Технология PCB - изучение высокоскоростного проектирования PCB, проблема целостности сигнала

по мере повышения скорости выключателя вывода интегральных схем и увеличения плотности панели PCB, signal integrity (English: Signal integrity, SI) has become one of the issues that must be concerned in быстродействующая цифровая плата design. элементы и параметры панели PCB, the layout of the components on the PCB board, проводка высокоскоростных сигналов может вызвать проблему целостности сигнала, resulting in unstable system operation or even no operation at all.

PCB signal integrity issues

Хорошая полнота сигнала означает, что сигнал может реагировать в нужное время и по значению уровня напряжения. напротив, когда сигнал не может нормально реагировать, возникает проблема целостности сигнала.

Проблема целостности сигналов может привести к искажению сигналов, ошибкам в таймере, неправильным данным, адресам и линиям управления, а также сбоям в работе системы или даже развалу системы.

PCB signal integrity problems mainly include signal reflection, согласный, signal delay, временная ошибка.

размышления

когда сигнал передается по линии передачи, когда высокоскоростные линии PCB загрузки характеристики импеданса не совпадают с исходным импедансом или сопротивлением нагрузки сигнала, сигнал будет отражаться, что приводит к тому, что форма сигнала перерегулируется, не отвечает требованиям и, следовательно, вызывает явление вызова.

перенапряжение (Overshot) означает первый пик (или значение долины) преобразования сигнала, который воздействует на дополнительное напряжение, превышающее уровень мощности или ниже уровня опорного пункта;

Undershoot (Undershot) означает следующую долину (или пиковую) преобразования сигнала. чрезмерное перенапряжение, как правило, оказывает влияние на длительное время, что приводит к повреждению оборудования, отставание уменьшает шум, звонок увеличивает время, необходимое для стабилизации сигнала, и таким образом влияет на время работы системы.

звук

в печатных платах (PCB) последовательное возмущение означает, что при распространении сигнала по линии передачи электромагнитная энергия может быть вызвана помехами от помех в соседних линиях передачи через емкость и взаимную индуктивную связь. он вызван электромагнитным полем, создаваемым различными структурами в одном и том же районе. из взаимодействия. взаимная емкость создает ток связи, называемый конденсаторным переходом; взаимная индуктивность вызывает напряжение связи, называемое индуктивной последовательностью. на PCB последовательные помехи связаны с длиной линии следов, расстоянием линии сигнала и условиями опорной плоскости.

задержка сигнала и ошибка времени

The signal is transmitted on the wires of the PCB at a limited speed, Передача сигнала с привода на приёмный конец, during which there is a transmission delay. чрезмерная задержка сигнала или рассогласование сигнала может привести к ошибкам в хронологическом порядке и путанице функций логического оборудования.

метод проектирования PCB для обеспечения целостности сигнала

In the проектирование PCB процесс, if you want to better ensure the signal integrity, Вы можете рассмотреть следующие аспекты.

(1) внимание при проектировании схемы. включая контроль количества выходных синхронных переключателей, контроль максимальной скорости на границе каждого элемента (dI / dt и dv / dt) для получения минимальной и приемлемой скорости на границе; Выберите разностный сигнал для блока с высокой выходной функцией (например, привод времени); в линии передачи пассивный элемент (например, резистор, конденсатор ит.д.) соединяется с верхним концом, чтобы достичь совпадения сопротивлений между линией передачи и нагрузкой.

2) сведение к минимуму длины линии параллельной проводки.

(3) The components should be placed far away from the I/О межсоединенные интерфейсы и другие районы, подверженные влиянию помех и связи, and the spacing between components should be minimized.

4) сокращение расстояния между траекторией сигнала и исходной плоскостью.

(5) Reduce trace impedance and signal drive level.

(6) терминалы совпадают. можно добавить зажим, согласующий схему или согласующий элемент.

(7) Avoid wiring parallel to each other, обеспечивать достаточное расстояние между проводами, and reduce inductive coupling.

Целостность сигналов - важная концепция, которую нельзя игнорировать проектирование PCB. To ensure that the PCB has good signal integrity, инженерам нужно объединять различные факторы воздействия, rationally layout and route, повышать производительность продукции.