İnteqral dövrənin artması ilə keçid sürəti və PCB kartı 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. Bir PCB-də yüksək siqnal sürəti, son komponentlərin səhv yerləşdirilməsi və ya yüksək sürətli siqnalların yanlış bağlanması siqnal bütövlüyünə səbəb ola bilər ki, bu da sistemin yanlış məlumat çıxarmasına, dövrə düzgün işləməməsinə və ya ümumiyyətlə işləməməsinə səbəb ola bilər. PCB dizaynında siqnal bütövlüyünün tam nəzərə alınması və təsirli nəzarət tədbirlərinin görülməsi, PCB dizayn sənayesində isti bir mövzu halına gəldi.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. Əksinə, siqnal düzgün cavab vermədikdə siqnal bütövlüyü problemi yaranır. Siqnal bütövlüyü problemləri siqnal təhrifinə, vaxt səhvlərinə, yanlış məlumatlara, ünvan və nəzarət xətlərinə, sistemin səhv işləməsinə və ya hətta sistemin çökməsinə səbəb ola bilər və ya birbaşa gətirib çıxara bilər. PCB dizayn təcrübəsi prosesində insanlar bir çox PCB dizayn qaydaları topladılar. PCB dizaynında, bu dizayn qaydalarına diqqətlə istinad etməklə PCB -nin siqnal bütövlüyünə daha yaxşı nail olmaq olar.

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. Siqnal xəttinin növü, sürət və ötürmə istiqaməti, siqnal xəttinin empedansa nəzarət tələbləri, avtobus sürətinin istiqaməti və sürmə vəziyyəti, əsas siqnallar və mühafizə tədbirləri;

4. Enerji təchizatı növü, torpaq növü, elektrik təchizatı və torpaq üçün səs -küyə dözümlülük tələbləri, enerji təchizatı və yer səthinin qurulması və seqmentləşdirilməsi;

5. Saat xətlərinin növləri və dərəcələri, saat xətlərinin mənbəyi və istiqaməti, saat gecikdirmə tələbləri, ən uzun xətt tələbləri.

PCB qatlı dizayn

Elektron lövhənin əsas məlumatlarını başa düşdükdən sonra, elektron lövhənin dizayn tələblərini və siqnal bütövlüyünü ölçmək və kifayət qədər sayda kabel qatını seçmək lazımdır. 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. İstinad təyyarəsi tercihen yer müstəvisində olmalıdır. Həm enerji təchizatı, həm də yer təyyarəsi istinad təyyarəsi kimi istifadə edilə bilər və hər ikisinin də müəyyən qoruyucu funksiyası var. Bununla birlikdə, enerji təchizatı təyyarəsinin qoruyucu təsiri daha yüksək xarakterik empedansa və enerji təchizatı təyyarəsi ilə istinad zəmin səviyyəsi arasında daha böyük potensial fərqə malik olduğu üçün yerdəki təyyarədən çox aşağıdır.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. Dizayn xərclərinin icazə verdiyi yerlərdə rəqəmsal və analoq sxemləri ayrı -ayrı təbəqələrdə təşkil etmək daha yaxşıdır. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. Analoq və rəqəmsal güc və torpaq ayrılmalı, heç vaxt qarışdırılmamalıdır.

3. Bitişik təbəqələrin əsas siqnal marşrutu seqmentləşdirmə sahəsini keçmir. Siqnallar bölgədə böyük bir siqnal döngəsi meydana gətirəcək və güclü radiasiya yaradacaq. 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. Komponent səthinin altında nisbətən tamamlanmış bir yer müstəvisində olmalıdır. Çox qatlı lövhə üçün yer səthinin bütövlüyü mümkün qədər qorunmalıdır. Normalda yer səthində heç bir siqnal xəttinin işləməsinə icazə verilmir.

5, yüksək tezlik, yüksək sürət, saat və digər əsas siqnal xətlərinin bitişik yer müstəvisinə malik olması lazımdır. 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

Çap lövhəsinin siqnal bütövlüyünün dizaynının açarı, PCB -nin performansı ilə birbaşa əlaqəli olan sxem və məftildir. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. PCB çox böyük və paylanmışsa, ötürmə xətti çox uzun ola bilər ki, bu da empedansın artmasına, səs -küy müqavimətinin azalmasına və xərclərin artmasına səbəb ola bilər. Komponentlər bir yerə yerləşdirilərsə, istilik dağılımı zəifdir və bitişik naqillərdə birləşmə kəsişməsi baş verə bilər. Buna görə də, elektromaqnit uyğunluğu, istilik yayılması və interfeys faktorları nəzərə alınmaqla, sxem dövrənin funksional vahidlərinə əsaslanmalıdır.

Qarışıq rəqəmsal və analoq siqnalları olan bir PCB qurarkən rəqəmsal və analoq siqnalları qarışdırmayın. Analog və rəqəmsal siqnalların qarışdırılması lazımdırsa, çarpaz birləşmənin təsirini azaltmaq üçün şaquli olaraq xətt çəkdiyinizə əmin olun. Dövrə lövhəsindəki rəqəmsal dövrə, analog dövrə və səs-küy yaradan dövrə ayrılmalı, həssas dövrə əvvəlcə yönləndirilməli və sxemlər arasındakı birləşmə yolu aradan qaldırılmalıdır. Xüsusilə, saatı nəzərdən keçirin, xətləri sıfırlayın və kəsin, bu xətləri yüksək cərəyan keçid xətləri ilə paralel etməyin, əks halda elektromaqnit birləşmə siqnallarından asanlıqla zədələnərək gözlənilməz sıfırlama və ya kəsilməyə səbəb olun. The overall layout should follow the following principles:

1. PCB -də funksional bölmə düzeni, analoq dövrə və rəqəmsal dövrə fərqli məkan planına malik olmalıdır.

2. Siqnal axınının eyni istiqamətdə davam etməsi üçün funksional dövrə vahidlərini təşkil etmək üçün dövrə siqnal prosesinə görə.

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. Asanlıqla narahat olan komponentlər bir -birinə çox yaxın olmamalı, giriş və çıxış komponentləri çox uzaqda olmalıdır.

How to design the signal of integrity PCB

PCB kabel dizaynı

PCB naqillərindən əvvəl bütün siqnal xətləri təsnif edilməlidir. 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. Müxtəlif təbəqələrdəki siqnal kabelləri çarpazlığı azaltmaq üçün şaquli olaraq bir -birinə yönəldilməlidir. Siqnal xətlərinin təşkili ən yaxşı şəkildə siqnalın axın istiqamətinə görə təşkil edilir. Bir dövrənin çıxış siqnal xətti giriş siqnal xətti sahəsinə geri çəkilməməlidir. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. Lazım gələrsə, ikiqat paneldə yüksək sürətli siqnal xəttinin hər iki tərəfinə izolyasiya topraklama teli əlavə edilə bilər. Çox qatlı lövhədəki bütün yüksək sürətli saat xətləri, saat xətlərinin uzunluğuna görə qorunmalıdır.

Kabel çəkməyin ümumi prinsipləri:

1. Mümkün olduğu qədər aşağı sıxlıqlı məftil dizaynını və siqnal naqillərini mümkün qədər qalınlığı ardıcıl, impedans uyğunluğu üçün əlverişli olaraq seçin. RF dövrəsi üçün siqnal xətti istiqamətinin, genişliyinin və xətt aralığının əsassız dizaynı siqnal ötürmə xətləri arasında çarpaz müdaxiləyə səbəb ola bilər.

2. Mümkün qədər bitişik giriş və çıxış tellərindən və uzun məsafəli paralel naqillərdən qaçınmaq üçün. Paralel siqnal xətlərinin kəsişməsini azaltmaq üçün siqnal xətləri arasındakı məsafə artırıla bilər və ya siqnal xətləri arasına izolyasiya kəmərləri taxıla bilər.

3. PCB üzərindəki xətt eni vahid olmalıdır və heç bir xətt eni mutasiyası baş verməyəcək. PCB naqillərinin əyilməsi 90 dərəcə küncdən istifadə etməməli, xətt empedansının davamlılığını qorumaq üçün mümkün olduğu qədər qövs və ya 135 dərəcə bucaq istifadə etməlidir.

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. Telin uzunluğunu azaltmaq, telin genişliyini artırmaq, telin empedansını azaltmaq üçün əlverişlidir.

6. Keçid idarəetmə siqnalları üçün vəziyyəti eyni anda dəyişdirən SİNYAL PCB naqillərinin sayı mümkün qədər azaldılmalıdır.