PCB 고속 신호 회로 설계의 3가지 라우팅 기술

인쇄 회로 기판(PCB) 설계는 전기 엔지니어의 작업에 필수적이며 완벽한 PCB를 설계하는 것은 분명히 쉬운 일이 아닙니다. 완벽한 PCB는 구성 요소 선택 및 배포의 합리성뿐만 아니라 높은 신호 전도도에서 파생됩니다. 이 논문에서는 엔지니어링 작업에 도움을 주기 위해 PCB 고속 신호 회로 설계에 대한 라우팅 기술에 대한 지식을 소개하고 표시합니다.

다층 기판 기반 PCB 라우팅

PCB를 설계할 때 대부분의 엔지니어는 다층 기판을 사용하여 고신호 라우팅을 완료하려고 합니다. 이러한 다층 기판은 PCB의 핵심 역할 외에도 이러한 문제에 직면한 엔지니어의 주요 방법인 회로 간섭을 줄일 수 있습니다. 다층 기판의 활용을 기반으로 PCB에 고속 신호 회로를 설계할 때 엔지니어는 레이어 수를 합리적으로 결정하여 기판 크기를 축소하고 차폐 설정을 ​​위한 중간 레이어를 최대한 활용하여 실현해야 합니다. 기생 인덕턴스를 효과적으로 감소시키고 신호 전송 길이를 줄이며 신호 간의 교차 간섭을 줄이는 등의 결과를 얻을 수 있습니다. 이 모든 방법은 고속 신호 회로의 신뢰성에 상당히 유리합니다.

다층 기판의 도움으로 PCB 신호 전송의 신뢰성을 높이는 위의 방법 외에도 일부 권위 데이터에 따르면 동일한 재료를 사용할 때 4층 기판에서 발생하는 노이즈가 20dB 낮습니다. 레이어 보드. 리드 벤딩의 경우 벤딩이 적을수록 좋습니다. 전체 라인을 사용하는 것이 가장 좋으며 굽힘이 필요한 경우 45도 라인이나 아크 라인을 사용하면 고속 신호와 상호 결합에서 외부로 방출이 차단되고 복사와 반사가 모두 차단됩니다. 감소했습니다.

고속 회로에서 부품 간 리드 핀을 최대한 짧게

PCB 고속 신호 회로 설계 및 라우팅 과정에서 엔지니어는 고속 회로의 구성 요소 사이의 리드 핀을 최대한 짧게 만들어야 합니다. 리드가 길수록 분산 인덕턴스와 분산 커패시터가 모두 커지므로 고속 회로에서 반사 및 발진이 발생합니다.

고속 회로에서 부품 간 리드 핀의 단축 외에도 각 고속 회로에서 부품의 리드 핀 사이의 리드 층간 교대는 PCB 라우팅 과정에서 단축되어야 합니다. 구성 요소 연결의 수는 가능한 한 적어야 합니다. 일반적으로 쓰루 홀은 약 0.5pF의 분산 커패시턴스를 가져올 수 있으며 이는 분명히 회로 지연을 증가시킵니다. 한편, 고속 회로 라우팅 과정에서 신호선 근거리 병렬 라우팅에 의해 유도되는 교차 간섭을 충분히 고려해야 합니다. 병렬 분배를 우회할 수 없는 경우 간섭을 줄이기 위해 병렬 신호 라인의 후면에 대규모 접지를 설정할 수 있습니다. 인접한 두 레이어에서 라우팅 방향은 수직이어야 합니다.

특히 중요한 신호 라인 또는 로컬 부품의 접지

PCB 라우팅 설계 과정에서 엔지니어는 특히 중요한 신호 라인이나 로컬 부품에 접지 주변을 활용하는 것이 좋습니다. 주변기기에 보호용 접지선을 추가할 때 클럭 신호, 고속 아날로그 신호 등 간섭 신호에 덜 민감한 신호선을 중간에 보호하도록 라우팅하고 있습니다. 이는 모든 유형의 신호 라우팅이 루프를 형성할 수 없으며 접지선도 마찬가지이기 때문입니다. 그러나 루프 라우팅 회로가 발생하면 시스템에 큰 간섭이 발생합니다. 신호 라인을 둘러싸는 접지선으로 라우팅하는 이점은 라우팅 과정에서 루프를 효과적으로 방지할 수 있습니다. 하나 또는 몇 개의 고주파 디커플링 커패시터를 각 집적 회로 블록 근처에 설정하는 것이 좋습니다. 아날로그 접지선 또는 디지털선을 공용 접지선에 연결할 때는 고주파 초크 링크를 사용해야 합니다. 일부 고속 신호 라인은 특별한 처리가 필요합니다. 예를 들어, 차동 신호는 동일한 레이어에 필요하고 가능한 한 병렬 라우팅에 가깝습니다. 차동 신호 라인 사이에는 어떠한 신호도 삽입할 수 없으며 각각의 길이는 동일해야 합니다.

위에서 언급한 방법 외에도 PCB 신호 라우팅을 설계할 때 엔지니어는 고속 신호 배선 분기 또는 스텁 형성을 피해야 합니다. 표층에 고주파 신호선을 설치할 경우 상대적으로 큰 전자파가 발생될 수 있으므로 고주파 신호선은 전원선과 접지선 사이에 설치하여 전자파에 의해 발생하는 복사선이 높은 수준으로 감소되도록 해야 합니다. 힘과 최하층으로부터의 흡수

물론 실제 프로젝트에서 이론은 실습보다 먼저 오지 않습니다. PCB 라우팅 설계 측면에서 제 경험을 공유하고 싶습니다. 첫째, PCB의 유일한 라우팅 디자이너가 아닌 경우 라우터 디자인을 확인하는 데 충분한 시간을 할애하십시오. 작은 예방 조치가 많은 개선보다 훨씬 낫습니다. 라우터가 당신의 생각을 이해할 것이라고 기대하는 것은 어리석은 생각입니다. 귀하의 조언과 지침은 라우팅 설계의 기본 단계에서 가장 중요합니다. 더 많은 정보를 제공하고 설계에 더 많이 참여할수록 더 나은 PCB를 얻을 수 있습니다. 여기에 좋은 방법이 있습니다. 라우팅 절차가 단계에 따라 엄격하게 시작되도록 PCB 설계 엔지니어를 위한 임시 완료 지점을 설정할 수 있습니다. 이 방법은 재작업의 가능성을 최소한으로 줄일 수 있도록 라우팅이 트랙에서 벗어나지 않는다는 점에서 닫힌 루프와 같습니다.

그런 다음 라우팅 엔지니어에게 제공해야 하는 지침에는 다음이 포함됩니다. 회로 기능에 대한 간략한 설명; 입력 및 출력 위치의 레이블이 있는 PCB 스케치; 두께, 레이어 수, 각 신호 레이어 및 접지 플레이트의 세부 정보와 같은 PCB 레이어 정보; 각 계층에 필요한 신호 유형 중요한 구성 요소의 위치 측면에서 요구 사항; 우회 부품의 특정 위치; 인쇄된 선의 중요성; 임피던스 제어 인쇄 라인이 필요한 회로의 중요성; 매핑 길이가 필요한 회로; 구성 요소의 크기; 거리 또는 근접성을 요구하는 인쇄된 라인, 회로 또는 구성요소; 상단 또는 하단에 배치되는 구성 요소의 유형입니다.

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