ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ આઉટપુટ સ્વિચિંગ સ્પીડના વધારા સાથે અને પીસીબી બોર્ડ 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. PCB પર ઉચ્ચ સિગ્નલ ઝડપ, અંતિમ ઘટકોની ખોટી પ્લેસમેન્ટ અથવા હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલની ખોટી વાયરિંગ સિગ્નલની અખંડિતતા સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે, જેના કારણે સિસ્ટમ ખોટો ડેટા આઉટપુટ કરી શકે છે, સર્કિટ અયોગ્ય રીતે કામ કરે છે અથવા બિલકુલ કામ કરતું નથી. 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. તેનાથી વિપરિત, જ્યારે સિગ્નલ યોગ્ય રીતે પ્રતિસાદ આપતું નથી, ત્યારે સિગ્નલની અખંડિતતાની સમસ્યા છે. 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. PCB ડિઝાઇન પ્રેક્ટિસની પ્રક્રિયામાં, લોકોએ ઘણા બધા PCB ડિઝાઇન નિયમો એકઠા કર્યા છે. 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. સિગ્નલ લાઇનનો પ્રકાર, સ્પીડ અને ટ્રાન્સમિશન દિશા, સિગ્નલ લાઇનની અવબાધ નિયંત્રણ આવશ્યકતાઓ, બસની ગતિની દિશા અને ડ્રાઇવિંગ પરિસ્થિતિ, મુખ્ય સંકેતો અને સુરક્ષા પગલાં;

4. પાવર સપ્લાયનો પ્રકાર, જમીનનો પ્રકાર, પાવર સપ્લાય અને ગ્રાઉન્ડ માટે અવાજ સહિષ્ણુતા જરૂરિયાતો, પાવર સપ્લાય અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેનનું સેટિંગ અને વિભાજન;

5. ઘડિયાળની રેખાઓના પ્રકારો અને દરો, ઘડિયાળની રેખાઓનો સ્ત્રોત અને દિશા, ઘડિયાળમાં વિલંબની જરૂરિયાતો, સૌથી લાંબી લાઇનની આવશ્યકતાઓ.

પીસીબી સ્તરવાળી ડિઝાઇન

સર્કિટ બોર્ડની મૂળભૂત માહિતીને સમજ્યા પછી, સર્કિટ બોર્ડની કિંમત અને સિગ્નલ અખંડિતતાની ડિઝાઇન જરૂરિયાતોનું વજન કરવું અને વાયરિંગ સ્તરોની વાજબી સંખ્યા પસંદ કરવી જરૂરી છે. 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. જો કે, પાવર સપ્લાય પ્લેનની શિલ્ડિંગ અસર ગ્રાઉન્ડ પ્લેન કરતા ઘણી ઓછી છે કારણ કે તેની ઉચ્ચ લાક્ષણિકતા અવરોધ અને પાવર સપ્લાય પ્લેન અને સંદર્ભ ગ્રાઉન્ડ લેવલ વચ્ચે મોટા સંભવિત તફાવતને કારણે.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. જ્યાં ડિઝાઇન ખર્ચ પરવાનગી આપે છે, ત્યાં અલગ સ્તરો પર ડિજિટલ અને એનાલોગ સર્કિટ ગોઠવવાનું શ્રેષ્ઠ છે. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. એનાલોગ અને ડિજિટલ પાવર અને જમીન અલગ હોવી જોઈએ, ક્યારેય મિશ્રિત નહીં.

3. નજીકના સ્તરોનું કી સિગ્નલ રૂટીંગ વિભાજન વિસ્તારને પાર કરતું નથી. 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. ઘટકની સપાટી નીચે પ્રમાણમાં સંપૂર્ણ ગ્રાઉન્ડ પ્લેન હોવું જોઈએ. મલ્ટિલેયર પ્લેટ માટે શક્ય હોય ત્યાં સુધી ગ્રાઉન્ડ પ્લેનની અખંડિતતા જાળવવી આવશ્યક છે. સામાન્ય રીતે ગ્રાઉન્ડ પ્લેનમાં કોઈ સિગ્નલ લાઇન ચલાવવાની મંજૂરી નથી.

5, હાઇ ફ્રીક્વન્સી, હાઇ સ્પીડ, ક્લોક અને અન્ય કી સિગ્નલ લાઇનમાં અડીને ગ્રાઉન્ડ પ્લેન હોવું જોઇએ. આ રીતે, સિગ્નલ લાઇન અને ગ્રાઉન્ડ લાઇન વચ્ચેનું અંતર ફક્ત PCB સ્તરો વચ્ચેનું અંતર છે, તેથી વાસ્તવિક પ્રવાહ હંમેશા ગ્રાઉન્ડ લાઇનમાં સિગ્નલ લાઇનની સીધી નીચે વહે છે, જે સૌથી નાનો સિગ્નલ લૂપ વિસ્તાર બનાવે છે અને રેડિયેશન ઘટાડે છે.

અખંડિતતા પીસીબીના સિગ્નલને કેવી રીતે ડિઝાઇન કરવું

પીસીબી લેઆઉટ ડિઝાઇન

પ્રિન્ટેડ બોર્ડની સિગ્નલ ઇન્ટિગ્રિટી ડિઝાઇનની ચાવી એ લેઆઉટ અને વાયરિંગ છે, જે પીસીબીની કામગીરી સાથે સીધો સંબંધ ધરાવે છે. લેઆઉટ પહેલાં, પીસીબીનું કદ સૌથી ઓછા શક્ય ખર્ચે કાર્યને પૂર્ણ કરવા માટે નિર્ધારિત હોવું જોઈએ. જો PCB ખૂબ મોટી અને વિતરિત હોય, તો ટ્રાન્સમિશન લાઇન ઘણી લાંબી હોઈ શકે છે, જેના પરિણામે અવરોધ વધે છે, અવાજ પ્રતિકાર ઓછો થાય છે અને ખર્ચ વધે છે. જો ઘટકોને એકસાથે મૂકવામાં આવે તો, ગરમીનું વિસર્જન નબળું હોય છે, અને નજીકના વાયરિંગમાં કપલિંગ ક્રોસસ્ટૉક થઈ શકે છે. તેથી, લેઆઉટ સર્કિટના કાર્યાત્મક એકમો પર આધારિત હોવું જોઈએ, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા, ગરમીનું વિસર્જન અને ઇન્ટરફેસ પરિબળોને ધ્યાનમાં લેવું.

મિશ્ર ડિજિટલ અને એનાલોગ સિગ્નલો સાથે પીસીબી નાખતી વખતે, ડિજિટલ અને એનાલોગ સિગ્નલોને મિક્સ ન કરો. જો એનાલોગ અને ડિજિટલ સિગ્નલ મિશ્રિત હોવા જોઈએ, તો ક્રોસ-કપ્લિંગની અસરને ઘટાડવા માટે ઊભી લાઇન કરવાની ખાતરી કરો. સર્કિટ બોર્ડ પર ડિજિટલ સર્કિટ, એનાલોગ સર્કિટ અને અવાજ ઉત્પન્ન કરતી સર્કિટને અલગ કરવી જોઈએ, અને સંવેદનશીલ સર્કિટને પહેલા રૂટ કરવી જોઈએ, અને સર્કિટ વચ્ચેના જોડાણનો માર્ગ દૂર કરવો જોઈએ. ખાસ કરીને, ઘડિયાળ, રીસેટ અને ઈન્ટ્રપ્ટ લાઈનોને ધ્યાનમાં લો, આ લાઈનોને હાઈ કરંટ સ્વીચ લાઈનો સાથે સમાંતર ન કરો, અન્યથા ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કપલિંગ સિગ્નલો દ્વારા સરળતાથી નુકસાન થાય છે, જેના કારણે અનપેક્ષિત રીસેટ અથવા વિક્ષેપ થાય છે. એકંદર લેઆઉટ નીચેના સિદ્ધાંતોનું પાલન કરવું જોઈએ:

1. PCB પર કાર્યાત્મક પાર્ટીશન લેઆઉટ, એનાલોગ સર્કિટ અને ડિજિટલ સર્કિટમાં અલગ-અલગ અવકાશી લેઆઉટ હોવા જોઈએ.

2. કાર્યાત્મક સર્કિટ એકમોને ગોઠવવા માટે સર્કિટ સિગ્નલ પ્રક્રિયા અનુસાર, જેથી સિગ્નલનો પ્રવાહ સમાન દિશા જાળવી શકે.

3. દરેક કાર્યાત્મક સર્કિટ યુનિટના મુખ્ય ઘટકોને કેન્દ્ર તરીકે લો, અને અન્ય ઘટકો તેની આસપાસ ગોઠવાયેલા છે.

4. ઉચ્ચ-આવર્તન ઘટકો વચ્ચેના જોડાણને શક્ય તેટલું ટૂંકું કરો અને તેમના વિતરણ પરિમાણોને ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરો.

5. સરળતાથી વિક્ષેપિત ઘટકો એકબીજાની ખૂબ નજીક ન હોવા જોઈએ, ઇનપુટ અને આઉટપુટ ઘટકો દૂર હોવા જોઈએ.

અખંડિતતા પીસીબીના સિગ્નલને કેવી રીતે ડિઝાઇન કરવું

પીસીબી વાયરિંગ ડિઝાઇન

પીસીબી વાયરિંગ પહેલાં તમામ સિગ્નલ લાઇનનું વર્ગીકરણ કરવું જોઈએ. સૌ પ્રથમ, ઘડિયાળ રેખા, સંવેદનશીલ સિગ્નલ લાઇન, અને પછી હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ લાઇન, છિદ્ર દ્વારા આ પ્રકારનું સિગ્નલ પૂરતું છે તેની ખાતરી કરવા માટે, સારી લાક્ષણિકતાઓના વિતરણ પરિમાણો અને પછી સામાન્ય બિનમહત્વપૂર્ણ સિગ્નલ લાઇન.

અસંગત સિગ્નલ લાઈન એકબીજાથી ઘણી દૂર હોવી જોઈએ અને સમાંતર વાયરિંગ ન કરવું જોઈએ, જેમ કે ડિજિટલ અને એનાલોગ, હાઈ સ્પીડ અને લો સ્પીડ, હાઈ કરંટ અને સ્મોલ કરંટ, હાઈ વોલ્ટેજ અને લો વોલ્ટેજ. ક્રોસસ્ટૉક ઘટાડવા માટે વિવિધ સ્તરો પરના સિગ્નલ કેબલને એકબીજા સાથે ઊભી રીતે રૂટ કરવા જોઈએ. સિગ્નલ લાઇનની ગોઠવણી સિગ્નલના પ્રવાહની દિશા અનુસાર શ્રેષ્ઠ રીતે ગોઠવવામાં આવે છે. સર્કિટની આઉટપુટ સિગ્નલ લાઇનને ઇનપુટ સિગ્નલ લાઇન વિસ્તારમાં પાછી ખેંચી લેવી જોઈએ નહીં. હાઈ-સ્પીડ સિગ્નલ લાઈનો શક્ય તેટલી ટૂંકી રાખવી જોઈએ જેથી કરીને અન્ય સિગ્નલ લાઈનો સાથે દખલ ન થાય. ડબલ પેનલ પર, જો જરૂરી હોય તો, હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ લાઇનની બંને બાજુએ આઇસોલેશન ગ્રાઉન્ડ વાયર ઉમેરી શકાય છે. મલ્ટિલેયર બોર્ડ પરની તમામ હાઇ-સ્પીડ ઘડિયાળ રેખાઓ ઘડિયાળની રેખાઓની લંબાઈ અનુસાર ઢાલવાળી હોવી જોઈએ.

વાયરિંગ માટેના સામાન્ય સિદ્ધાંતો છે:

1. જ્યાં સુધી શક્ય હોય ત્યાં સુધી ઓછી ઘનતાવાળા વાયરિંગની ડિઝાઇન પસંદ કરો, અને શક્ય હોય ત્યાં સુધી સિગ્નલ વાયરિંગની જાડાઈ સુસંગત હોય, જે અવબાધ મેચિંગ માટે અનુકૂળ હોય. આરએફ સર્કિટ માટે, સિગ્નલ લાઇનની દિશા, પહોળાઈ અને લાઇન અંતરની ગેરવાજબી ડિઝાઇન સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન લાઇન વચ્ચે ક્રોસ હસ્તક્ષેપનું કારણ બની શકે છે.

2. સંલગ્ન ઇનપુટ અને આઉટપુટ વાયર અને લાંબા-અંતરના સમાંતર વાયરિંગને ટાળવા માટે શક્ય હોય ત્યાં સુધી. સમાંતર સિગ્નલ લાઈનોના ક્રોસસ્ટૉકને ઘટાડવા માટે, સિગ્નલ લાઈનો વચ્ચેનું અંતર વધારી શકાય છે અથવા સિગ્નલ લાઈનો વચ્ચે આઈસોલેશન બેલ્ટ દાખલ કરી શકાય છે.

3. PCB પર લાઇનની પહોળાઈ એકસમાન હોવી જોઈએ અને લાઇનની પહોળાઈમાં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં. પીસીબી વાયરિંગ બેન્ડમાં 90 ડિગ્રી કોર્નરનો ઉપયોગ ન કરવો જોઈએ, જ્યાં સુધી શક્ય હોય ત્યાં સુધી લાઇન ઇમ્પિડન્સની સાતત્ય જાળવવા ચાપ અથવા 135 ડિગ્રી એન્ગલનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

4. વર્તમાન લૂપનો વિસ્તાર નાનો કરો. વર્તમાન-વહન સર્કિટની બાહ્ય કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતા વર્તમાનમાંથી પસાર થતા પ્રવાહ, લૂપ વિસ્તાર અને સિગ્નલ આવર્તનના વર્ગના પ્રમાણસર છે. વર્તમાન લૂપ વિસ્તારને ઘટાડવાથી PCB ના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દખલ ઘટાડી શકાય છે.

5. જ્યાં સુધી શક્ય હોય ત્યાં સુધી વાયરની લંબાઈ ઘટાડવા, વાયરની પહોળાઈ વધારવી, વાયરના અવરોધને ઘટાડવા માટે અનુકૂળ છે.

6. સ્વિચ કંટ્રોલ સિગ્નલો માટે, સિગ્નલ પીસીબી વાયરિંગની સંખ્યા જે એક જ સમયે સ્થિતિને બદલે છે તે શક્ય હોય ત્યાં સુધી ઘટાડવી જોઈએ.