PCB 블로그 - 고속 인쇄회로기판 배선 실천 지침

인쇄 회로 기판 경로설정은 고속 회로에서 중요한 역할을 하지만 일반적으로 회로 설계 프로세스의 몇 단계 중 하나입니다.좋은 다이어그램은 좋은 연결을 보장하지 않지만 좋은 연결은 좋은 다이어그램에서 시작됩니다.원리도를 그릴 때 자세히 고려해야 하며, 반드시 전체 회로의 신호 흐름을 고려해야 한다.다이어그램에서 왼쪽에서 오른쪽으로 정상적이고 안정적인 신호 흐름이 있다면 PCB 보드에도 마찬가지로 좋은 신호 흐름이 있어야 합니다.도식에 가능한 한 많은 유용한 정보를 제공합니다.회로 설계 엔지니어가 없는 경우가 있기 때문에 고객은 회로 문제를 해결하는 데 도움을 요청할 수 있으며, 이 작업에 종사하는 설계자, 기술자, 엔지니어는 우리를 포함하여 매우 감사할 것입니다. 일반적인 참조 식별자, 전력 소비량, 내결함성 외에도 원리도에는 어떤 정보가 제공되어야 합니까?다음은 일반 다이어그램을 최상위 다이어그램으로 변환하기 위한 몇 가지 권장 사항입니다.파형, 셸에 대한 기계적 정보, 인쇄 행의 길이, 빈 영역 추가PCB 보드에 배치해야 할 구성 요소를 나타냅니다.조정 정보, 컴포넌트 값 범위, 냉각 정보, 제어 임피던스 인쇄 회로, 주석 및 요약 회로 설명을 제공합니다.만약 당신이 스스로 배선을 설계하지 않았다면 반드시 충분한 시간을 남겨 배선인원의 설계를 자세히 검사해야 한다.

이 점에서 작은 예방이 백배의 보완보다 낫다.교환원이 너의 생각을 이해할 수 있을 것이라고 기대하지 마라.경로설정 설계 프로세스의 초기 단계에서 귀하의 의견과 지침은 매우 중요합니다.당신이 제공할 수 있는 정보가 많을수록, 전체 배선 과정에 대한 개입이 많을수록, 당신이 얻은 PCB 보드는 더욱 좋다.케이블 연결 설계 엔지니어를 위한 잠정적인 완료점 설정 - 원하는 케이블 연결 진행률에 따라 빠른 검사를 수행합니다.이러한 폐쇄 루프 방법은 경로설정이 잘못된 길로 빠지는 것을 방지하여 재작업 가능성을 줄일 수 있습니다.케이블 연결 엔지니어에게 필요한 지침에는 회로 기능에 대한 간단한 설명, 입력 및 출력 위치를 나타내는 PCB 보드 다이어그램,PCB 보드 스택 정보 (예: 보드의 두께, 레이어 수, 각 신호 레이어 및 접지면의 상세 정보 - 전력 소비량, 지선, 아날로그 신호, 디지털 신호 및 RF 신호);각 계층에 필요한 신호중요한 부품을 배치해야 합니다.바이패스 부품의 정확한 위치;어떤 인쇄선이 중요한가;어떤 선로가 임피던스 인쇄 선로를 제어해야 하는가?길이와 일치해야 하는 행부품 크기어떤 인쇄선로가 서로 멀리 떨어져야 하는가?서로 멀리 떨어져 있거나 가까이 있어야 하는 회선서로 멀리 떨어져 있거나 가까이 있어야 하는 어셈블리PCB 보드 위에 배치해야 하는 구성 요소와 아래에 배치해야 하는 구성 요소남의 정보가 너무 많고 적다고 절대 불평하지 마라?너무 많아요?아니요. PCB 보드에서처럼 위치가 전부예요.PCB에 회로를 배치할 위치, 특정 회로 구성 요소를 설치할 위치, 다른 인접 회로가 무엇인지 모두 중요합니다.

일반적으로 입력, 출력, 전원 공급 장치의 위치는 미리 정해져 있지만, 이들 사이의 회로는 "자신의 창의력을 발휘해야 한다." 이것이 바로 케이블 연결 세부 사항에 관심을 기울이면 큰 수익을 얻을 수 있는 이유이다.주요 부품의 위치부터 특정 회로와 전체 PCB 보드를 고려합니다.처음부터 핵심 구성 요소와 신호 경로의 위치를 지정하면 설계가 의도한 작업 목표에 부합하는지 확인할 수 있습니다.올바른 설계를 통해 비용과 스트레스를 줄이고 개발 주기를 단축할 수 있습니다.고속 연산 증폭기나 기타 고속 회로를 포함한 PCB 설계 과정에서 증폭기 전력단의 전원을 우회하여 소음을 낮추는 것은 매우 중요한 방면이다.고속 연산 증폭기를 우회하는 두 가지 일반적인 구성 방법이 있습니다.전원 단자 접지: 이 방법은 대부분의 경우 유효하며, 여러 개의 병렬 콘덴서를 사용하여 연산 증폭기의 전원 핀을 직접 접지합니다.일반적으로 병렬 콘덴서 두 개면 충분하지만 병렬 콘덴서를 추가하면 일부 회로에 도움이 될 수 있습니다.서로 다른 콘덴서 값을 가진 콘덴서의 병렬은 넓은 대역에서 전원 핀에서만 매우 낮은 AC 임피던스를 볼 수 있도록 합니다.이것은 감쇠 주파수보다 연산 증폭기의 전원 억제에 특히 중요하다.이 콘덴서는 증폭기의 PSR 감소를 보상하는 데 도움이 됩니다.10배 주파수 범위 내에서 저임피던스 접지 경로를 유지하면 유해 소음이 연산 증폭기에 들어가지 않도록 하는 데 도움이 될 것이다.그림 1은 여러 콘덴서의 병렬 사용의 장점을 보여줍니다.낮은 주파수에서 큰 전기 용기는 낮은 임피던스 접지 경로를 제공합니다.그러나 주파수가 자신의 공명 주파수에 도달하면 콘덴서의 용량이 약해져 점차 전기 감각이 나타난다.이것이 바로 여러 개의 콘덴서를 사용하는 것이 중요한 이유입니다. 한 콘덴서의 주파수 응답이 떨어지기 시작하면 다른 콘덴서의 주파수 응답도 작동하기 시작하기 때문에 많은 10배 주파수 범위 내에서 매우 낮은 교류 저항을 유지할 수 있습니다.연산 증폭기의 전원 핀에서 직접 시작합니다.커패시터 값과 물리적 크기가 있는 커패시터는 연산 증폭기와 PCB의 같은 쪽에 배치되고 가능한 한 증폭기에 접근해야 합니다.콘덴서의 접지 단자는 짧은 핀이나 인쇄 컨덕터를 사용하여 접지 평면에 직접 연결해야 합니다.상기 접지 연결은 가능한 한 증폭기의 부하 단자에 접근하여 전원 단자와 접지 단자 사이의 간섭을 줄여야 한다.보조 커패시터 값이 있는 커패시터의 경우 이 절차를 반복해야 합니다.이 콘덴서의 케이스 크기는 0508의 0.01로 매우 낮은 직렬 감지와 우수한 고주파 성능을 가지고 있다.전원 공급 장치에서 전원 공급 장치로: 다른 구성 방법은 하나 이상의 바이패스 콘덴서를 사용하여 연산 증폭기의 양극과 음극 전원 단자 사이에 연결합니다.이 방법은 일반적으로 회로에 4개의 콘덴서를 구성하기 어려울 때 사용됩니다.콘덴서 양쪽 끝의 전압이 단일 전원 바이패스 방법의 전압 값의 두 배이기 때문에 콘덴서 케이스의 크기가 증가할 수 있다는 단점이 있습니다.전압을 늘리려면 부품의 정격 격침 전압을 늘려야 한다. 즉, 케이스의 크기를 늘려야 한다.그러나이 방법은 PSR 및 왜곡 성능을 향상시킵니다.각 회로와 케이블 연결이 다르기 때문에 콘덴서의 구성, 수량 및 콘덴서 값은 실제 회로의 요구 사항에 따라 결정됩니다.기생 효과란 PCB에 잠입하여 회로가 심각하게 손상되고 두통과 설명할 수 없는 원인을 초래하는 작은 고장을 말한다.그것들은 고속 회로에 침투하는 기생 용량과 기생 감각이다.패키징 핀과 긴 흔적선으로 형성된 기생 감지를 포함한다;용접판에서 땅까지, 용접판에서 전원 평면 및 용접판에서 흔적선에 이르기까지 형성된 기생 용량;구멍 사이의 상호 영향 및 기타 많은 기생 효과.고속 회로에서 작은 값은 회로의 성능에 영향을 줍니다.때로는 몇 십 피법만으로도 충분하다.관련 예: 반상 입력단에 1pF의 추가 기생 용량만 있으면 주파수 영역에서 거의 2dB의 최고봉을 초래할 수 있다.만약 기생용량이 충분히 크다면 회로의 불안정과 진동을 초래하게 된다.띠 모양의 전감은 또 다른 고려해야 할 기생 효과이다.이것은 인쇄 회선이 너무 길거나 접지 평면이 부족하기 때문이다.

Isla µr는 PCB 보드 재료의 상대 자기 전도도를 나타냅니다.T는 PCB 보드의 두께를 나타냅니다.D1은 구멍 주위에 있는 용접 디스크의 지름을 나타냅니다.D2는 접지 평면에서 분리된 구멍의 지름을 나타냅니다.모든 크기는 센티미터 단위다. 0.157센티미터 두께의 PCB 보드에 뚫린 구멍은 1.2nH의 기생 센티미터와 0.5pF의 기생 용량을 증가시킨다.PCB 보드를 경로설정할 때 경계심을 갖고 기생 효과의 영향을 낮춰야 하는 이유다.접지 평면은 공용 참조 전압 역할을 하며 차폐를 제공하여 열을 방출하고 기생 감지를 낮출 수 있습니다 (하지만 기생 용량도 증가합니다).지면을 사용하면 많은 이점이 있지만 구현할 때 무엇을 할 수 있고 할 수 없는 것에 약간의 제한이 있기 때문에 조심해야 합니다.이상적으로 PCB 계층은 접지 평면에만 사용되어야 합니다.전체 평면이 손상되지 않으면 결과가 발생합니다.절대 이 전용층의 접지층 면적을 유용하여 다른 신호를 연결해서는 안 된다.접지 평면은 도체와 접지 평면 사이의 자기장을 제거할 수 있기 때문에 인쇄 선로의 전기 감각을 낮출 수 있다.접지 평면의 한 영역이 파괴되면 예기치 않은 기생 전감이 접지 평면 위나 아래의 인쇄 회로로 도입됩니다.접지평면은 일반적으로 큰 표면적과 횡단면적을 가지기 때문에 접지평면의 저항은 하나의 값을 유지한다.저주파 대역에서는 전류가 저항의 경로를 선택하지만 고주파 대역에서는 전류가 저항의 경로를 선택합니다.그러나 작은 지면이 더 좋을 때도 있습니다.접지 평면이 입력 또는 출력 용접판에서 멀리 떨어져 있으면 고속 연산 증폭기가 더 잘 작동합니다.입력단의 접지 평면에 도입된 기생 용량으로 인해 연산 증폭기의 입력 용량이 증가하고 위상 여유가 줄어들어 불안정성을 초래한다.기생효과 부분의 토론에서 볼 수 있듯이, 연산 증폭기 입력단의 1pF 커패시터는 매우 뚜렷한 최고봉을 초래할 수 있다.기생 용량성 부하를 포함한 출력처의 용량성 부하는 피드백 회로의 극점을 초래한다.이로 인해 위상 여유가 줄어들고 회로가 불안정해집니다.가능한 경우 각각의 접지 평면과 접지 평면을 포함하여 아날로그 회로와 디지털 회로를 분리해야 합니다.급상승은 전류의 가시가 지평면으로 유입될 수 있다.이러한 빠른 전류 피크로 인한 소음은 아날로그 성능을 손상시킬 수 있습니다.아날로그 접지와 디지털 접지는 순환하는 디지털과 아날로그 접지 전류와 소음을 줄이기 위해 공공 접지에 연결되어야 한다.고주파 범위 내에서'피부 효과'라고 불리는 현상을 고려해야 한다.피부로 가는 효과는 전류가 전선의 외표면에서 흐르기 때문에 전선의 횡단면이 더욱 좁아져 직류 저항을 증가시킨다.피부 효과는 본문의 범위를 넘어섰지만,이것은 동선의 피부 깊이에 대한 아주 좋은 근사 공식이다(센티미터, 낮은 감도 금속 도금은 피부 효과를 줄이는 데 도움이됩니다. 케이블 연결 및 차폐, PCB에는 DC에서 GHz 주파수 범위까지 높은 저전압 또는 전류를 포함한 다양한 아날로그 및 디지털 신호가 있습니다. 이러한 신호가 서로 간섭되지 않도록 보장하기는 어렵습니다. 동일한 PCB 보드에서 긴 평행선의 길이와 접근도를 줄입니다.신호 인쇄 도선 사이에는 전감 결합을 줄일 수 있다.인접층의 긴 흔적선의 길이를 줄이면 용량의 결합을 방지할 수 있다.고도의 격리가 필요한 신호 흔적선은 서로 다른 층에 위치해야 하며, 완전히 격리할 수 없다면 직교 흔적선에 위치하고 그들 사이에 접지 평면을 배치해야 한다.직교 배선은 커패시터 결합을 줄이고 지선은 전기 차폐를 형성합니다.이 방법은 제어 임피던스 인쇄 회선을 형성할 때 사용할 수 있다.고주파 신호는 일반적으로 제어 임피던스 인쇄 회로에서 흐릅니다.즉, 인쇄 회선은 50섬과 같은 특성 임피던스를 유지합니다.마이크로밴드 4와 밴드 라인 5라는 흔히 볼 수 있는 제어 가능한 임피던스 인쇄선은 비슷한 효과를 얻을 수 있지만 실현 방법은 다르다.H는 접지평면에서 신호 흔적선까지의 거리를 나타내고 W는 흔적선의 너비, T는 흔적선의 두께를 나타낸다.모든 치수는 밀이 단위입니다.Isla µr는 PCB 보드 재료의 개전 상수를 나타냅니다.막대 제어 임피던스 인쇄선은 두 겹의 접지 평면을 사용하며, 신호 인쇄선은 그 안에 끼워져 있다. 이 방법은 더 많은 인쇄선을 사용하는데, 더 많은 PCB 층이 필요하며, 개전 두께의 변화에 민감하고 비용이 더 많이 들기 때문에 일반적으로 까다로운 응용에만 사용된다.높은 수준의 PCB 레이아웃은 특히 고속 회로에서 연산 증폭기 회로의 성공적인 설계에 매우 중요합니다.양호한 원리도는 양호한 배선의 기초이다.회로 설계 엔지니어와 케이블 설계 엔지니어 간의 긴밀한 협력은 특히 컴포넌트와 케이블의 위치 측면에서 매우 중요합니다.고려해야 할 사항은 전원 공급 장치 우회, 배송 효과 감소, 접지 평면 사용, 연산 증폭기 패키지의 영향, 인쇄 회로 기판 케이블 연결 및 차단 방법입니다.