PCB 기술 - PCB 레이아웃의 특수 케이블 연결 정책

레이아웃은 PCB 설계 엔지니어의 가장 기본적인 기술 중 하나입니다.경로설정의 품질은 전체 시스템의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.대부분의 고속 설계 이론은 결국 배치를 통해 실현되고 검증될 것이다.따라서 고속 PCB 설계에서 케이블 연결이 중요합니다.다음은 그 합리성을 분석하고 실제 배선에서 발생할 수 있는 일부 상황에 대해 최적화된 배선 전략을 제시할 것이다.주로 직각 배선, 차분포선, 뱀형 배선 등 세 가지 측면에서 논술한다.

1. 직각 경로설정

PCB 경로설정은 일반적으로 직각 경로설정을 피해야 하며 거의 경로설정 품질을 측정하는 기준 중 하나입니다.직각 경로가 신호 전송에 미치는 영향은 얼마나 됩니까?원칙적으로 직각 경로설정은 전송선의 선가중치를 변경하여 임피던스의 불연속성을 초래합니다.사실상 직각배선뿐만아니라 방패각과 예각배선도 모두 저항변화를 일으킬수 있다.

직각 배선이 신호에 미치는 영향은 주로 세 가지 방면에서 나타난다: 첫째, 회전각은 전송선의 용량 부하와 동등하여 상승 시간을 늦출 수 있다;둘째, 임피던스의 불연속은 신호의 반사를 일으킬 수 있다;세 번째는 직각 첨단에서 발생하는 EMI다.

전송선의 직각으로 인한 기생용량은 다음과 같은 경험 공식을 통해 계산할 수 있다.

C=61W（Er）[size=1]1/2[/size]/Z0

위의 공식에서 C는 각도의 동등한 용량(단위: PF), W는 경로설정의 폭(단위: 인치), Isla µ R은 매체의 유전체 상수, Z0은 전송선의 특성 임피던스입니다.예를 들어, 4mils 50 옴의 전송선 (Isla µR은 4.3)의 경우 직각으로 인한 용량은 약 0.0101pf이며 이로 인한 상승 시간 변화를 추정할 수 있습니다.

T10-90%=2.2*C*Z0/2=2.2*0.0101*50/2=0.556ps

계산을 통해 직각 배선으로 인한 용량 효과가 극히 적다는 것을 알 수 있다.

직각선의 선폭이 증가함에 따라 임피던스가 낮아지고 일정한 신호 반사 현상이 나타날 수 있다.전송선 섹션에서 언급한 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 7~20% 사이이므로 최대 반사 계수는 약 0.1입니다.또한 다음 그림에서 볼 수 있듯이 전송선의 임피던스는 w/2 회선의 장시간 동안 최소값으로 변경된 후 w/2 시간 후에 정상 임피던스로 돌아갑니다.임피던스 변화의 전체 시간은 일반적으로 10ps 이내로 매우 짧습니다.이러한 빠르고 작은 변화는 일반적인 신호 전송에 있어서 거의 무시할 수 있다.

많은 사람들이 직각 배선에 대해 이러한 이해를 가지고 있으며, 첨단이 전자파를 발사하거나 수신하여 EMI를 생성하기 쉽다고 생각하는데, 이는 많은 사람들이 직각 배선을 사용할 수 없다고 생각하는 이유 중 하나가 된다.그러나 많은 실제 테스트 결과는 직선보다 직각 경로설정이 뚜렷한 EMI를 생성하지 않는다는 것을 보여줍니다.아마도 현재의 계측 성능과 테스트 수준은 테스트의 정확성을 제한하지만, 적어도 직각 경로의 복사가 계측 자체의 측정 오차보다 작다는 문제를 나타낸다.

일반적으로 직각 경로설정은 생각보다 나쁘지 않습니다.적어도 GHz 이하의 응용에서는 TDR 테스트가 용량, 반사 및 EMI 등의 영향을 거의 반영하지 않습니다.고속 PCB 설계 엔지니어는 레이아웃, 전원/접지 설계, 케이블 연결 설계, 오버홀 등에 집중해야 합니다.물론 직각 경로설정의 영향은 심각하지 않지만 앞으로 직각 경로설정을 사용할 수 있다는 의미는 아닙니다.디테일을 중시하는 것은 모든 우수한 엔지니어가 반드시 갖추어야 할 기본 자질이다.또한 디지털 회로가 빠르게 발전함에 따라 PCB 엔지니어가 처리하는 신호 주파수는 고속 문제의 초점이 될 수있는 10GHz 이상의 무선 주파수 설계 분야로 계속 증가 할 것입니다.

PCB 차분포선

차분 신호는 고속 회로 설계에서의 응용이 갈수록 광범위해지고 있다.회로에서 가장 중요한 신호는 종종 차분 구조 설계를 채택한다.무엇이 그렇게 인기가 많습니까?PCB 설계에서 우수한 성능을 보장하려면 어떻게 해야 합니까?이 두 가지 문제가 있으면 우리는 다음 부분을 토론할 것이다.

차동 신호란 무엇입니까?일반적으로 드라이브는 두 개의 동등하고 반상적인 신호를 보내며, 수신기는 두 전압 사이의 차이를 비교하여 논리적 상태가"0"인지"1"인지 판단한다.차동 신호를 호스팅하는 라우팅 쌍을 차동 라우팅이라고 합니다.