PCB 기술 - 고속 PCB의 오프셋 소스

다음은 고속 PCB에서 오프셋 소스에 대한 분석과 솔루션입니다. 여러분에게 도움이 되기를 바랍니다.

고속 디지털 장치의 신호 동기화는 디지털 IC의 정확한 스위치 측정에 의존합니다.신호 전환 시간에 영향을 주는 요소는 매우 많은데, 잘못된 추정은 장치의 오타율을 증가시킬 수 있다.이중화가 없는 장치에서는 높은 오타율로 인해 PCB 작동이 중지될 수 있습니다.

1.신호 상승/하강 시간 및 편향

디지털 IC는 일정한 출력 용량과 특성 임피던스를 가지고 있으며, 이는 스위치 상태 사이를 전환할 때 지연을 초래할 수 있다.신호의 상승 및 하강 시간은 일반적으로 근사 선형이지만 실제 상승 및 상승 시간은 단순한 RC 직렬 회로에서 측정 된 값과 유사한 지수입니다.

이러한 선형은 낮은 스위치 속도에 거의 적용되며, 그 중 스위치 주기는 상승 / 하강 시간과 관련된 등가 시간 상수보다 훨씬 길다.선형 근사는 종종 전환 시간을 과소평가합니다.또 다른 근사값은 스위치 속도를 연결 상태의 로우엔드와 분리 상태의 하이엔드 사이에서 변환하는 데 걸리는 시간으로 설정한 것입니다.

불행하게도, 이 두 가지 근사 모두 디지털 신호의 적절한 상승 / 하락 시간을 과소 평가할 수 있습니다.적절한 전환 속도와 동기화 신호 네트워크를 선택하면 문제가 발생할 수 있습니다.

신호 전환의 영향과 그에 따른 편향은 이중적이다.우선 연속 IC를 통해 전송되는 신호의 도착 시간에 오차가 발생한다.서로 다른 IC는 약간 다른 출력 펄스 모양을 만들 수 있으며 정확한 디지털 펄스 흐름에 따라 출력 펄스를 변경할 수 있습니다.이는 신호 간에 서로 다른 참조 시간을 생성하므로 설계자가 고속 회로를 동기화할 때 문제가 발생할 수 있습니다.

둘째, 스위치 중 지수 상승 및 하락 시간은 소음의 여유 또는 정의되지 않은 영역에서 출력 전압을 저하시킬 수 있습니다.유효한 RC 시간 상수와 유사한 데이터 속도로 PCB를 구동하려고 하면 오류율이 증가합니다.

데이터 속도가 ~100Mbps보다 높을 경우 PCB에서 전달 또는 내장 클럭을 사용하여 편차를 줄여야 합니다.대부분의 고속 설계에서 신호는 차등 쌍으로 라우팅되어 간섭을 줄입니다.이는 차분 신호망의 흔적선 쌍의 양지로와 음지로 사이에 정확한 편향 보상이 필요하다.신호 퇴화가 주요 문제가 되기 전에 Gbps 데이터 속도 또는 더 높은 데이터 속도는 몇 피초의 편향만 허용할 수 있습니다.

2. 회로기판 기판과 기생용량의 영향

진공 속에 떠 있는 전도 흔적선을 고려함으로써 간단한 시뮬레이션은 디지털 신호의 편차를 고려할 수 있다.더 나은 시뮬레이션은 인접한 도체 사이에 기생 용량을 생성하는 라이닝의 존재를 고려할 것입니다.이 기생 용량은 병렬 콘덴서로 간주될 수 있으며, 정적선에 주어진 총 용량을 증가시킨다.이렇게 하면 유효 RC 시간 상수가 증가하고 기울기가 증가합니다.

상호 연결 밀도가 증가함에 따라 기생 용량은 더욱 증가할 뿐이다.이 회로들은 흔적선 사이에 더욱 긴밀한 간격을 가지기 때문에 더욱 높은 기생용량을 초래한다.적선의 폭을 적당히 조절하여 적선이 설계 과정에서 정확하게 임피던스가 일치하도록 확보해야 한다.

다층 PCB에서도 PCB 기판의 에폭시 수지와 유리 직물이 비뚤어지는 데 영향을 미친다.PCB 제조의 제한으로 인해 짜임 패턴은 거의 모든 흔적선에 정렬되지 않습니다.반면 편직물과 궤도는 일정한 각도로 배열되며 이 각도는 위상 지연을 발생시켜 기울기에 영향을 준다.뜨개질 패턴과 흔적선 사이의 가로 오프셋도 기울기에 영향을 줄 수 있습니다.

시간 도메인에서는 지정된 궤적에서 신호의 전파 지연에 영향을 줍니다.이러한 경우 기울기는 일반적으로 ps/인치 단위로 계량화됩니다.비교적 긴 기록도는 더욱 큰 편향을 축적하게 되는데 중등길이의 기록도의 경우 편향이 몇피초에 달할수 있다.이것은 Gbps로 작동하는 장치에서 신호가 악화될 가능성을 크게 증가시켰다.고속 계층 전압판은 일반적으로 다중 계층 PCB에서 이러한 신호 퇴화 문제를 보상하는 데 사용됩니다.

3. PCB에 일치하지 않는 흔적이 있다

PCB 설계에서 일치하지 않는 길이나 전파 지연으로 인한 시퀀스 오프셋은 일반적으로 Z자 형적 선으로 보상됩니다.일치하지 않는 흔적선의 길이를 가진 신호망은 모든 흔적선의 길이를 네트워크에서 가장 긴 흔적선과 일치시킬 수 있다.길이를 늘리려면 짧은 궤적에 커브를 추가해야 합니다.