مع زيادة سرعة تبديل خرج الدائرة المتكاملة و مجلس الكلور density, Signal Integrity has become one of the issues that must be concerned in high-speed digital PCB design. The parameters of components and PCB board, the layout of components on PCB board, the wiring of high-speed Signal line and other factors, Can cause problems with signal integrity.

For PCB layouts, signal integrity requires a board layout that does not affect signal timing or voltage, while for circuit wiring, signal integrity requires termination elements, layout strategies, and wiring information. يمكن أن تتسبب سرعة الإشارة العالية على لوحة الدوائر المطبوعة ، أو الوضع غير الصحيح للمكونات النهائية ، أو التوصيل غير الصحيح للإشارات عالية السرعة في حدوث مشكلات في سلامة الإشارة ، مما قد يتسبب في إخراج النظام لبيانات غير صحيحة ، أو تعمل الدائرة بشكل غير صحيح أو لا تعمل على الإطلاق. أصبحت كيفية أخذ سلامة الإشارة في الاعتبار الكامل واتخاذ تدابير تحكم فعالة في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور موضوعًا ساخنًا في صناعة تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. على العكس من ذلك ، عندما لا تستجيب الإشارة بشكل صحيح ، فهناك مشكلة في سلامة الإشارة. يمكن أن تؤدي مشاكل سلامة الإشارة أو تؤدي مباشرة إلى تشويه الإشارة ، وأخطاء التوقيت ، والبيانات غير الصحيحة ، وخطوط العنوان والتحكم ، وسوء تشغيل النظام ، أو حتى تعطل النظام. في عملية ممارسة تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، تراكمت لدى الناس الكثير من قواعد تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يمكن تحقيق سلامة إشارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل أفضل من خلال الرجوع بعناية إلى قواعد التصميم هذه.

When designing PCB, we should first understand the design information of the whole circuit board, which mainly includes:

1. The number of devices, device size, device package, chip rate, whether PCB is divided into low speed, medium speed and high speed area, which is the interface input and output area;

2. The overall layout requirements, device layout location, whether there is a high power device, chip device heat dissipation special requirements;

3. نوع خط الإشارة ، السرعة واتجاه الإرسال ، متطلبات التحكم في مقاومة خط الإشارة ، اتجاه سرعة الحافلة ووضع القيادة ، الإشارات الرئيسية وإجراءات الحماية.

4. نوع مصدر الطاقة ، ونوع الأرض ، ومتطلبات تحمل الضوضاء لمصدر الطاقة والأرض ، وإعداد وتجزئة إمدادات الطاقة والمستوى الأرضي ؛

5. أنواع ومعدلات خطوط الساعة ومصدر خطوط الساعة واتجاهها ومتطلبات تأخير الميقاتية ومتطلبات أطول خط.

تصميم طبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور

بعد فهم المعلومات الأساسية للوحة الدائرة ، من الضروري تقييم متطلبات تصميم تكلفة لوحة الدائرة وسلامة الإشارة واختيار عدد معقول من طبقات الأسلاك. At present, the circuit board has gradually developed from single layer, double layer and four layer to more multi-layer circuit board. Multi-layer PCB design can improve the reference surface of signal routing and provide backflow path for signal, which is the main measure to achieve good signal integrity. When designing PCB layering, follow the following rules:

1. يفضل أن يكون المستوى المرجعي هو المستوى الأرضي. Both power supply and ground plane can be used as reference plane, and both have certain shielding function. ومع ذلك ، فإن تأثير التدريع لمستوى إمداد الطاقة أقل بكثير من تأثير المستوى الأرضي بسبب الممانعة العالية المميزة وفرق الجهد الأكبر بين مستوى مصدر الطاقة ومستوى الأرض المرجعي.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. حيثما تسمح تكاليف التصميم ، من الأفضل ترتيب الدوائر الرقمية والتناظرية على طبقات منفصلة. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. يجب فصل الطاقة التناظرية والرقمية عن الأرض ، وعدم خلطها مطلقًا.

3. لا يعبر توجيه الإشارة الرئيسية للطبقات المجاورة منطقة التجزئة. ستشكل الإشارات حلقة إشارة كبيرة عبر المنطقة وتولد إشعاعًا قويًا. If the signal cable must cross the area when the ground cable is divided, a single point can be connected between the ground to form a connection bridge between the two ground points, and then the cable can be routed through the connection bridge.

4. يجب أن يكون هناك مستوى أرضي كامل نسبيًا تحت سطح المكون. يجب الحفاظ على سلامة المستوى الأرضي قدر الإمكان للوحة متعددة الطبقات. لا يُسمح عادةً بتشغيل أي خطوط إشارة في المستوى الأرضي.

5 ، التردد العالي ، السرعة العالية ، الساعة وخطوط الإشارة الرئيسية الأخرى يجب أن يكون لها مستوى أرضي مجاور. In this way, the distance between signal line and ground line is only the distance between PCB layers, so the actual current always flows in the ground line directly below the signal line, forming the smallest signal loop area and reducing radiation.

How to design the signal of integrity PCB

PCB layout design

مفتاح تصميم سلامة الإشارة للوحة المطبوعة هو التخطيط والأسلاك ، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بأداء ثنائي الفينيل متعدد الكلور. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. إذا كان ثنائي الفينيل متعدد الكلور كبيرًا جدًا وموزعًا ، فقد يكون خط النقل طويلًا جدًا ، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة وتقليل مقاومة الضوضاء وزيادة التكلفة. إذا تم وضع المكونات معًا ، يكون تبديد الحرارة ضعيفًا ، وقد يحدث تداخل اقتران في الأسلاك المجاورة. لذلك ، يجب أن يعتمد التصميم على الوحدات الوظيفية للدائرة ، مع مراعاة التوافق الكهرومغناطيسي وتبديد الحرارة وعوامل الواجهة.

عند وضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بإشارات رقمية وتناظرية مختلطة ، لا تخلط الإشارات الرقمية والتناظرية. إذا كان يجب خلط الإشارات التناظرية والرقمية ، فتأكد من الخط عموديًا لتقليل تأثير الاقتران المتقاطع. يجب فصل الدائرة الرقمية والدائرة التناظرية والدائرة المولدة للضوضاء على لوحة الدائرة ، ويجب أن يتم توجيه الدائرة الحساسة أولاً ، ويجب التخلص من مسار الاقتران بين الدوائر. على وجه الخصوص ، ضع في اعتبارك الساعة وإعادة تعيين وخطوط المقاطعة ، لا توازي هذه الخطوط مع خطوط تبديل التيار العالي ، وإلا فقد تتلف بسهولة بسبب إشارات الاقتران الكهرومغناطيسي ، مما يتسبب في إعادة تعيين أو مقاطعة غير متوقعة. The overall layout should follow the following principles:

1. يجب أن يكون لتخطيط التقسيم الوظيفي والدائرة التناظرية والدائرة الرقمية على PCB تخطيط مكاني مختلف.

2. وفقا لعملية إشارة الدائرة لترتيب وحدات الدائرة الوظيفية ، بحيث تتدفق الإشارة للحفاظ على نفس الاتجاه.

3. Take the core components of each functional circuit unit as the center, and other components are arranged around it.

4. Shorten the connection between high-frequency components as much as possible and try to reduce their distribution parameters.

5. يجب ألا تكون المكونات المضطربة بسهولة قريبة جدًا من بعضها البعض ، يجب أن تكون مكونات الإدخال والإخراج بعيدة.

How to design the signal of integrity PCB

تصميم الأسلاك ثنائي الفينيل متعدد الكلور

يجب تصنيف جميع خطوط الإشارة قبل توصيلات PCB. First of all, clock line, sensitive signal line, and then high-speed signal line, in order to ensure that this kind of signal through the hole is enough, distribution parameters of good characteristics, and then general unimportant signal line.

Incompatible signal lines should be far away from each other and do not parallel wiring, such as digital and analog, high speed and low speed, high current and small current, high voltage and low voltage. يجب توجيه كبلات الإشارة الموجودة في طبقات مختلفة عموديًا إلى بعضها البعض لتقليل الحديث المتبادل. من الأفضل ترتيب ترتيب خطوط الإشارة وفقًا لاتجاه تدفق الإشارة. لا ينبغي إعادة خط إشارة الخرج لدائرة ما إلى منطقة خط إشارة الإدخال. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. على اللوحة المزدوجة ، إذا لزم الأمر ، يمكن إضافة السلك الأرضي المعزول على جانبي خط الإشارة عالي السرعة. يجب حماية جميع خطوط الساعة عالية السرعة الموجودة على اللوحة متعددة الطبقات وفقًا لطول خطوط الساعة.

المبادئ العامة لتوصيل الأسلاك هي:

1. بقدر الإمكان لاختيار تصميم الأسلاك منخفضة الكثافة ، وإشارة الأسلاك إلى أقصى حد ممكن سماكة متسقة ، يفضي إلى مطابقة المعاوقة. بالنسبة لدائرة التردد الراديوي ، قد يتسبب التصميم غير المعقول لاتجاه خط الإشارة وعرضه وتباعد الأسطر في حدوث تداخل متقاطع بين خطوط نقل الإشارة.

2. بقدر الإمكان لتجنب أسلاك الإدخال والإخراج المجاورة والأسلاك المتوازية لمسافات طويلة. لتقليل تداخل خطوط الإشارة المتوازية ، يمكن زيادة التباعد بين خطوط الإشارة ، أو يمكن إدخال أحزمة العزل بين خطوط الإشارة.

3. يجب أن يكون عرض الخط على ثنائي الفينيل متعدد الكلور موحدًا ولن تحدث طفرة في عرض الخط. يجب ألا يستخدم ثني الأسلاك PCB زاوية 90 درجة ، ويجب أن يستخدم قوسًا أو زاوية 135 درجة ، قدر الإمكان للحفاظ على استمرارية مقاومة الخط.

4. Minimize the area of the current loop. The external radiation intensity of current-carrying circuit is proportional to the current passing through, the loop area and the square of signal frequency. Reducing the current loop area can reduce the ELECTROMAGNETIC interference of PCB.

5. بقدر الإمكان لتقليل طول السلك ، وزيادة عرض السلك ، يفضي إلى تقليل مقاومة السلك.

6. بالنسبة لإشارات التحكم بالتبديل ، يجب تقليل عدد أسلاك SIGNAL PCB التي تغير الحالة في نفس الوقت إلى أقصى حد ممكن.