PCB 기술 - 신호 무결성 고속 디지털 PCB 문제 종합 서술

이 문서에서는 신호 무결성 컴퓨터 분석을 기반으로 한 고속 디지털 신호 PCB 보드의 설계 방법을 소개합니다.이 설계 방법에서는 먼저 모든 고속 디지털 신호에 대한 PCB 보드급 신호 전송 모델을 만든 다음 신호 무결성에 대한 계산 및 분석을 통해 설계의 해결 공간을 찾고 마지막으로 해결 공간을 바탕으로 PCB를 완료합니다.보드 설계 및 검증

집적회로의 출력 전환 속도가 향상되고 PCB 보드의 밀도가 증가함에 따라 신호 무결성은 고속 디지털 PCN 설계에서 반드시 주목해야 할 문제 중 하나가 되었다.컴포넌트와 PCB 보드의 매개변수, PCB 보드에서의 컴포넌트 레이아웃 및 고속 신호의 경로설정 등은 신호 무결성 문제를 초래하여 시스템 작동이 불안정하거나 심지어 전혀 작동하지 않습니다.

PCB 설계 과정에서 신호 무결성 요소를 충분히 고려하고 효과적인 제어 조치를 취하는 방법은 오늘날 PCB 설계 업계에서 화제가 되고 있습니다.신호 무결성 컴퓨터 분석을 기반으로 한 고속 디지털 PCB 보드 설계 방법은 PCB 설계의 신호 무결성을 효과적으로 구현할 수 있습니다.

1. 신호 무결성 문제 개요

신호 무결성(SI)은 신호가 회로에서 정확한 타이밍과 전압으로 응답하는 능력을 말한다.회로의 신호가 필요한 타이밍, 지속 시간 및 전압 폭으로 IC에 도달할 수 있는 경우 회로는 더 나은 신호 무결성을 갖습니다.반대로 신호가 제대로 응답하지 않으면 신호 무결성 문제가 발생한다.넓은 의미에서 신호 무결성 문제는 주로 지연, 반사, 인터럽트, 동기식 스위치 노이즈 (SSN) 및 전자기 호환성 (EMI) 의 다섯 가지 측면에서 나타납니다.

지연이란 신호가 PCB 보드의 컨덕터에서 제한된 속도로 전송되는 것으로, 신호가 송신에서 수신단으로 전송되는 동안 전송 지연이 존재한다.신호의 지연은 시스템의 정시에 영향을 줄 것이다.고속 디지털 시스템에서 전송 지연은 주로 컨덕터의 길이와 컨덕터 주변 매체의 매전 상수에 따라 달라집니다.

또한 PCB 회로 기판의 컨덕터 (고속 디지털 시스템에서 전송선이라고 함) 의 특성 임피던스와 부하 임피던스가 일치하지 않을 때, 신호가 수신단에 도달하면 일부 에너지가 전송선을 따라 반사되어 신호 파형이 왜곡되고 심지어 신호 과충과 하충이 발생한다.신호가 전송선에서 이리저리 반사되면 벨과 벨 진동이 발생한다.

PCB의 두 장치 또는 컨덕터 사이에는 상호 커패시터와 상호 감지가 존재하기 때문에 컨덕터의 장치 또는 신호가 변경되면 그 변화는 상호 커패시터와 감지를 통해 다른 장치 또는 감지에 영향을 미칩니다.유선, 즉 직렬음.직렬 교란의 강도는 부품과 컨덕터의 형상 크기와 상호 거리에 따라 달라집니다.

PCB 보드의 많은 디지털 신호가 동시에 전환될 때 (예: CPU 데이터 버스, 주소 버스 등) 전원 코드와 지선의 임피던스로 인해 동시 전환 노이즈가 발생하고 지선에 지평면 댄스가 나타납니다.소음 (지상 폭탄이라고 함).SSN 및 접지 반등의 강도는 또한 집적 회로의 IO 특성, PCB 보드의 전원 레이어 및 접지 레이어의 임피던스, PCB 보드의 고속 장치의 레이아웃 및 배선에 따라 달라집니다.

또한 다른 전자 장치와 마찬가지로 PCB에도 전자기 호환성 문제가 존재하는데, 이는 주로 PCB 레이아웃과 케이블 연결 방법과 관련이 있다.