PCB 기술 - 고속 PCB 관련 문제 해결

PCB 설계를 할 때 임피던스 매칭, EMI 규칙 등 여러 가지 문제에 부딪히는 경우가 많다. 이 글은 고속 PCB와 관련된 문답을 정리했다.

1.고속 PCB 설계 원리도를 설계할 때 임피던스 일치를 어떻게 고려합니까?

임피던스 일치는 고속 PCB 회로를 설계할 때 설계 요소 중 하나입니다.임피던스 값은 테이블 레이어(마이크로밴드) 또는 내부 레이어(밴드/더블밴드) 보행, 참조 레이어(전원 레이어 또는 접지층)와의 거리, 케이블 폭, PCB 재료 등과 같은 경로설정 방법과 동일합니다. 둘 다 흔적선의 특성 임피던스 값에 영향을 줍니다.

즉, 임피던스 값은 경로설정 후에만 결정됩니다.일반적으로 에뮬레이션 소프트웨어는 회로 모델이나 사용되는 수학 알고리즘의 제한으로 인해 일부 임피던스 불연속 경로설정 조건을 고려할 수 없습니다.이때 원리도에는 직렬저항과 같은 일부 단말기 (단말기) 만 보존할수 있다.흔적선의 저항이 불연속적인 영향을 경감시키다.이 문제의 진정한 해결 방안은 배선할 때 가능한 한 임피던스가 연속되지 않도록 하는 것이다.

2. PCB 보드에 여러 개의 디지털/아날로그 기능 블록이 있을 때 전통적인 방법은 디지털/아날로그 접지를 분리하는 것이다.이유가 뭐죠?

디지털 / 아날로그 접지를 분리하는 이유는 높은 전위와 낮은 전위 사이를 전환할 때 디지털 회로가 전원과 접지에서 소음을 발생시키기 때문이다.소음의 크기는 신호의 속도와 전류의 크기와 관계가 있다.

만약 접지평면이 구분되지 않고 디지털구역회로에서 발생하는 소음이 상대적으로 크며 아날로그구역회로가 아주 가깝다면 디지털에서 아날로그신호가 교차되지 않더라도 아날로그신호는 여전히 접지소음의 교란을 받게 된다.즉, 아날로그 회로 영역이 큰 소음이 발생하는 디지털 회로 영역에서 멀리 떨어져 있을 때만 비분할 다이어그램 방법을 사용할 수 있다.

3. 고속 PCB 설계에서 설계자는 어떤 측면에서 EMC 와 EMI 규칙을 고려해야 합니까?

일반적으로 EMI/EMC 설계는 방사선과 전도 두 가지 측면을 모두 고려해야 합니다.전자는 고주파 부분 (> 30MHz), 후자는 저주파 부분 (<30MHz) 에 속한다.그래서 고주파에만 집중하고 저주파 부분을 무시해서는 안 된다.

양호한 EMI/EMC 설계는 레이아웃을 시작할 때 부품의 위치, PCB 스태킹 배열, 중요한 연결 방법, 부품 선택 등을 고려해야 합니다.만약 사전에 더 좋은 안배가 없다면 나중에 해결할 것이다.결과적으로 적은 비용으로 더 많은 비용을 절감할 수 있습니다.

예를 들어, 클럭 발생기의 위치는 외부 커넥터에 가능한 가까이 있어서는 안 됩니다.고속 신호는 가능한 한 많은 내층에 도달해야 한다.특성 임피던스 일치와 참조 레이어의 연속성에 주의하여 반사를 줄입니다.장치가 추진하는 신호의 변환 속도는 높이를 낮추기 위해 가능한 한 작아야 한다.주파수 분량, 디커플링 / 바이패스 콘덴서를 선택할 때, 주파수 응답이 출력 평면 소음을 낮추는 요구를 만족시키는지 주의해야 한다.

또한 고주파 신호 전류의 반환 경로를 주의하여 루프 면적을 가능한 한 작게 (즉, 루프 임피던스는 가능한 한 작게) 하여 방사능을 줄여야 한다.지면도 고주파 소음의 범위를 제어하기 위해 구분할 수 있다.마지막으로 PCB와 케이스 사이의 섀시 접지를 적절히 선택합니다.

4. PCB 보드를 제작할 때 간섭을 줄이기 위해 지선은 폐쇄와 형식을 형성해야 하는가?

PCB 보드를 제작할 때 간섭을 줄이기 위해 루프 면적을 줄이는 것이 일반적입니다.지선을 부설할 때는 닫힌 형태로 부설해서는 안 되지만 나뭇가지 모양으로 배치하는 것이 좋으며 가능한 한 지면의 면적을 늘려야 한다.

5. 신호 무결성을 높이기 위해 라우팅 토폴로지를 어떻게 조정합니까?

이런 네트워크 신호의 방향은 더욱 복잡하다. 왜냐하면 단방향, 양방향 신호와 서로 다른 등급 유형의 신호에 대해 토폴로지 구조의 영향은 다르기 때문에 어떤 토폴로지 구조가 신호의 질에 유리하다고 말하기 어렵다.사전 시뮬레이션을 할 때 어떤 토폴로지 구조를 사용하는지 엔지니어에게 요구가 높기 때문에 회로 원리, 신호 유형, 심지어 배선의 난이도를 알아야 한다.

6. PCB 레이아웃과 배선을 어떻게 처리하여 100M 이상의 신호의 안정성을 확보합니까?

고속 디지털 신호 배선의 관건은 전송선이 신호의 질에 미치는 영향을 줄이는 것이다.따라서 100M 이상의 고속 신호의 배치는 신호 흔적선이 가능한 한 짧아야 한다.디지털 회로에서 고속 신호는 신호 상승 지연 시간에 의해 정의됩니다.

또한 TTL, GTL, LVTTL과 같은 다양한 유형의 신호는 신호 품질을 보장하는 다양한 방법을 가지고 있습니다.