정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
PCB 보드 설계 및 케이블 연결의 품질은 전체 시스템의 성능에 직접적인 영향을 미치며 대부분의 고속 설계 이론은 궁극적으로 레이아웃을 통해 구현되고 검증됩니다.따라서 고속 PCB 설계에서 케이블 연결이 매우 중요합니다.다음은 실제 경로설정에서 발생할 수 있는 몇 가지 상황의 합리성을 분석하고 최적화된 경로설정 전략을 제시한다.주로 직각 배선, 차분포선, 뱀형 배선 세 가지 측면에서 논술한다.
1.직각 주선 직각 주선은 일반적으로 PCB 주선에서 가능한 한 피해야 할 상황으로, 거의 이미 주선의 품질을 측정하는 기준 중의 하나가 되었다.그렇다면 직각 경로설정은 신호 전송에 얼마나 큰 영향을 미칩니까?원칙적으로 직각 흔적선은 전송선의 선폭을 바꾸어 임피던스의 불연속성을 초래한다.사실상 직각적선은 물론 예각적선도 저항변화를 일으킬수 있다.직각 흔적선이 신호에 미치는 영향은 주로 세 가지 측면에서 나타난다. (1) 회전각은 전송선의 용량 부하에 해당하여 상승 시간을 늦출 수 있다.(2) 임피던스가 연속되지 않으면 신호 반사를 일으킬 수 있습니다.(3) 직각으로 생성된 EMI.전송선의 직각으로 인한 기생용량은 다음과 같은 경험 공식을 통해 계산할 수 있다: C = 61W (Er) 1/2/Z0, 상기 공식에서 C는 각의 등효용량 (단위: pF), W는 흔적선의 너비 (단위: 인치), Isla µr 는 매체의 매개전기 상수, Z0 은 전송선의 특성 저항이다.예를 들어, 4Mils 50 옴의 전송선 (섬은 4.3) 의 경우 직각에 따른 용량은 약 0.0101pF이며, 이로 인한 상승 시간 변화는 T10-90% = 2.2 * C* Z0/2 = 2.2 * 0.0101 * 50/2 = 0.556ps로 추정할 수 있습니다. 계산에서 볼 수 있듯이 직각 궤적에 의한 용량 효과는 매우 작습니다.직각 흔적선의 선폭이 증가함에 따라 그곳의 저항이 낮아지기 때문에 일정한 신호 반사 현상이 나타날 수 있다.전송선 장에 언급된 임피던스 계산 공식에 따라 선가중치 증가에 따른 동등한 임피던스를 계산한 다음 경험 공식에 따라 반사 계수를 계산할 수 있습니다: Í=(Zs-Z0)/(Zs+Z0).일반적으로 직각 경로설정으로 인한 임피던스 변화는 7%에서 20% 사이이므로 반사 계수는 약 0.1입니다.또한 다음 그림에서 볼 수 있듯이 W/2 회선 동안 전송선의 임피던스는 100% 로 변경된 다음 W/2 시간 후에 정상 임피던스로 돌아갑니다.전체 임피던스 변화는 매우 짧은 시간 (일반적으로 10ps 이내) 에 발생합니다.,일반적인 신호 전송에 있어서 이런 빠르고 작은 변화는 거의 무시할 수 있다.많은 사람들이 직각 배선에 대해 전자파를 발사하거나 수신하고 EMI를 생성하기 쉽다는 이해를 가지고 있으며, 이는 많은 사람들이 직각 배선이 불가능하다고 생각하는 이유 중 하나입니다.그러나 많은 실제 테스트 결과는 직각 흔적선이 직선보다 현저한 EMI를 생성하지 않는다는 것을 보여줍니다.아마도 현재의 계기 성능과 테스트 수준은 테스트 가능성을 제한하고 있을 것이다. 그러나 적어도 그것은 직각 궤적의 복사가 이미 계기 자체의 측정 오차보다 작다는 문제를 보여준다.일반적으로 직각 경로설정은 당신이 생각하는 것처럼 그렇게 무섭지 않습니다.적어도 GHz 이하의 응용에서는 용량, 반사, EMI 등 어떤 영향도 TDR 테스트에 거의 반영되지 않았다.고속 PCB 보드 설계 엔지니어의 중점은 여전히 레이아웃, 전원/접지 설계 및 트랙 설계에 있어야합니다.,오버홀 및 기타 영역.물론 직각 경로설정의 영향은 심각하지 않지만 앞으로 직각선으로 갈 수 있다는 뜻은 아닙니다.세부 사항을 중시하는 것은 모든 엔지니어가 반드시 갖추어야 할 기본 자질이다.또한 디지털 회로, PCB 보드가 빠르게 발전함에 따라 엔지니어가 처리하는 신호 주파수는 계속 증가할 것이며, 10GHz 이상의 무선 주파수 설계 분야에서는 이러한 작은 직각이 고속 문제의 초점이 될 수 있다.차분 추적 차분 신호는 고속 회로 기판 설계에서 점점 광범위하게 응용되고 있다.회로의 핵심 신호는 일반적으로 차동 구조로 설계됩니다.왜 이렇게 인기가 많습니까?PCB 보드 설계에서 우수한 성능을 보장하려면 어떻게 해야 합니까?이 두 가지 문제가 있으면, 우리는 다음 부분의 토론에 들어간다.차동 신호란 무엇입니까?문외한의 말을 빌리자면, 구동단은 두 값이 같고, 위상이 상반되는 신호를 보내고, 수신단은 두 전압 사이의 차이를 비교하여 논리 상태"0"또는"1"을 판단한다.차분 신호를 탑재한 한 쌍의 흔적선을 차분 흔적선이라고 한다.일반적인 단일 신호 궤적에 비해 차분 신호는 다음과 같은 세 가지 측면에서 뚜렷한 장점을 가진다. a.두 차동 흔적선 사이의 결합이 매우 좋기 때문에 방해에 강하다.외부에 소음교란이 존재할 때 그들은 거의 동시에 두 전선에 결합되며 수신단은 두 신호간의 차이에만 관심을 돌린다.따라서 외부 공통 모드 노이즈를 완전히 제거할 수 있습니다. b. EMI를 효과적으로 억제할 수 있습니다.마찬가지로 두 신호의 극성이 상반되기 때문에 그들이 방사하는 전자장은 서로 상쇄할 수 있다.결합이 긴밀할수록 외부로 방출되는 전자에너지는 감소한다. c. 타이밍 포지셔닝, 차분 신호의 스위치 변화는 두 신호의 교차점에 위치하기 때문에 일반적인 단일 신호는 고저 두 임계값 전압에 의존하지 않기 때문에 공정과 온도의 영향을 비교적 적게 받아 타이밍 오차를 줄일 수 있다.저진폭 신호를 가진 회로에도 더 적합합니다.현재 유행하는 LVDS는 바로 이런 소폭의 차분 신호 기술을 가리킨다.PCB 보드 엔지니어의 경우 차분포선의 이러한 이점이 실제 경로설정에서 충분히 활용될 수 있도록 하는 방법에 관심이 있습니다.아마도 stackup을 접촉한 사람은 누구나 차분적선의 일반적인 요구, 즉"등장, 등간격"을 리해할것이다.Eq
오해 2: 일치하는 회선 길이보다 동일한 간격을 유지하는 것이 더 중요하다고 생각합니다.실제 PCB 보드 레이아웃에서는 차등 설계의 요구 사항을 동시에 충족할 수 없는 경우가 많습니다.핀의 분포, 오버홀 및 경로설정 공간 등의 요인으로 인해 적절한 경로설정을 통해 회선 길이를 일치시키는 목적을 달성해야 하지만 그 결과 차선 쌍의 일부 영역은 평행할 수 없어야 합니다.이럴 때 우리는 어떻게 해야 합니까?저울질은 어떻습니까?결론에 도달하기 전에 다음 시뮬레이션 결과를 살펴보겠습니다.이상의 시뮬레이션 결과를 보면, 시나리오 1과 시나리오 2의 파형은 거의 일치한다. 즉, 같지 않은 간격이 미치는 영향이 가장 적다.이에 비해 회선 길이가 맞지 않는 것은 시간에 미치는 영향이 훨씬 크다 (옵션 3).이론적 분석에 의하면 간격의 불일치로 인해 차분 임피던스에 변화가 발생하지만 차분대 간의 결합 자체가 현저하지 않고 임피던스 변화 범위도 매우 작기 때문에 보통 10% 이내인데 이것은 한 번에 통과하는 것과 같다. 빈 구멍으로 인한 반사는 신호 전달에 현저한 영향을 미치지 않는다.회선 길이가 일치하지 않으면 정시 오프셋 외에도 차등 신호에 공통 모델 컴포넌트를 도입하여 신호의 품질을 낮추고 EMI를 증가시킵니다.PCB상 차분 흔적선 설계의 중요한 규칙은 선로의 길이가 일치하는 것이며, 기타 규칙은 설계 요구와 실제 응용에 따라 유연하게 처리할 수 있다고 말할 수 있다.오해 3: 미분 궤적이 매우 가까워야 한다고 생각한다.차분적선의 접근을 유지하는것은 그들의 결합을 증강하기 위해서이다. 이는 소음에 대한 면역력을 높일수 있을뿐만아니라 자기장의 상반극성을 충분히 리용하여 외계에 대한 전자기교란을 상쇄할수 있다.이 방법은 대부분의 경우 매우 유용하지만 그렇지 않습니다.외부 간섭을 완전히 차단할 수 있다면 서로 강한 결합을 통해 간섭과 간섭에 저항할 필요가 없습니다.EMI의 목적을 억제합니다.우리는 어떻게 차분 흔적선이 양호한 격리와 차단을 갖추도록 확보합니까?다른 신호 궤적과의 거리를 늘리는 것이 기본 방법 중 하나입니다.전자장의 에너지는 거리의 제곱 관계에 따라 감소한다.일반적으로 선 사이의 거리가 선가중치의 4배를 초과할 때 간섭은 극히 미약하며 기본적으로 가능합니다. 무시합니다.이밖에 접지평면의 격리도 아주 좋은 차페역할을 할수 있다.이 구조는 고주파 (10G 이상) IC 패키징 PCB 보드의 설계에 자주 사용됩니다.CPW 구조로 알려져 있으며 엄격한 차동 임피던스 제어 (2Z0) 를 보장합니다.차동 흔적 선은 다른 신호 계층에서도 작동 할 수 있지만 일반적으로 다른 계층에서 발생하는 임피던스와 오버홀 차이로 인해 차동 모드 전송의 효과가 손상되고 공통 모드 노이즈가 도입되기 때문에 이러한 방법을 사용하는 것이 권장되지 않습니다.또 두 인접층이 긴밀히 결합하지 않으면 차분 흔적선의 소음 저항 능력이 떨어지지만 주변 흔적선과의 적당한 간격을 유지할 수 있다면 교란은 문제가 되지 않는다.EMI는 일반 주파수 (기가헤르츠 미만) 에서 심각한 문제가 아닙니다.실험이 보여준데 따르면 500Mils에서 떨어진 차분적선에 대해 3메터 거리에서의 복사에네르기감쇠는 이미 60dB에 달해 FCC의 전자기복사표준을 만족시키기에 충분하기에 설계자는 차분선결합부족으로 인한 전자기비호환을 너무 걱정할 필요가 없다.파이톤 파이톤은 Layout에서 자주 사용하는 케이블 연결 방법입니다.시스템 타이밍 설계 요구 사항에 맞게 지연을 조정하는 것이 주요 목적입니다.설계자는 먼저 뱀선로가 신호의 질을 파괴하고 전송지연을 개변시키며 배선할 때 그것을 사용하지 않도록 해야 한다는 리해를 가져야 한다.그러나 실제 설계에서는 신호가 충분한 유지 시간을 갖도록 하거나 같은 그룹에서 신호 간의 시간 오프셋을 줄이기 위해 의도적으로 경로를 설정해야 하는 경우가 많습니다.그렇다면 뱀 모양의 전선은 신호 전송에 어떤 영향을 미칩니까?라우팅할 때 무엇을 주의해야 합니까?두 주요 매개변수는 평행 결합 길이와 결합 거리입니다.분명히, 신호가 파이톤 궤적에서 전송될 때, 평행 선 세그먼트 사이에 결합이 발생하는데, 차형 형태로, S가 작을수록, Lp가 클수록 결합도가 크다.이로 인해 전송 지연이 줄어들고 간섭으로 인해 신호의 품질이 크게 저하될 수 있습니다.메커니즘에 관해서는 3장에서 공통 모드와 차형 모드의 간섭에 대한 분석을 참조하십시오. 파이톤 선을 처리할 때의 몇 가지 팁: (1) 평행 선 세그먼트의 거리를 3H 이상 늘리십시오. 여기서 H는 신호 흔적선에서 참조 평면까지의 거리를 의미합니다.문외한으로 말하면 큰 모퉁이를 도는 것이다.S가 충분히 크면 상호 결합 효과를 거의 피할 수 있습니다.(2) 샤프트 길이 Lp를 줄입니다.이중 Lp 지연이 신호 상승 시간에 근접하거나 초과하면 발생하는 인터럽트가 포화 상태에 도달합니다.(3) 띠선 또는 매입식 마이크로밴드선의 뱀선으로 인한 신호 전송 지연은 마이크로밴드선의 신호 전송 시연보다 작다.이론적으로 밴드선은 차형 간섭으로 인해 전송 속도에 영향을 주지 않는다.(4) 정시에 엄격한 고속과 신호선로에 대하여 될수록 뱀선로를 걷지 말아야 하며 특히 걷지 말아야 한다
