Zirkuitu integratuko irteerako kommutazio-abiadura handitzearekin eta PCB taula 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. Seinale-abiadura handiak PCB batean, amaierako osagaien kokapen okerrak edo abiadura handiko seinaleen kableatze okerrak seinalearen osotasun arazoak sor ditzakete, sistemak datu okerrak ateratzea, zirkuitua gaizki funtzionatzea edo batere ez funtzionatzea. Seinalearen osotasuna guztiz kontuan hartu eta PCB diseinuan kontrol neurri eraginkorrak nola hartu PCB diseinuaren industrian gaia bihurtu da.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. Aitzitik, seinaleak behar bezala erantzuten ez duenean, seinalearen osotasun arazo bat dago. Seinalearen osotasun-arazoek seinalearen distortsioa, denbora-erroreak, datu okerrak, helbide eta kontrol-lerroak eta sistemaren funtzionamendu okerra edo sistemaren hutsegitea ekar dezakete zuzenean. PCB diseinu praktikan, jendeak PCB diseinu arau asko pilatu ditu. PCBen diseinuan, PCBaren seinalearen osotasuna hobeto lor daiteke diseinu arau hauek arretaz aipatuz.

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. Seinale-lerro mota, abiadura eta transmisio-norabidea, seinale-lerroaren inpedantzia kontrolatzeko baldintzak, autobus-abiaduraren norabidea eta gidatzeko egoera, seinale nagusiak eta babes-neurriak;

4. Elikatze-hornidura mota, lur-mota, zarata-tolerantzia-eskakizunak elikadura-hornidura eta lurra, elikadura-hornidura eta lur-planoaren ezarpena eta segmentazioa;

5. Erloju lerro motak eta tasak, erloju lerroen iturria eta norabidea, erlojuaren atzerapen eskakizunak, lerro luzeenak.

PCB geruzadun diseinua

Zirkuitu-plakaren oinarrizko informazioa ulertu ondoren, beharrezkoa da zirkuitu-plaken kostuaren diseinu-eskakizunak eta seinalearen osotasuna pisatzea eta kableatu-geruza arrazoizko kopuru bat aukeratzea. 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. Erreferentziako planoa lurreko planoa izan behar da hobe. Both power supply and ground plane can be used as reference plane, and both have certain shielding function. Hala ere, elikadura-hornidura-planoaren blindaje-efektua lurreko planoarena baino askoz txikiagoa da, bere inpedantzia ezaugarri handiagoa eta potentzial-diferentzia handiagoa delako elikadura-hornidura-planoaren eta erreferentzia-lurraren mailaren artean.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. Diseinu-kostuek ahalbidetzen dutenean, hobe da zirkuitu digitalak eta analogikoak geruza bereizietan antolatzea. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. Potentzia analogikoa eta digitala eta lurrak bereizi behar dira, inoiz ez nahastu.

3. Aldameneko geruzen gako-seinaleen bideratzeak ez du segmentazio-eremua zeharkatzen. Seinaleek seinale-begizta handi bat osatuko dute eskualdean zehar eta erradiazio indartsua sortuko dute. 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. Osagaien gainazalaren azpian lur-plano nahiko osatua egon behar da. Lur-planoaren osotasuna mantendu behar da ahal den neurrian geruza anitzeko plakarentzat. Normalean ez da seinale-lerrorik lurreko planoan exekutatzen uzten.

5, maiztasun handiko, abiadura handiko, erlojuko eta beste seinale gako batzuek ondoan lurreko planoa izan behar dute. 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

Inprimatutako plakaren seinalearen osotasunaren diseinuaren gakoa diseinua eta kableatzea da, PCBren errendimenduarekin zuzenean lotuta dagoena. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. PCB handiegia eta banatuta badago, transmisio-lerroa oso luzea izan daiteke, eta ondorioz inpedantzia handitu, zarata-erresistentzia murriztu eta kostua handitu da. Osagaiak batera jarrita badaude, beroa xahutzea eskasa da, eta akoplamendu gurutzadurak gerta daitezke ondoko kableatuan. Hori dela eta, diseinuak zirkuituaren unitate funtzionaletan oinarrituta egon behar du, bateragarritasun elektromagnetikoa, beroa xahutzea eta interfazearen faktoreak kontuan hartuta.

Seinale digital eta analogiko nahastuta dituen PCB bat jartzean, ez nahastu seinale digitalak eta analogikoak. Seinale analogikoak eta digitalak nahastu behar badira, ziurtatu bertikalean lerro egiten duzula gurutze-akoplamenduaren eragina murrizteko. Zirkuitu digitala, zirkuitu analogikoa eta zirkuitu plakako zarata sortzeko zirkuitua bereizi behar dira, eta zirkuitu sentikorra bideratu behar da lehenik, eta zirkuituen arteko akoplamendu-bidea ezabatu behar da. Bereziki, kontuan hartu erlojua, berrezarri eta eten lerroak, ez paralelo lerro hauek korronte handiko etengailu-lerroekin, bestela akoplamendu elektromagnetikoko seinaleek erraz kaltetzen dute, ustekabeko berrezartzea edo etetea eraginez. The overall layout should follow the following principles:

1. Partizioen diseinu funtzionalak, zirkuitu analogikoak eta PCBko zirkuitu digitalak diseinu espazial desberdina izan behar dute.

2. Zirkuitu seinalearen prozesuaren arabera, zirkuitu funtzionalaren unitateak antolatzeko, seinalearen fluxua norabide bera mantentzeko.

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. Erraz asaldatzen diren osagaiak ez dira elkarrengandik oso hurbil egon behar, sarrera eta irteerako osagaiak urrun egon behar dira.

How to design the signal of integrity PCB

PCB kableatuen diseinua

Seinale-lerro guztiak PCB kableatu aurretik sailkatu behar dira. 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. Geruza desberdinetako seinale-kableak bertikalki bideratu beharko lirateke elkarreragina murrizteko. Seinale-lerroen antolamendua seinalearen fluxuaren noranzkoaren arabera antolatzen da onena. Zirkuitu baten irteerako seinale-lerroa ez da itzuli behar sarrerako seinale-lerroaren eremura. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. Panel bikoitzean, behar izanez gero, isolamendu lurreko kablea abiadura handiko seinale-lerroaren bi aldeetan gehi daiteke. Geruza anitzeko taulako abiadura handiko erloju lerro guztiak erlojuaren lerroen luzeraren arabera babestu behar dira.

Kableatzeko printzipio orokorrak hauek dira:

1. Ahal den neurrian, dentsitate baxuko kablearen diseinua aukeratzea eta seinalearen kableatzea ahalik eta lodiera koherentea den neurrian, inpedantzia bat etortzeko lagungarria. RF zirkuituarentzat, seinale lerroaren norabidea, zabalera eta lerro tartea arrazoizkoa den diseinuak seinale transmisio lerroen arteko interferentzia gurutzatua sor dezake.

2. Ahal den neurrian ondoko sarrera eta irteerako hariak eta distantzia luzeko kable paraleloa saihesteko. Seinale-lerro paraleloen diafonia murrizteko, seinale-lerroen arteko tartea handitu daiteke edo isolamendu-uhalak txerta daitezke seinale-lerroen artean.

3. PCBko lerro-zabalera uniformea ​​izango da eta ez da lerro-zabaleraren mutaziorik gertatuko. PCB kableatuaren bihurguneak ez du 90 graduko izkina erabili behar, arkua edo 135 graduko angelua erabili behar du, ahal den neurrian linearen inpedantziaren jarraipena mantentzeko.

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. Ahal den neurrian hariaren luzera murriztea, hariaren zabalera handitzea, hariaren inpedantzia murrizteko lagungarria da.

6. Etengailuen kontrol-seinaleetarako, aldi berean egoera aldatzen duen SIGNAL PCB kableatu kopurua ahalik eta gehien murriztu behar da.