Med stigningen i integreret kredsløb output switch hastighed og PCB bord 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. Høj signalhastighed på et printkort, forkert placering af endekomponenter eller forkert tilslutning af højhastighedssignaler kan forårsage problemer med signalintegritet, hvilket kan få systemet til at udsende forkerte data, kredsløbet fungerer forkert eller slet ikke fungerer. Hvordan man tager signalintegritet i betragtning og træffer effektive kontrolforanstaltninger i PCB-design er blevet et varmt emne i PCB-designindustrien.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. Omvendt, når signalet ikke reagerer korrekt, er der et signalintegritetsproblem. Signalintegritetsproblemer kan føre til eller direkte føre til signalforvrængning, tidsfejl, forkerte data, adresse- og kontrollinjer og systemfejl eller endda systemnedbrud. I processen med PCB -designpraksis har folk akkumuleret en masse PCB -designregler. I PCB -design kan PCB’s signalintegritet bedre opnås ved omhyggeligt at henvise til disse designregler.

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. Type af signallinje, hastighed og transmissionsretning, impedanskontrolkrav til signallinje, bushastighedsretning og køresituation, nøglesignaler og beskyttelsesforanstaltninger;

4. Strømforsyningstype, jordtype, støjtolerancekrav til strømforsyning og jord, indstilling og segmentering af strømforsyning og jordplan;

5. Typer og hastigheder af clock linjer, kilde og retning af clock linjer, ur forsinkelse krav, længste linje krav.

PCB lagdelt design

Efter at have forstået de grundlæggende oplysninger om printkortet, er det nødvendigt at afveje designkravene til printkortets omkostninger og signalintegritet og vælge et rimeligt antal ledningslag. 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. Referenceplanet skal fortrinsvis være stelplanet. Både strømforsyning og jordplan kan bruges som referenceplan, og begge har en vis afskærmningsfunktion. Imidlertid er strømforsyningsplanets afskærmningseffekt meget lavere end jordplanets på grund af dets højere karakteristiske impedans og større potentialforskel mellem strømforsyningsplanet og referencejordniveauet.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. Hvor designomkostninger tillader det, er det bedst at arrangere digitale og analoge kredsløb på separate lag. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. Analog og digital strøm og jord skal adskilles, aldrig blandes.

3. Nøglesignal routing af tilstødende lag krydser ikke segmenteringsområdet. Signaler vil danne en stor signalløkke på tværs af regionen og generere stærk stråling. 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. Der skal være et relativt komplet jordplan under komponentoverfladen. Jordplanets integritet skal opretholdes så vidt muligt for flerlagspladen. Normalt må ingen signallinjer køre i jordplanet.

5, høj frekvens, høj hastighed, ur og andre nøglesignallinjer skal have tilstødende jordplan. 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

Nøglen til printintegritetsdesignets design er layout og ledninger, som er direkte relateret til printets ydeevne. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. Hvis printkortet er for stort og distribueret, kan transmissionslinjen være meget lang, hvilket resulterer i øget impedans, reduceret støjmodstand og øgede omkostninger. Hvis komponenterne placeres sammen, er varmeafledningen dårlig, og koblingsovertale kan forekomme i tilstødende ledninger. Derfor skal layoutet baseres på kredsløbets funktionelle enheder, mens der tages hensyn til elektromagnetisk kompatibilitet, varmeafledning og grænsefladefaktorer.

Når du lægger et printkort med blandede digitale og analoge signaler, må du ikke blande digitale og analoge signaler. Hvis analoge og digitale signaler skal blandes, skal du sørge for at line lodret for at reducere effekten af ​​krydskobling. Det digitale kredsløb, det analoge kredsløb og det støjgenererende kredsløb på kredsløbskortet skal adskilles, og det følsomme kredsløb skal føres først, og koblingsbanen mellem kredsløbene skal elimineres. Overvej især uret, nulstil og afbryd linjer, paralleller ikke disse linjer med højstrømafbryderlinjer, ellers let beskadiget af elektromagnetiske koblingssignaler, hvilket forårsager uventet nulstilling eller afbrydelse. The overall layout should follow the following principles:

1. Funktionelt partitionslayout, analogt kredsløb og digitalt kredsløb på PCB bør have forskelligt rumligt layout.

2. Ifølge kredsløbet signal proces for at arrangere de funktionelle kredsløb enheder, således at signalstrømmen til at opretholde den samme retning.

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. Letforstyrrede komponenter bør ikke være for tæt på hinanden, input og output komponenter bør være langt væk.

How to design the signal of integrity PCB

PCB -ledningsdesign

Alle signallinjer skal klassificeres inden printkabler. 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. Signalkabler på forskellige lag skal føres lodret til hinanden for at reducere krydstale. Arrangementet af signallinjer er bedst arrangeret i henhold til signalets strømningsretning. Udgangssignallinjen i et kredsløb bør ikke føres tilbage til indgangssignallinjeområdet. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. På dobbeltpanelet kan der om nødvendigt tilføjes isolationsjordledningen på begge sider af højhastighedssignallinjen. Alle højhastighedsurlinjer på flerlagspladen skal afskærmes i henhold til længden af ​​urlinjer.

De generelle principper for ledninger er:

1. Så vidt muligt at vælge design med lav densitet ledninger, og signalledninger så langt som muligt tykkelse konsekvent, hvilket bidrager til impedansmatchning. For rf-kredsløb kan det urimelige design af signallinjeretning, -bredde og linjeafstand forårsage krydsinterferens mellem signaltransmissionslinjer.

2. Så vidt muligt for at undgå tilstødende input- og output-ledninger og parallelle ledninger over lange afstande. For at reducere krydstale mellem parallelle signallinjer kan afstanden mellem signallinjer øges, eller isoleringsbælter kan indsættes mellem signallinjer.

3. Linjebredden på PCB skal være ensartet, og der må ikke forekomme mutationer i linjebredden. PCB ledningsbøjning bør ikke bruge 90 graders hjørne, bør bruge bue eller 135 grader vinkel, så vidt muligt for at opretholde kontinuiteten af ​​linjeimpedans.

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. For så vidt muligt at reducere trådens længde, øge bredden af ​​ledningen, er det med til at reducere trådens impedans.

6. For kontaktstyresignaler skal antallet af SIGNAL PCB-ledninger, der ændrer tilstanden på samme tid, reduceres så vidt muligt.