나타나지만 전원 무결성 설계를 무시할 수는 없습니다.전원 무결성은 최종 PCB 보드의 신호 무결성에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다.전력 무결성은 신호 무결성과 밀접한 관련이 있으며, 많은 경우 신호가 왜곡되는 주요 원인은 전력 시스템입니다.예를 들어, 접지 반발 소음이 너무 크고, 디커플링 콘덴서의 설계가 적합하지 않으며, 회로 영향이 매우 심각하고, 여러 전원/접지 평면의 구분이 좋지 않으며, 접지층의 설계가 불합리하고, 전류가 고르지 않은 등이다.

1) 배전 시스템

전원 무결성 설계는 매우 복잡한 문제이지만 최근 몇 년 동안 전력 시스템 (전원 및 접지 평면) 간의 임피던스를 제어하는 방법이 설계의 핵심입니다.이론적으로, 전력 시스템 간의 임피던스는 낮을수록 좋고, 임피던스는 낮을수록, 소음 폭은 작을수록, 전압 손실도 적다.실제 설계에서 우리는 최대 전압과 전원 범위를 지정하여 우리가 달성하고자 하는 목표 임피던스를 확정한 다음, 회로의 관련 요소를 조정하여 전력 시스템의 각 부분의 임피던스 (주파수 관련) 가 목표 임피던스에 접근하도록 할 수 있다.

2) 지면 반등

고속 장치의 가장자리 속도가 0.5ns 미만이면 대용량 데이터 버스의 데이터 교환 속도가 매우 빠릅니다.그것이 출력층에서 강렬한 파문을 일으켜 신호에 영향을 줄수 있을 때 출력이 불안정한 문제가 나타난다.접지 회로를 통과하는 전류가 변하면 회로 감지로 인해 전압이 발생한다.상승 연축이 짧을 때 전류 변화율이 증가하고 접지 반등 전압이 증가한다.이때 접지평면 (지) 은 더는 리상적인 령전평이 아니며 전원도 리상적인 직류전세가 아니다.동시에 전환하는 문의 수가 증가하면 지면의 반등이 더욱 심해진다.128비트 버스의 경우 50-100개의 I/O 케이블이 동일한 클럭 가장자리를 전환할 수 있습니다.이때 동시에 전환되는 I/O 드라이브에 피드백되는 전원과 접지 회로의 감촉은 가능한 한 낮아야 합니다. 그렇지 않으면 정지할 때 같은 접지에 연결할 때 전압 브러시가 발생합니다. 칩, 패키지, 커넥터 또는 회로 기판과 같은 접지 반등은 접지 반등을 초래하여 전원 무결성 문제를 초래할 수 있습니다.

기술 발전의 관점에서 볼 때, 이 설비의 상승 가장자리는 줄어들 뿐이고, 버스의 폭은 증가할 뿐이다.접지 반발을 수용 가능한 수준으로 유지하는 유일한 방법은 전원과 접지 분배 전감을 낮추는 것이다.칩의 경우 어레이 칩으로 이동하여 가능한 한 많은 전원과 접지를 배치하고 가능한 한 짧은 패키지에 케이블을 연결하여 감전을 줄이는 것을 의미합니다.패키지의 경우 BGA 패키지에 사용되는 것과 같이 전원 접지 평면 사이의 거리를 더 가깝게 만들기 위해 레이어 패키지를 이동합니다.커넥터의 경우 커넥터 기반 리본 케이블과 같은 내부 전원 공급 장치와 접지 평면을 갖도록 커넥터를 재설계하는 데 더 많은 접지 핀을 사용합니다.보드의 경우 인접한 전원 공급 장치와 접지 평면을 최대한 가깝게 만듭니다.전감은 길이에 비례하기 때문에 전원과 접지 사이의 연결을 가능한 한 짧게 하면 접지 소음을 줄일 수 있다.

3) 디커플링 콘덴서

우리는 모두 전원과 땅 사이에 콘덴서를 추가하면 시스템의 소음을 줄일 수 있다는 것을 알고 있지만, 회로판에 콘덴서를 얼마나 넣어야 합니까?각 콘덴서의 적정치는 얼마입니까?각 콘덴서의 위치가 더 좋습니까?이런 문제들과 마찬가지로 우리는 일반적으로 진지하게 고려하지 않고 설계사의 경험에 근거하여 하며 때로는 전기용량이 작을수록 좋다고 여기기도 한다.고속 설계에서 우리는 반드시 콘덴서의 기생 파라미터를 고려하여 디커플링 콘덴서의 수량, 각 콘덴서의 콘덴서 값과 배치의 구체적인 위치를 정량적으로 계산하여 시스템의 임피던스가 제어 범위 내에 있는지 확인해야 한다. 이것은 하나의 기본 원리이다. 그것은 필요한 디커플링 콘덴서이다. 하나도 부족한 것이 없다.그리고 여분의 콘덴서가 없다.

이상은 PCB 회로의 전원 무결성 설계에 대한 소개입니다.Ipcb는 PCB 제조업체 및 PCB 제조 기술에도 제공됩니다.