PCB 기술 - PCB 설계 및 신호 무결성 분석

(1) 신호 무결성 분석

SI 관련 요소: 반사, 인터럽트, 방사선.반사는 전송 경로를 따라 임피던스 미스매치로 인해 발생합니다.직렬 교란은 선로 간격으로 인한 것이다.방사선은 고속 부품 자체와 PCB 설계와 관련이 있습니다.

송전선로 판단

앞에서 고속신호를 판단하는 공식에 근거하여 고속신호와 저속신호를 구분하려면 신호주파수와 전송경로의 길이를 고려해야 한다.

판단 단계:

1) 신호를 얻는 유효 주파수 Fknet과 회선 길이 L;

2) Fknet을 사용하여 신호의 유효한 파장 Island, 즉 Island=C/Fknet을 계산한다.

3) L과 1/6x 무릎 사이의 관계를 판단한다. 예를 들어 L"1/6x 무릎은 신호가 고속 신호이고 그 반대도 마찬가지이다.

람다 변곡점 = C/F 변곡점;여기서 C는 빛의 속도보다 약간 낮은 속도이며 Fknet=0.5/Tr(10%~90%)입니다.또한 100MB 주파수의 신호에 대해 기성판이 없으면 유효 주파수 Fknet을 추정할 수 있으며 Fknet은 Fclock (신호 주기) 의 약 7배에 달한다.

L"1/6x 무릎이면 전송선으로 간주됩니다. 전송선은 전송 중 임피던스 미스매치로 인한 신호 반사 문제를 고려해야 합니다.

반사 공식

신호 반사 Í=(z2-z1)/(z2+z1);

이 중 Z2는 반사점 뒤의 회선 임피던스입니다.Z1은 반사되기 전의 회선 임피던스입니다.

Í의 가능한 값은 ± 1, 0이며 0에서 완전히 흡수되고 ± 1에서 반사됩니다.신호의 반사는 원점, 전송 경로 및 단자의 임피던스 불일치로 인해 발생합니다.

반사법 감소

신호의 반사를 최소화하려면 Z2와 Z1이 가능한 한 가까이 있어야 합니다.임피던스 정합에는 송신기 직렬 정합, 수신기 병렬 정합, 수신기 국부 전압 정합, 수신기 저항과 커패시터 병렬 정합, 수신 다이오드 병렬 정합 등 몇 가지 방법이 있다.

3) 수신단의 분압 일치

4) 수신단 저항과 용량의 병렬 일치

장점: 낮은 전력 소비량,

단점: 수신단의 높은 레벨과 낮은 레벨 사이에는 용량이 존재하기 때문에 신호의 가장자리가 천천히 변화합니다.

(2) 신호 회로

신호 루프는 주로 두 개의 경로를 포함하는데, 하나는 구동 경로이고 다른 하나는 루프이다.송신단, 전송경로 및 수신단에서 측정한 신호레벨은 본질적으로 신호의 구동경로와 반환경로의 해당 위치의 전압값이다.이 두 길은 매우 중요하다.

전체 환류 경로를 제공하려면 다음 사항에 유의하십시오.

신호가 레이어를 변경할 때 참조 레이어를 변경하지 마십시오.신호가 신호층 1에서 신호층 2로 바뀌면 참조층은 하층 1이다.

2. 참조 레이어의 네트워크 특성은 신호 레이어를 전환하는 동안 변경되지 않습니다.다시 말해서, 신호 1의 참조 계층은 전원 계층 1 / 땅 1이며, 계층이 변경된 후 신호 1 참조 계층은 전력 계층 2 / 땅 2입니다.참조 레이어의 네트워크 속성은 GND 또는 전원이며 반환 경로 액세스는 가까운 GND 또는 파워 구멍을 통해 수행할 수 있습니다.여기서 고속의 경우 통공의 용량과 저항은 무시할 수 없다.이 경우 통공은 가능한 한 최소화하고 통공 자체로 인한 임피던스 변화의 영향과 신호 회류 경로에 대한 영향은 줄여야 합니다.

3. 신호가 머무는 동안 신호 구멍 근처에 참조 레이어와 동일한 성질을 가진 구멍을 추가합니다.

4. 두 참조 레이어의 네트워크 특성이 레이어 교체 전후에 다를 경우 두 참조 레이어가 서로 가까워져 레이어 간의 임피던스를 낮추고 경로로 되돌아가는 전압을 낮춰야 합니다.

5.환층 신호가 밀집되어 있을 때, 부근의 바닥이나 전원 구멍 사이에는 일정한 거리를 유지해야 한다.환층 신호가 많을 때는 접지나 전원에 더 많은 구멍을 뚫어야 한다.

(3) 간섭

직렬 교란 솔루션은 3W 원칙을 충족시키기 위해 고속 신호, 시계 신호, 기타 데이터 신호 등을 간격으로 분리하는 것입니다.