ინტეგრირებული წრის გამომუშავების გაზრდის გადართვის სიჩქარე და PCB დაფა 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– ზე სიგნალის მაღალი სიჩქარე, საბოლოო კომპონენტების არასწორი განთავსება ან მაღალი სიჩქარის სიგნალების არასწორი გაყვანილობა შეიძლება გამოიწვიოს სიგნალის მთლიანობის პრობლემა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სისტემამ არასწორი მონაცემების გამოტანა, წრე არასწორად იმუშაოს ან საერთოდ არ იმუშაოს. 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. პირიქით, როდესაც სიგნალი არ რეაგირებს სწორად, არსებობს სიგნალის მთლიანობის პრობლემა. სიგნალის მთლიანობის პრობლემებმა შეიძლება გამოიწვიოს ან უშუალოდ გამოიწვიოს სიგნალის დამახინჯება, დროის შეცდომა, არასწორი მონაცემები, მისამართი და საკონტროლო ხაზები და სისტემის არასწორი ოპერაცია, ან თუნდაც სისტემის კრახი. PCB დიზაინის პრაქტიკის პროცესში ადამიანებმა დააგროვეს PCB დიზაინის ბევრი წესი. PCB დიზაინში, PCB- ის სიგნალის მთლიანობა უკეთესად მიიღწევა ამ დიზაინის წესების ყურადღებით მითითებით.

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. სიგნალის ხაზის ტიპი, სიჩქარე და გადაცემის მიმართულება, სიგნალის ხაზის წინაღობის კონტროლის მოთხოვნები, ავტობუსის სიჩქარის მიმართულება და მართვის მდგომარეობა, ძირითადი სიგნალები და დაცვის ზომები;

4. ელექტრომომარაგების ტიპი, გრუნტის ტიპი, ხმაურის ტოლერანტობის მოთხოვნები ელექტროენერგიის მიწოდებისა და გრუნტის მიმართ, დენის წყაროს და მიწის ზედაპირის დაყენება და სეგმენტირება;

5. საათის ხაზების ტიპები და განაკვეთები, საათის ხაზების წყარო და მიმართულება, საათის დაყოვნების მოთხოვნები, გრძელი ხაზის მოთხოვნები.

PCB ფენიანი დიზაინი

მიკროსქემის დაფის ძირითადი ინფორმაციის გაგების შემდეგ, თქვენ უნდა შეაფასოთ მიკროსქემის დაფის დიზაინის მოთხოვნები და სიგნალის მთლიანობა და შეარჩიოთ გაყვანილობის ფენების გონივრული რაოდენობა. 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. საცნობარო თვითმფრინავი სასურველია იყოს გრუნტის სიბრტყე. Both power supply and ground plane can be used as reference plane, and both have certain shielding function. თუმცა, კვების ბლოკის დამცავი ეფექტი გაცილებით დაბალია, ვიდრე მიწისზედა თვითმფრინავზე, მისი უფრო მაღალი დამახასიათებელი წინაღობის და უფრო დიდი პოტენციური სხვაობის გამო დენის წყაროს თვითმფრინავსა და მიწის მითითების დონეს შორის.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. იქ, სადაც დიზაინის ხარჯები იძლევა, უმჯობესია ციფრული და ანალოგური სქემების მოწყობა ცალკეულ ფენებზე. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. ანალოგური და ციფრული ძალა და საფუძველი უნდა იყოს გამოყოფილი, არასოდეს შერეული.

3. მიმდებარე ფენების ძირითადი სიგნალის მარშრუტიზაცია არ კვეთს სეგმენტაციის არეს. სიგნალები შექმნიან დიდ სიგნალურ მარყუჟს რეგიონში და გამოიმუშავებენ ძლიერ რადიაციას. 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. კომპონენტის ზედაპირის ქვემოთ უნდა იყოს შედარებით სრული მიწის სიბრტყე. გრუნტის სიბრტყის მთლიანობა უნდა შენარჩუნდეს შეძლებისდაგვარად მრავალშრიანი ფირფიტისთვის. ჩვეულებრივ არ არის დაშვებული სიგნალის ხაზების გაშვება მიწის სიბრტყეში.

5, მაღალი სიხშირის, მაღალი სიჩქარის, საათის და სხვა ძირითადი სიგნალის ხაზებს უნდა ჰქონდეთ მიმდებარე მიწის სიბრტყე. 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

დაბეჭდილი დაფის სიგნალის მთლიანობის დიზაინის გასაღები არის განლაგება და გაყვანილობა, რაც პირდაპირ კავშირშია PCB– ის მუშაობასთან. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. თუ PCB არის ძალიან დიდი და განაწილებული, გადამცემი ხაზი შეიძლება იყოს ძალიან გრძელი, რის შედეგადაც გაზრდილი წინაღობა, შემცირებული ხმაურის წინააღმდეგობა და გაზრდილი ღირებულება. If the components are placed together, heat dissipation is poor, and coupling crosstalk may occur in adjacent wiring. აქედან გამომდინარე, განლაგება უნდა ეფუძნებოდეს მიკროსქემის ფუნქციურ ერთეულებს, ელექტრომაგნიტური თავსებადობის, სითბოს გაფრქვევის და ინტერფეისის ფაქტორების გათვალისწინებით.

შერეული ციფრული და ანალოგური სიგნალებით კომპიუტერის დაყენებისას არ შეურიოთ ციფრული და ანალოგური სიგნალები. თუ ანალოგური და ციფრული სიგნალები უნდა იყოს შერეული, დარწმუნდით, რომ შეაერთეთ ვერტიკალურად, რათა შემცირდეს ჯვარედინი შეერთების ეფექტი. მიკროსქემის ციფრული წრე, ანალოგური წრე და ხმაურის გამომწვევი წრე უნდა იყოს გამოყოფილი, ხოლო მგრძნობიარე წრე ჯერ უნდა განლაგდეს და სქემებს შორის დაწყვილების გზა აღმოფხვრილი იყოს. კერძოდ, გაითვალისწინეთ საათი, გადატვირთეთ და შეწყვიტეთ ხაზები, ნუ შეადარებთ ამ ხაზებს მაღალი დენის გადართვის ხაზებთან, წინააღმდეგ შემთხვევაში ადვილად დაზიანდება ელექტრომაგნიტური შეერთების სიგნალებით, რაც იწვევს მოულოდნელ გადატვირთვას ან შეწყვეტას. The overall layout should follow the following principles:

1. ფუნქციონალური დანაყოფის განლაგება, ანალოგური წრე და ციფრული წრე PCB- ზე უნდა ჰქონდეს განსხვავებული სივრცითი განლაგება.

2. სქემის სიგნალის პროცესის მიხედვით, ფუნქციური წრიული ერთეულების მოწყობა, ისე რომ სიგნალის დინება შეინარჩუნოს იგივე მიმართულება.

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. ადვილად შეწუხებული კომპონენტები არ უნდა იყოს ძალიან ახლოს ერთმანეთთან, შემავალი და გამომავალი კომპონენტები შორს უნდა იყოს.

How to design the signal of integrity PCB

PCB გაყვანილობის დიზაინი

ყველა სიგნალის ხაზი უნდა იყოს კლასიფიცირებული PCB გაყვანილობამდე. 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. სიგნალის კაბელები სხვადასხვა ფენებზე უნდა იყოს გადაყვანილი ერთმანეთთან ვერტიკალურად, რათა შემცირდეს ჯვრისწერა. სიგნალის ხაზების მოწყობა საუკეთესოდ არის მოწყობილი სიგნალის ნაკადის მიმართულების შესაბამისად. მიკროსქემის გამომავალი სიგნალის ხაზი არ უნდა დაბრუნდეს შემავალი სიგნალის ხაზის არეზე. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. ორმაგ პანელზე, საჭიროების შემთხვევაში, იზოლაციის მიწის მავთულის დამატება შესაძლებელია მაღალსიჩქარიანი სიგნალის ხაზის ორივე მხარეს. ყველა მაღალსიჩქარიანი საათის ხაზი მრავალშრიანი დაფაზე უნდა იყოს დაცული საათის ხაზების სიგრძის მიხედვით.

გაყვანილობის ძირითადი პრინციპებია:

1. შეძლებისდაგვარად შეარჩიეთ დაბალი სიმკვრივის გაყვანილობის დიზაინი და სიგნალის გაყვანილობა შეძლებისდაგვარად სისქის შესაბამისად, რაც ხელს უწყობს წინაღობის შესატყვისობას. Rf მიკროსქემისთვის სიგნალის ხაზის მიმართულების, სიგანისა და ხაზის არაგონივრულმა დიზაინმა შეიძლება გამოიწვიოს სიგნალის გადამცემ ხაზებს შორის ჯვრის ჩარევა.

2. შეძლებისდაგვარად, რათა თავიდან ავიცილოთ მიმდებარე შეყვანის და გამომავალი მავთულები და საქალაქთაშორისო პარალელური გაყვანილობა. პარალელური სიგნალის ხაზების გადაკვეთის შესამცირებლად, სიგნალის ხაზებს შორის მანძილი შეიძლება გაიზარდოს, ან სიგნალის ხაზებს შორის დაიდოს იზოლაციის ქამრები.

3. PCB– ზე ხაზის სიგანე უნდა იყოს ერთგვაროვანი და არ ხდება მუტაციის სიგანის სიგანე. PCB გაყვანილობის მოსახვევში არ უნდა იყოს 90 გრადუსიანი კუთხე, უნდა გამოიყენოს რკალი ან 135 გრადუსიანი კუთხე, რამდენადაც ეს შესაძლებელია ხაზის წინაღობის უწყვეტობის შესანარჩუნებლად.

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. შეძლებისდაგვარად მავთულის სიგრძის შემცირება, მავთულის სიგანის გაზრდა, ხელს უწყობს მავთულის წინაღობის შემცირებას.

6. გადამრთველის კონტროლის სიგნალებისთვის, SIGNAL PCB გაყვანილობის რაოდენობა, რომელიც ცვლის მდგომარეობას ერთდროულად, უნდა შემცირდეს შეძლებისდაგვარად.