Az integrált áramkör kimeneti kapcsolási sebességének növekedésével és PCB kártya 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. A nagy jelsebesség a NYÁK-on, a végösszetevők helytelen elhelyezése vagy a nagysebességű jelek helytelen bekötése a jel integritásának problémáit okozhatja, ami miatt a rendszer helytelen adatokat adhat ki, az áramkör nem megfelelően működhet vagy egyáltalán nem működik. 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. Ezzel szemben, ha a jel nem reagál megfelelően, akkor a jel integritásának problémája van. 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. A PCB tervezési gyakorlat során az emberek sok PCB tervezési szabályt halmoztak fel. 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. A jelvezeték típusa, sebesség és átviteli irány, a jelvezeték impedancia -szabályozási követelményei, a busz sebességiránya és a vezetési helyzet, a legfontosabb jelzések és védelmi intézkedések;

4. A tápegység típusa, a földelés típusa, az áramellátás és a föld zajszűrési követelményei, a tápegység és az alaplap beállítása és szegmentálása;

5. Az óravonalak típusai és arányai, az óravonalak forrása és iránya, óra késleltetési követelmények, leghosszabb vonalkövetelmények.

NYÁK réteges kialakítás

Az áramköri lap alapvető információinak megértése után mérlegelni kell az áramköri kártya tervezési követelményeit és a jel integritását, és ésszerű számú huzalozási réteget kell választani. 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. A tápegység síkjának árnyékoló hatása azonban jóval alacsonyabb, mint az alaplapé, mivel nagyobb a jellemző impedanciája és nagyobb a potenciálkülönbség a tápegység síkja és a referencia -talajszint között.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. Ahol a tervezési költségek megengedik, a legjobb, ha a digitális és analóg áramköröket külön rétegekre rendezzük. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. Az analóg és a digitális áramot és a földet el kell választani, soha nem szabad keverni.

3. A szomszédos rétegek kulcsjelirányítása nem keresztezi a szegmentációs területet. 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. Az alkatrész felülete alatt viszonylag teljes talajszintnek kell lennie. A többrétegű lemez esetében az alaplap integritását a lehető legnagyobb mértékben meg kell őrizni. Általában semmilyen jelvezeték nem futhat az alap síkban.

5, nagyfrekvenciás, nagy sebességű, óra és egyéb jelzővonalaknak szomszédos földi síkkal kell rendelkezniük. 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

A nyomtatott tábla jel integritásának kialakításának kulcsa az elrendezés és a huzalozás, amely közvetlenül kapcsolódik a NYÁK teljesítményéhez. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. Ha a NYÁK túl nagy és elosztott, akkor az átviteli vonal nagyon hosszú lehet, ami növeli az impedanciát, csökkenti a zajállóságot és a költségeket. If the components are placed together, heat dissipation is poor, and coupling crosstalk may occur in adjacent wiring. Ezért az elrendezésnek az áramkör funkcionális egységein kell alapulnia, figyelembe véve az elektromágneses összeférhetőséget, a hőelvezetést és az interfész tényezőit.

When laying out a PCB with mixed digital and analog signals, do not mix digital and analog signals. Ha analóg és digitális jeleket kell keverni, a keresztkapcsolás hatásának csökkentése érdekében feltétlenül függőlegesen kell vonalazni. Az áramköri lapon lévő digitális áramkört, analóg áramkört és zajkeltő áramkört el kell választani, és először az érzékeny áramkört kell elvezetni, és meg kell szüntetni az áramkörök közötti kapcsolási utat. Különösen vegye figyelembe az órát, az alaphelyzetbe állítást és a megszakítási vonalakat, ne párhuzamba állítsa ezeket a vonalakat a nagyáramú kapcsolóvezetékekkel, amelyeket egyébként könnyen károsíthatnak az elektromágneses csatolójelek, váratlan visszaállítást vagy megszakítást okozva. The overall layout should follow the following principles:

1. A funkcionális partíció elrendezésnek, analóg áramkörnek és digitális áramkörnek a PCB -n eltérő térbeli elrendezéssel kell rendelkeznie.

2. Szerint az áramkör jel folyamatot, hogy gondoskodjon a funkcionális áramkör egységek, úgy, hogy a jel áramlását, hogy ugyanazt az irányt.

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

NYÁK huzalozás kialakítása

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. A különböző rétegek jelkábeleit függőlegesen kell egymáshoz vezetni, hogy csökkentsék az áthallást. A jelvezetékek elrendezése a jel áramlási irányának megfelelően a legjobb. Az áramkör kimeneti jelvezetékét nem szabad visszahúzni a bemeneti jelvonal területére. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. A dupla panelen szükség esetén a szigetelő földelővezetéket a nagysebességű jelvezeték mindkét oldalán lehet elhelyezni. A többrétegű tábla összes nagy sebességű óravonalát árnyékolni kell az óravonalak hosszának megfelelően.

A huzalozás általános elvei a következők:

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. Amennyire lehetséges, kerülje a szomszédos bemeneti és kimeneti vezetékeket, valamint a távolsági párhuzamos huzalozást. A párhuzamos jelvonalak áthallásának csökkentése érdekében növelhető a jelvonalak közötti távolság, vagy szigetelőszalagok helyezhetők be a jelvonalak közé.

3. A vonalszélességnek a NYÁK -on egységesnek kell lennie, és nem fordulhat elő vonalszélesség -mutáció. A NYÁK vezetékek hajlítása nem használhat 90 fokos sarkot, ív vagy 135 fokos szög, amennyire csak lehetséges a vonalimpedancia folytonosságának fenntartása érdekében.

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. Amennyire csak lehetséges, csökkentse a huzal hosszát, növelje a huzal szélességét, és csökkenti a vezeték impedanciáját.

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.