PCB 기술 - 고주파 회로 PCB 케이블 연결 기술 요약

PCB는 인쇄회로기판 (printed circuit board) 이라고도 불리며 전자소자간의 회로련결과 기능실현을 실현할수 있으며 전원회로설계의 중요한 구성부분이기도 하다.오늘 나는 이 글을 이용하여 PCB 설계의 고주파 회로 배선 기술을 소개할 것이다.

다중 레이어 보드 경로설정:

고주파 회로는 집적도가 높고 케이블 밀도가 높은 경우가 많습니다.다중 레이어의 사용은 경로설정뿐만 아니라 간섭을 줄이는 효과적인 수단입니다.PCB 배치 단계에서 일정한 층수를 가진 인쇄판 크기를 합리적으로 선택하면 중간 층을 충분히 이용하여 차폐를 설치하고 가까운 접지를 더욱 잘 실현하며 기생 감각을 효과적으로 낮추고 신호 전송 길이를 단축할 수 있다.이 모든 방법은 신호 교차 간섭의 폭을 줄이는 등 고주파 회로의 신뢰성에 도움이 된다.동일한 재료의 경우 4 계층 패널의 노이즈는 이중 패널의 노이즈보다 20dB 낮습니다.그러나 문제가 있습니다.PCB 하프 레이어의 수가 높을수록 제조 공정이 복잡해지고 단위 비용도 높아집니다.따라서 적절한 PCB 보드 계층 수, 합리적인 부품 레이아웃 시나리오 및 올바른 경로설정 규칙을 사용하여 설계를 완료해야합니다.

1.고속 전자기기 핀 사이의 지시선 구부림은 작을수록 좋다

고주파 회로 배선의 지시선은 전체 직선을 사용하는 것이 가장 좋으며 회전이 필요하다.45도 점선 또는 호를 통해 회전할 수 있습니다. 이 요구 사항은 저주파 회로에서 동박의 고정 강도를 높이는 데만 사용되며 고주파 회로에서는 충족됩니다.하나의 요구 사항은 고주파 신호의 외부 송신과 상호 결합을 줄일 수 있다.

2. 고주파 회로 부품의 핀 사이에 교체되는 지시선층은 적을수록 좋다

지시선의 레이어 간 교체가 적을수록 좋다는 것은 컴포넌트 연결 중에 사용되는 오버홀(Via)이 적을수록 좋다는 의미입니다.오버홀은 약 0.5pF의 분산 용량을 가져올 수 있으며, 오버홀의 수를 줄이면 속도가 크게 향상되고 데이터 오류 가능성이 낮아집니다.

3. 고주파 회로 부품 핀 사이의 지시선은 짧을수록 좋다

신호의 복사 강도는 신호선의 흔적선 길이와 비례한다.고주파 신호 지시선이 길수록 그 가까이에 있는 부품에 쉽게 결합할 수 있다. 따라서 시계, 트랜지스터 발진기, DDR 데이터, LVDS 라인, USB 라인, HDMI 라인 등의 신호에 대해서는 고주파 신호선이 가능한 한 짧아야 한다.

4. 근거리 평행 신호선에 도입된'직렬 교란'주의

고주파 회로 배선은 신호선의 긴밀한 병렬 배선에 의해 도입되는 직렬 교란에 주의해야 한다.직렬 교란은 직접 연결되지 않은 신호선 사이의 결합 현상을 가리킨다.고주파 신호는 전자파 형태로 전송선을 따라 전송되기 때문에 신호선은 안테나 역할을 하고 전자장의 에너지는 전송선 주변에서 발사된다.신호 사이의 전자장의 상호 결합으로 인해 기대하지 않는 소음 신호가 생겼다.만담이라고 부르다.PCB 계층의 매개변수, 신호선의 간격, 구동단과 수신단의 전기적 특성 및 신호선의 단접 방법은 모두 직렬 교란에 일정한 영향을 미친다.따라서 고주파 신호의 간섭을 줄이기 위해 배선할 때 가능한 한 다음과 같은 몇 가지를 해야 합니다.

(1) 배선 공간이 허락하는 경우 교란이 심한 두 도선 사이에 접지선이나 접지 평면을 삽입하면 격리 작용을 하여 교란을 줄일 수 있다.

(2) 신호선 주위의 공간에 시변 전자장이 존재할 때 평행 분포를 피할 수 없다면 평행 신호선의 맞은편에 대면적의"지"를 배치하여 방해를 크게 줄일 수 있다;

(3) 배선 공간이 허용된다는 전제하에 인접 신호선 사이의 간격을 늘리고 신호선의 평행 길이를 줄이며 시계선이 평행이 아니라 핵심 신호선과 수직하도록 한다.

(4) 동일한 레이어의 평행 경로설정이 거의 불가피한 경우 인접한 두 레이어에서 경로설정 방향이 서로 수직이어야 합니다.

(5) 디지털 회로에서 일반적인 시계 신호는 빠른 변두리 변화를 가진 신호로 높은 외부 교란을 가진다.그러므로 설계에서 시계선은 지선에 둘러싸여야 하며 더욱 많은 지선구멍을 사용하여 분포용량을 감소시켜 직렬교란을 줄여야 한다.

(6) 고주파 신호 시계의 경우, 가능한 한 저압 차분 시계 신호와 포장 방식을 채택하고, 접지 펀치의 완전성에 주의한다;

(7) 사용하지 않는 입력 단자를 걸지 말고 접지하거나 전원에 연결하라 (전원은 고주파 신호 회로에서도 접지한다). 매달린 전선은 송신 안테나에 해당할 수 있기 때문에 접지는 송신을 억제한다.실천이 증명하다싶이 이런 방법으로 교란을 제거하면 때로는 즉시 효과를 볼수 있다.

5. 고주파 디지털 신호 접지선 및 아날로그 신호 접지선 격리

아날로그 지선, 디지털 지선 등이 공공 지선에 연결될 때 고주파 압류 자기구슬을 사용하여 연결하거나 직접 격리하고 적합한 곳을 선택하여 단일 연결을 한다.고주파 디지털 신호의 지선의 접지 전위는 일반적으로 일치하지 않는다.둘 사이에는 일반적으로 일정한 전압차가 직접 존재한다.또한 고주파 디지털 신호의 지선은 항상 고주파 신호의 매우 풍부한 고조파 분량을 포함한다.디지털 신호 지선과 아날로그 신호 지선이 직접 연결될 때 고주파 신호의 고조파는 지선 결합을 통해 아날로그 신호를 방해한다.그러므로 정상적인 상황에서 고주파디지털신호의 지선과 아날로그신호의 지선은 격리되여야 하며 적합한 위치에서 단일점상호련결방법을 사용할수도 있고 고주파압류권자기구슬상호련결방법을 사용할수도 있다.

6. 집적회로 블록의 전원 핀에 고주파 디커플링 콘덴서 추가

고주파 디커플링 콘덴서는 근처에 있는 각 집적 회로 블록의 전원 핀에 추가됩니다.전원 핀의 고주파 디커플링 콘덴서를 추가하면 고주파 고조파가 전원 핀에 대한 방해를 효과적으로 억제할 수 있다.

7.접선이 회로를 형성하는 것을 피한다

각종 고주파 신호의 궤적은 가능한 한 회로를 형성하지 않아야 한다.불가피한 경우 루프 면적은 가능한 한 작아야 합니다.

8.좋은 신호 임피던스 일치를 보장해야합니다

신호 전송 과정에서 임피던스가 일치하지 않을 때 신호는 전송 채널에서 반사되고 반사는 합성 신호가 과충을 형성하여 신호가 논리적 임계값 부근에서 파동하게 된다.

반사를 제거하는 기본적인 방법은 전송 신호의 임피던스를 잘 일치시키는 것입니다.부하 임피던스와 전송선의 특성 임피던스 사이의 차이가 클수록 반사가 커지기 때문에 신호 전송선의 특징 임피던스는 가능한 한 부하 임피던스와 같아야 한다.또한 PCB의 전송선에 주의하고 갑작스러운 변화나 코너가 없도록 하며 전송선의 각 점의 임피던스를 연속적으로 유지하지 않으면 전송선의 각 부분 사이에 반사가 있을 수 있다.따라서 고속 PCB 경로설정 과정에서 다음 경로설정 규칙을 준수해야 합니다.

(1) LVDS 경로설정 규칙.LVDS 신호 차동 라우팅, 선폭 7mil, 선간격 6mil이 필요합니다. HDMI의 차동 신호 임피던스를 100 + -15% 옴으로 제어하기 위해서입니다.

(2) USB 케이블 연결 규칙.USB 신호차 분포선, 선로 폭 10mil, 선로 간격 6mil, 지선과 신호선 간격 6mil이 필요합니다.

(3) HDMI 케이블 연결 규칙.HDMI 신호 차분 라우팅, 선폭 10mil, 선간격 6mil, 각 두 세트의 HDMI 차분 신호 쌍간격이 20mil를 초과해야 한다;

(4) DDR 경로설정 규칙.DDR1 흔적선은 신호가 가능한 한 구멍을 통과하지 않도록 해야 하며, 신호선은 같은 너비를 가지고 있으며, 선 간격은 같다.흔적선은 반드시 2W 원리를 만족시켜 신호 사이의 교란을 줄여야 한다.DDR2 이상의 고속 부품의 경우 고주파 데이터도 필요합니다.이러한 선의 길이는 신호의 임피던스가 일치하는지 확인하기 위해 동일합니다.

신호 전송의 무결성을 유지하고 접지 분열로 인한'접지 반등 현상'을 방지한다.