Kun la kresko de integracirkvita eliga ŝaltilorapideco kaj PCB-tabulo 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. Alta signalrapideco sur PCB, malĝusta lokigo de finaj komponentoj, aŭ malĝusta drataro de altrapidaj signaloj povas kaŭzi signalajn integrecproblemojn, kiuj povas igi la sistemon produkti malĝustajn datenojn, la cirkvito funkcias nedece aŭ tute ne funkcias. How to take signal integrity into full consideration and take effective control measures in PCB design has become a hot topic in PCB design industry.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. Male, kiam la signalo ne respondas taŭge, estas signala integreca problemo. Signal integrity problems can lead to or directly lead to signal distortion, timing errors, incorrect data, address and control lines, and system misoperation, or even system crash. En la procezo de PCB-projektado, homoj amasigis multajn PCB-projektajn regulojn. In PCB design, the signal integrity of PCB can be better achieved by carefully referring to these design rules.

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. Speco de signala linio, rapido kaj transdona direkto, impedancaj kontrolaj postuloj de signala linio, busa rapido-direkto kaj veturanta situacio, ŝlosilaj signaloj kaj protektaj rimedoj;

4. Speco de elektroprovizo, speco de grundo, bruotoleremaj postuloj por elektroprovizo kaj grundo, agordo kaj segmentado de elektroprovizo kaj grunda aviadilo;

5. Specoj kaj rapidoj de horloĝaj linioj, fonto kaj direkto de horloĝaj linioj, horloĝaj prokrastaj postuloj, plej longaj liniaj postuloj.

PCB tavoligita dezajno

Kompreninte la bazajn informojn de la cirkvita tabulo, necesas pesi la projektajn postulojn de la kosto de la cirkvita tabulo kaj integrecon de signalo, kaj elekti akcepteblan nombron da kablaj tavoloj. 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. The reference plane shall preferably be the ground plane. Both power supply and ground plane can be used as reference plane, and both have certain shielding function. Tamen la ŝirmanta efiko de la elektroproviza ebeno estas multe pli malalta ol tiu de la tera ebeno pro ĝia pli alta karakteriza impedanco kaj pli granda potenciala diferenco inter la elektroproviza ebeno kaj la referenca tera nivelo.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. Where design costs permit, it is best to arrange digital and analog circuits on separate layers. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. Analoga kaj cifereca potenco kaj tero devas esti apartigitaj, neniam miksitaj.

3. La ŝlosila signala vojigo de apudaj tavoloj ne transiras la segmentan areon. Signals will form a large signal loop across the region and generate strong radiation. 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. Estu relative kompleta tera ebeno sub la komponanta surfaco. La integreco de la tera ebeno devas esti konservata laŭeble por la plurtavola plato. Neniuj signallinioj normale rajtas kuri en la tera ebeno.

5, alta ofteco, alta rapido, horloĝo kaj aliaj ŝlosilaj signalaj linioj devas havi apudan teran aviadilon. 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

La ŝlosilo de signala integreco-projektado de presita tabulo estas aranĝo kaj drataro, kiu rekte rilatas al la agado de PCB. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. If the PCB is too large and distributed, the transmission line may be very long, resulting in increased impedance, reduced noise resistance, and increased cost. If the components are placed together, heat dissipation is poor, and coupling crosstalk may occur in adjacent wiring. Tial la aranĝo devas esti bazita sur la funkciaj unuoj de la cirkvito, konsiderante elektromagnetan kongruecon, varman disipadon kaj interfacajn faktorojn.

When laying out a PCB with mixed digital and analog signals, do not mix digital and analog signals. Se analogaj kaj ciferecaj signaloj devas esti miksitaj, nepre viciĝu vertikale por redukti la efikon de kruc-kuplado. The digital circuit, analog circuit, and noise-generating circuit on the circuit board should be separated, and the sensitive circuit should be routed first, and the coupling path between the circuits should be eliminated. Precipe konsideru la horloĝon, reagordi kaj interrompi liniojn, ne paralelu ĉi tiujn liniojn kun la altaj kurentaj ŝaltilaj linioj, alie facile difektitaj de elektromagnetaj kunligaj signaloj, kaŭzante neatenditan reagordon aŭ interrompon. The overall layout should follow the following principles:

1. Funkcia dispartiga aranĝo, analoga cirkvito kaj cifereca cirkvito sur PCB devas havi malsaman spacan aranĝon.

2. Laŭ la cirkvita signala procezo aranĝi la funkciajn cirkvitajn unuojn, tiel ke la signalo fluu por konservi la saman direkton.

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. Easily disturbed components should not be too close to each other, input and output components should be far away.

How to design the signal of integrity PCB

PCB-kabliga projektado

All signal lines should be classified before PCB wiring. 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. Signal cables on different layers should be routed vertically to each other to reduce crosstalk. La aranĝo de signallinioj plej bone aranĝiĝas laŭ la flua direkto de la signalo. La eliga signala linio de cirkvito ne reiru al la enira signala linio. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. Sur la duobla panelo, se necese, oni povas aldoni la izolan teran draton ambaŭflanke de la altrapida signala linio. Ĉiuj rapidaj horloĝaj linioj sur la plurtavola tabulo devas esti ŝirmitaj laŭ la longo de horloĝaj linioj.

La ĝeneralaj principoj por drataro estas:

1. As far as possible to choose low density wiring design, and signal wiring as far as possible thickness consistent, conducive to impedance matching. For rf circuit, the unreasonable design of signal line direction, width and line spacing may cause cross interference between signal transmission lines.

2. Laŭeble eviti apudajn enirajn kaj elirajn dratojn kaj longdistancan paralelan dratadon. Por redukti interkruciĝon de paralelaj signallinioj, la interspaco inter signallinioj povas esti pliigita, aŭ izolaj zonoj povas esti enigitaj inter signallinioj.

3. La linio-larĝo sur PCB devas esti unueca kaj neniu linio-larĝa mutacio devas okazi. PCB-kabliga kurbo ne uzu 90-gradan angulon, devas uzi arkon aŭ 135-gradan Angulon, laŭeble por konservi la kontinuecon de linio-impedanco.

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. Laŭeble redukti la longon de la drato, pliigi la larĝon de la drato, taŭgas por redukti la impedancon de la drato.

6. For switch control signals, the number of SIGNAL PCB wiring that changes the state at the same time should be reduced as far as possible.