p>Yarı yönetici teknolojisinin ve derin basınç mikronun teknolojisinin sürekli gelişmesi ile, IC'nin değiştirme hızı on MHZ'den yüzlerce MHz'e arttı., ya da birkaç GHz bile. Yüksek hızlı tasarımda
PCB tahtası, Mühendisler, yanlış tetikleyici gibi sinyal integritet sorunlarıyla sık sık karşılaşırlar., Damned oscillation, aşağılık, Ateş et, ve karışık konuşma. Bu makale neden oluşturduğunu tartışacaktır., nasıl hesaplanıyorlar, ve Allegro'da IBIS simülasyon metodu kullanarak bu sorunları nasıl çözeceğiz.
1. Definition of Signal Integrity
Signal Integrity (SI) refers to the signal quality on the signal line. Zavallı sinyal integritesi tek bir faktör tarafından sebep edilmiyor., fakat tahta düzeyi tasarımında faktörler birleştirerek. Sinyal bütünlüğünün hasarının sebepleri yansıtmaları içeriyor., ringing, Yer sıçraması, crosstalk, ve daha fazla. Sinyal operasyon frekansiyasının sürekli gelişmesi ile, sinyal bütünlüğünün problemi yüksek hızlı odaklanıyor. PCB tahtası mühendisler.
2. Reflection
2.1 Formation and calculation of reflections
Impedance discontinuities on the transmission line can cause signal reflections, ve kaynağı ve impdansları yükleyeceğimizde, yük, voltajın bir parçasını kaynağa geri döndürüyor.. Sinyallerin farklı çizgi iletişimi birçok sorunu çözer. Farklı bir sinyal nedir?? Layman'ın şartlarında, sürücü sonu eşit değer ve tersi fazla iki sinyal gönderir, İki voltaj arasındaki farkı karşılaştırarak "0" ya da "1" mantıklı durumunu yargılıyor.. Farklı sinyali taşıyan kablo çift, farklı bir kablo denir.. Farklı çizginin engellemesini nasıl hesaplamayı? Farklı farklı sinyallerin engellemesi farklıdır., such as the D+ D- of USB, farklı çizgi impedance 90ohm., 1394'in farklı çizgi 110ohm., ilk olarak belirlenme veya bağlı bilgiye bakın. İmpadansı hesaplamak için çoğu alet var zaten., gibi polar'ın si9000. Farklı impedance etkileyici faktörler çizgi genişliğinde, farklı çizgi boşluğu, dielektrik izin verici, and thickness of the medium (the thickness of the medium between the differential line ve reference surface). Genelde, fark düzeltilmiştir.. Farklı impedans kontrolü için çizgi boşluğu ve çizgi genişliği. Tahta oluşturduğunda, Çizgilerin impedans kontrolünü kontrol etmesi gerektiğini. Farklı bir sinyal, iki fiziksel miktarı arasındaki farkı temsil eden sayısal değerdir.. Kesinlikle konuşuyor., tüm voltaj sinyalleri farklı, çünkü bir voltaj sadece başkasıyla. Bazı sistemlerde, sistem 'ground' voltaj referans noktası olarak kullanılır. "Yer" voltaj ölçü referans olarak kullanıldığında, bu sinyal taslağı tek sonu denir. Bu terimi kullanıyoruz çünkü bir sinyal tek yöneticinin voltaj tarafından temsil ediliyor..
Farklı sinyallerin bir faydası, küçük sinyaller kolayca tanınabilir çünkü 'referans' voltajını kontrol ediyorsunuz.. Bir sistemde bir yere bağlı, tek sonlu sinyal taslağı, ölçülenen sinyalin değeri sistemin içindeki 'toprak' konsistencine bağlı.. Sinyal kaynağı ve sinyal alıcısı, Yerel toprak voltaj değerlerinin arasında farklılıklar olacak.. Farklı sinyalden alınan sinyal değeri genellikle 'toprak' değerinden bağımsızdır., ama belirli bir menzil içinde. A second benefit of differential signaling is that it is highly immune to external electromagnetic interference (EMI). Bir saldırgan, neredeyse aynı şekilde farklı sinyal çiftinin her sonuna etkiler.. PADSLOGIC voltasyonun farkı PADS'deki sinyal değerini belirliyor., İki yöneticide görünen aynı rahatsızlıklar görmezden gelecektir.. İlişkilere daha az hassas olmak üzere, farklı sinyaller tek sondan daha az EMI oluşturur. Farklı sinyallerin üçüncü avantajı zamanlama pozisyonu.. Farklı sinyaller değiştirme değişiklikleri iki sinyal kesiminde bulunduğundan beri, Hüküm için yüksek ve düşük sınır voltasyonuna dayanan sıradan tek sonlu sinyallere benzemiyor., süreç ve sıcaklık tarafından daha az etkilenmiş. Zaman hatalarını azaltır ve devreler için düşük amplitud sinyalleri ile daha uygun olabilir.. The currently popular LVDS (low voltage differential signaling) refers to this small-amplitude differential signaling technology. Differential can not consider crosstalk, Çünkü karşılaştırma sonuçları alındığında iptal edilecek. Ayrıca, farklılık dengelenmesi gerekiyor., paralel sadece dengenin bir parçası. I think the coupling of the differential pair should still be needed, tek satır eşleştirmek için, Teoride çok yetişkin olmasına rağmen, but the actual PCB circuit still has an error of about 5% (a material, I have not done it myself). Diğer taraftan, farklı bir çizgi kendini döndürme sistemi olarak görülebilir, ya da iki sinyal çizgisindeki sinyaller. If the coupling is too loose, diğer yerlerden farklı bir araya getirebilir. Bazı arayüz devreleri için, Allegro eğitim farklı çiftinin eşit uzunluğu, çizgi gecikmesini kontrol etmek için önemli bir faktördür.. Yani..., Sanırım farklı çizgi sıkı bir şekilde birleşmeli.. Şimdiki yüksek hızlı PCB tahtasıs, iyi bir bağlantı tutmak yararlı., Ama umarım yanlış bir şekilde birleşme farklı çiftler için gerekli bir durum olduğunu düşünmüyorsunuz., bazen tasarım fikirlerini sınırlar.. Hızlı tasarım veya analiz yaptığında, İnsanların çoğunun bunu nasıl yaptığını bilmek gerekmez., ama diğerlerinin neden, ve sonra diğer insanların deneyiminin temelinde anlayıp geliştirilir., yaratıcı düşünce yeteneklerini sürekli alıştırmak için. Eşleşme gerekli, Ama eşleşmenin sebebi, ama karşılaştırma müdahale derecesini azaltmak için. Eğer düşürme eşleştirme yöntemiyle bağlı olursa, seri istikrarı kullanılırsa, bunun etkisi olmayacak., ama eğer yerleştirme ya da güç bağlantısı eşleştirme yöntemi kullanılırsa, Çünkü iki kablonun çizgi engellemesi düşürüldü....
PCB LAYOUT mühendisleri için, Bu farklı yolculuk avantajlarının gerçek yolculuğunda tam olarak kullanılmasını sağlamak. Belki de Layout ile iletişim kuran herkes farklı yönlendirmenin genel ihtiyaçlarını anlar., and the PCB tahtası tasarım "eşit uzunluğu"dur., eşit mesafe". Aynı uzunluğu, iki farklı sinyallerin her zaman tersi polyarlıklar tutmasını ve ortak modu komponentlerini azaltmasını sağlamaktır; aynı mesafe, genellikle ikisinin farklı engellemesinin uyumlu ve yansıtmasını azaltmasını sağlamak.. "Mümkün olduğunca yakın bir prensip" bazen farklı yönlendirme şartlarından biridir.. Farklı izler de farklı sinyal katlarında çalışabilir., ama bu yöntem genellikle önerilmez, Çünkü farklı katlar tarafından oluşturduğu impedance ve vial farklılıkları farklı modun yayılmasının etkisini yok edecek ve ortak modun sesini tanıtır.. Ayrıca, Eğer yakın iki katı sıkı bir şekilde, Sese karşı çıkan farklı izlerin yeteneğini azaltır., Ama eğer çevredeki izlerin doğru alanı, Konuşma sorun değil.. At general frequencies (below GHz), EMI ciddi bir sorun olmayacak.. Experiments show that the radiated energy attenuation at a distance of 500Mils from a differential trace 3 meters away has reached 60dB, FCC'nin elektromagnet radyasyon standartlarına uygulamak için yeterli, Bu yüzden tasarımcı yeterli farklı çizgi bağlantısıyla sebep olan elektromagnet uyumsuzluğu hakkında çok endişelenmek zorunda değildir.. Ama tüm bu kurallar retorik olmak için, ve birçok mühendisler yüksek hızlı farklı sinyallerin doğasını anlamıyorlar.. Sonrakiler PCB farklı sinyal tasarımında birkaç ortak yanlış anlama tartışmasına odaklanıyor.. Farklı izler çok yakın olmalı.. Farklı izleri yaklaştırmak bağlantılarını arttırmaktan başka bir şey değil., bu sadece sesle bağışlanma gücünü geliştirmez., Ayrıca manyetik alanın tersi polyarlığını dışarıdaki dünyaya elektromanyetik interferini kaydetmek için de tam kullanır.. Bu yaklaşım çoğu olaylarda çok faydalı olmasına rağmen, Bu değil.. Eğer dış araştırmalardan tamamen korunabilirsek, Sonra birbirimizle güçlü bir bağlantı ile karşı karşılaşmaya ve karşılaşmaya ihtiyacımız yok.. EMI'yi bastırmak amacı. Farklı izlerin iyi izolasyon ve koruması olduğuna nasıl emin olabiliriz?? Diğer sinyal izleriyle uzayı arttırmak temel yollardan biridir.. Elektromagnetik alanın enerjisi uzağın karesinde azalır.. Genelde, çizgi boşluğu 4 kere çizgi genişliğinden fazla. , aralarındaki araştırmalar çok zayıf ve basitçe ihmal edilebilir.. Ayrıca, Yer uça ğının izolasyonu da iyi bir koruma rolü oynayabilir.. This structure is often used in the design of high-frequency (above 10G) IC package PCB tahtasıs. Buna CPW yapısı denir., which can ensure strict differential Impedance Control (2Z0). Farklı sinyallerin bir yeryüzü uça ğına dönüş yolu olarak ihtiyacı olmadığını düşün., ya da farklı izler birbirlerine dönüş yollarını sağlıyor.. Bu yanlış anlama yüzünden yüzeysel görüntüler tarafından karıştırılıyor., veya yüksek hızlı sinyal transmisinin mekanizmasının anlaması yeterince derin değil.. Farklı devreler benzer sıçramalar ve güç ve yeryüzü uçaklarında bulunan diğer ses sinyallerine benzemez.. Yer uçağının parçacık dönüş iptal edilmesi farklı devre, sinyal dönüş yolu olarak referens uçağını kullanmıyor demektir.. Aslında..., sinyal dönüş analizinde, farklı yolculuk ve sıradan tek sonlu yolculuk mekanizması aynı., Bu,, Yüksek frekans sinyalleri her zaman indukatörün dönüşünde dönüyor., fark şu ki, yeryüzündeki bağlantıların yanında, farklı çizgi de karşılaştırılması. Her hangi bir bağlantı güçlü, en büyük dönüş yolu olacak. Üzerinde. PCB tahtası Devre tasarımında, farklı izler arasındaki bağlantı genellikle küçük, sık sık bağlantı derecesinin %10~20 sayısı, ve daha fazla yere bağlanma, Bu yüzden farklı izlerin ana dönüş yolu hala yeryüzünde bulundu.. Yer uçağı kestiğinde, kayıt uçağı olmayan bölgede, farklı izler arasındaki bağlantı ana dönüş yolunu sağlayacak., Referans uçağının sonsuzluğunun farklı izlerine etkisi yoktur.. Bu ciddi., Ama hala farklı sinyallerin kalitesini azaltır ve EMI'yi artırar., en mümkün olduğunca. Bazı tasarımcılar da farklı izlerin altındaki referans uçağının farklı iletişimlerde ortak modu sinyalinin bir parçasını bastırmak için kaldırabilir., fakat bu yaklaşım teori için gerekli değildir.. İmparans'ı nasıl kontrol edeceğiz?? Ortak mod sinyalini temin etme. The ground impedance loop is bound to cause EMI radiation, which does more harm than good. Sanırım eşit uzay tutmak çizgi uzunluğundan daha önemlidir.. Aslında PCB tahtası dizim, farklı tasarımın ihtiyaçları sık sık olarak aynı zamanda. Pin dağıtımı gibi faktörler yüzünden, vias, ve yolculuk alanı, Çizgi uzunluğuna uyuşturma amacı uygun yönlendirmeler üzerinden başarılı olmalı., Ama sonuç, farklı çiftin bazı bölgeleri paralel olamaz..
PCB tahtası Düzendeki en önemli kural, çizgi uzunluğuna eşleşmektir., Diğer kurallar tasarım ihtiyaçlarına ve pratik uygulamalarına göre elastik olarak işleyebilir..
