PCB 기술 - 고주파 및 고속 PCB 설계 문제

현재 고주파 고속 PCB 설계가 주류를 이루고 있어 모든 PCB 배치 엔지니어가 정통해야 한다.다음으로 반르미는 여러분들과 일부 하드웨어전문가들이 고주파고속PCB회로면에서의 설계경험을 공유하게 되는데 여러분들에게 도움이 되기를 바랍니다.

고주파 및 고속 PCB 설계에서 발생할 수 있는 문제

1.어떻게 고주파 방해를 피할 수 있습니까?

고주파 교란을 피하는 기본 사상은 고주파 신호의 전자장 교란을 최대한 줄이는 것이다. 이것이 바로 직렬 교란이다.고속 신호와 아날로그 신호 사이의 거리를 늘리거나 아날로그 신호 옆에 접지 보호 / 분류선을 추가할 수 있습니다.디지털 접지가 아날로그 접지에 대한 소음 방해에도 주의해야 한다.

2.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 절대적인 관계가 있습니다. 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.

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 높은 주파수 부분 (<30MHz), 후자는 낮은 주파수 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 가까워서는 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 요구에 부합하는지 주의해야 한다.또한 고주파 신호 전류의 반환 경로를 주의하여 루프 면적을 가능한 한 작게 (즉, 루프 임피던스는 가능한 한 작게) 하여 방사능을 줄여야 한다.너도 지면을 구분해서 고주파 소음의 범위를 조절할 수 있다.마지막으로 PCB와 케이스 사이의 섀시 접지를 올바르게 선택합니다.

4. PCB 보드를 어떻게 선택합니까?

PCB 보드의 선택은 설계 요구 사항 충족과 대규모 생산 및 비용 사이의 균형을 이루어야 합니다.설계 요구 사항에는 전기 및 기계 부분이 포함됩니다.일반적으로 이 재료 문제는 매우 빠른 PCB 보드 (주파수가 GHz보다 큼) 를 설계할 때 더 중요합니다.예를 들어, 일반적으로 사용되는 FR-4 재료는 몇 GHz의 주파수에서 매개 전기 손실이 신호 감쇠에 큰 영향을 미치며 적합하지 않을 수 있습니다.전기학적으로 말하자면, 개전 상수와 개전 손실이 설계 주파수에 적합한지 주의해야 한다.

5. 큰 비용 부담 없이 EMC 요구 사항을 최대한 충족하려면 어떻게 해야 합니까?

EMC로 인해 PCB 보드의 비용이 증가하는 것은 일반적으로 차폐 효과를 강화하기 위해 접지층의 수가 증가하고 페로브스카이트 자기구슬, 압류권 및 기타 고주파 고조파 억제 장치가 증가하기 때문입니다.또한 일반적으로 전체 시스템이 EMC 요구 사항을 통과하도록 다른 기관에서 차폐 구조를 일치시켜야 합니다.다음은 회로에서 발생하는 전자기 복사 효과를 줄이기 위해 일부 PCB 보드 설계 기술만 제공합니다.

가능한 한 신호 변환 속도가 느린 장치를 선택하여 신호가 발생하는 고주파 분량을 줄인다.

고주파 컴포넌트를 외부 커넥터와 너무 가까이 배치하지 않도록 주의하십시오.

고속 신호의 임피던스 일치, 레이어 및 회류 경로를 경로설정하여 고주파 반사 및 복사를 줄입니다.

각 장치의 전원 핀에 충분하고 적절한 디커플링 커패시터를 배치하여 전원 평면과 접지 평면의 소음을 줄입니다.특히 콘덴서의 주파수 응답과 온도 특성이 설계 요구에 부합하는지 주의해야 한다.

외부 커넥터 근처의 접지를 접지와 적절히 분리할 수 있으며, 커넥터의 접지는 근처의 섀시 접지에 연결할 수 있습니다.

접지 보호/분류 흔적선은 일부 특수한 고속 신호에 적당히 사용할 수 있다.그러나 유적선의 특성 저항에 대한 보호/분류에 주의해야 한다.

전력 계층은 접지층에서 20H 축소되며 H는 전력 계층과 접지층 사이의 거리입니다.

6.2G 이상의 고주파 PCB의 설계, 케이블 연결 및 레이아웃에 주의해야 할 점은 무엇입니까?

2G 이상의 고주파 PCB는 무선 주파수 회로의 설계에 속하며, 고속 디지털 회로 설계의 논의 범위에 포함되지 않는다.무선 주파수 회로의 레이아웃과 경로설정은 레이아웃과 경로설정이 분포 효과를 발생시키기 때문에 원리도와 함께 고려해야 합니다.또한 무선 주파수 회로 설계의 일부 소스 없는 부품은 패라메트릭 정의와 이형 동박을 통해 구현됩니다.따라서 패라메트릭 장치를 제공하고 이형 동박을 편집하려면 EDA 도구가 필요합니다.Mentor의 보드 스테이션에는 이러한 요구 사항을 충족하는 특수 무선 주파수 설계 모듈이 있습니다.또한 일반적인 무선 주파수 설계에는 특수 무선 주파수 회로 분석 도구가 필요합니다.업계에서 가장 유명한 것은 agilent의 eesoft이며, Mentor의 도구와 좋은 인터페이스를 가지고 있습니다.

7.테스트 포인트를 늘리면 고속 신호의 질에 영향을 미칩니까?

신호 품질에 영향을 미칠지는 테스트 포인트를 추가하는 방법과 신호의 속도에 따라 달라집니다. 기본적으로 라인에 추가 테스트 포인트를 추가하거나 (기존 오버홀 또는 DIP 핀을 테스트 포인트로 사용하지 마십시오.) 라인에서 단선을 당길 수 있습니다.전자는 선로에 작은 콘덴서를 추가하는 것과 같고, 후자는 별도의 브랜치이다.이 두 가지 상황은 모두 고속 신호에 많든 적든 영향을 미치는데, 영향의 정도는 신호의 주파수 속도와 신호의 가장자리 속도와 관련이 있다.시뮬레이션을 통해 충돌의 크기를 알 수 있다.원칙적으로 테스트 지점은 작을수록 좋습니다 (물론 테스트 도구의 요구 사항을 충족해야 함). 분기는 짧을수록 좋습니다.