PCB設計の高速アナログ入力信号のルーティング方法とルール

PCB 高速アナログ入力信号ルーティング方式の設計

線幅が広いほど、干渉防止能力が強くなり、信号品質（表皮効果の影響）が向上します。しかし同時に、50Ωの特性インピーダンスの要件を保証する必要があります。通常のFR4ボード、表面線幅6MILインピーダンスは50Ωです。これは明らかに高速アナログ入力の信号品質要件を満たすことができないため、通常はGND02をくり抜いて使用し、ART03層を参照させます。このようにして、差動信号は12/10としてカウントでき、単一ラインは18MILとしてカウントできます。（線幅が18MILを超えているため、拡大しても意味がないことに注意してください）

PCB設計の高速アナログ入力信号のルーティング方法とルール

図で緑色で強調表示されているCLINEは、ART03層の単線および差動高速アナログ入力を示しています。その際、いくつかの詳細に対処する必要があります。

（1）上図のように、TOP層のシミュレーション部分をパッケージ化する必要があります。接地銅線からアナログ入力CLINEまでの距離は3Wである必要があることに注意してください。つまり、銅線の端からCLINEまでのAIRGAPは線幅の3倍です。いくつかの電磁理論計算とシミュレーションによると、PCB上の信号線の磁界と電界は主に1Wの範囲内に分布しています。（周囲の信号からのノイズ干渉はXNUMX％以下です）。

（2）アナログ領域の正極層のGND銅線も、周囲のデジタル領域から絶縁する必要があります。つまり、すべての層が絶縁されています。

（3）GND02のくり抜きは、通常この部分をすべてくり抜くので、操作は比較的簡単で問題ありません。しかし、細部を考慮して、またはより良くするために、もちろん、TOP層の3W領域と同じように、アナログ入力配線部分をくり抜くことができるだけです。これにより、信号品質とボードの平坦性を保証できます。処理結果は以下のとおりです。

PCB設計の高速アナログ入力信号のルーティング方法とルール

このようにして、高速アナログ入力信号のリターンパスをGND02層で迅速にリフローすることができます。つまり、シミュレートされた接地リターンパスが短くなります。

（4）高速アナログ信号の周囲に多数のGNDビアを不規則に打ち込み、アナログ信号をすばやく逆流させます。また、ノイズを吸収することができます。

PCB設計の高速アナログ入力信号ルーティングルール

ルール1：高速PCB信号ルーティングシールドルール高速PCB設計では、クロックなどの主要な高速信号ラインのルーティングをシールドする必要があります。シールドがない、またはシールドの一部しかない場合、EMIリークが発生します。シールド線は1000ミルあたりの穴で接地することをお勧めします。

PCB設計の高速アナログ入力信号のルーティング方法とルール

ルール2：高速信号ルーティングの閉ループルール

PCBボードの密度が高まるため、多くのPCB LAYOUTエンジニアは、ルーティングのプロセス、つまり、多層PCBをルーティングするときに閉ループの結果を生成するクロック信号などの高速信号ネットワークでミスを犯しがちです。このような閉ループの結果として、ループアンテナが生成され、EMIの放射強度が増加します。

PCB設計の高速アナログ入力信号のルーティング方法とルール

ルール3：高速信号ルーティングの開ループルール

ルール2は、高速信号の閉ループがEMI放射を引き起こすが、開ループもEMI放射を引き起こすと述べています。

クロック信号などの高速信号ネットワークでは、多層PCBが配線されたときに開ループの結果が発生すると、線形アンテナが生成され、EMI放射強度が増加します。

PCB設計の高速アナログ入力信号のルーティング方法とルール

ルール4：高速信号の特性インピーダンス連続性ルール

高速信号の場合、層間を切り替えるときの特性インピーダンスは導通でなければなりません。そうでない場合、EMI放射が増加します。言い換えれば、同じ層の配線の幅は連続的でなければならず、異なる層の配線のインピーダンスは連続的でなければなりません。

PCB設計の高速アナログ入力信号のルーティング方法とルール

ルール5：高速PCB設計の配線方向ルール

隣接するXNUMXつの層間の配線は、垂直配線の原理に従う必要があります。従わないと、ライン間のクロストークが発生し、EMI放射が増加します。

つまり、隣接する配線層は水平方向と垂直方向の配線方向に従い、垂直方向の配線はライン間のクロストークを抑えることができます。

PCB設計の高速アナログ入力信号のルーティング方法とルール