Интегралды схеманың шығуын қосу жылдамдығымен және ПХД кеңесі 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. ПХД-да сигналдың жоғары жылдамдығы, соңғы компоненттердің дұрыс орналаспауы немесе жоғары жылдамдықтағы сигналдардың қате сымдары сигналдың тұтастығын бұзуы мүмкін, бұл жүйенің дұрыс емес мәліметтерді шығаруына, тізбектің дұрыс жұмыс істемеуіне немесе мүлде жұмыс істемеуіне әкелуі мүмкін. ПХД дизайнында сигналдың тұтастығын қалай ескеру және тиімді бақылау шараларын қолдану ПХД дизайн индустриясында өзекті тақырыпқа айналды.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. Керісінше, сигнал дұрыс жауап бермегенде, сигналдың тұтастығы мәселесі туындайды. Сигналдың тұтастығы проблемалары сигналдың бұрмалануына, уақыт қателіктеріне, қате деректерге, адрес пен басқару желілеріне, жүйенің дұрыс жұмыс істемеуіне немесе тіпті жүйенің бұзылуына әкелуі мүмкін. ПХД құрастыру тәжірибесінде адамдар ПХД құрастырудың көптеген ережелерін жинақтады. ПХД дизайнында ПХД сигналының тұтастығына осы дизайн ережелеріне мұқият сілтеме жасау арқылы қол жеткізуге болады.

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. Сигнал желісінің түрі, жылдамдық және беріліс бағыты, сигнал желісінің импеданс бақылау талаптары, шинаның жылдамдығы бағыты мен жүру жағдайы, негізгі сигналдар мен қорғаныс шаралары;

4. Электрмен жабдықтаудың түрі, жердің түрі, электрмен жабдықтау мен жерге тұйықталуға, электрмен жабдықтаудың және жердегі жазықтықтың реттелуі мен сегменттелуіне қойылатын талаптар;

5. Сағаттық желілердің түрлері мен жылдамдықтары, сағаттық желілердің көзі мен бағыты, сағатты кешіктіру талаптары, ең ұзын желіге қойылатын талаптар.

ПХД қабатты дизайны

Электронды тақтаның негізгі ақпаратын түсінгеннен кейін, схеманың конструкциялық талаптары мен сигналдың тұтастығын өлшеп, сым қабаттарының қолайлы санын таңдау қажет. 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. Эталондық жазықтық жердегі жазықтық болуы тиіс. Both power supply and ground plane can be used as reference plane, and both have certain shielding function. Дегенмен, электрмен жабдықтау жазықтығының экрандаушы әсері жердегі жазықтыққа қарағанда әлдеқайда төмен, себебі оның жоғары сипаттамалық кедергісі мен қоректену жазықтығы мен эталондық жер деңгейі арасындағы үлкен потенциалдық айырмашылық.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. Егер жобалау шығындары рұқсат етсе, цифрлық және аналогтық схемаларды бөлек қабаттарға орналастырған дұрыс. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. Аналогты және цифрлық қуат пен жерді ажырату керек, ешқашан араластырмаңыз.

3. Көршілес қабаттардың кілт сигналының бағыты сегменттеу аймағынан өтпейді. Сигналдар бүкіл аймақ бойынша үлкен сигналдық циклды қалыптастырады және күшті сәулеленуді тудырады. 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. Компонент бетінен төмен салыстырмалы толық жер жазықтығы болуы керек. Жер қабатының тұтастығы көп қабатты пластина үшін мүмкіндігінше сақталуы керек. Әдетте жердегі жазықтықта ешқандай сигналдық желілердің жүруіне рұқсат етілмейді.

5, жоғары жиілікті, жоғары жылдамдықты, сағатты және басқа да негізгі сигналдық желілерде іргелес жер жазықтығы болуы керек. 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

Баспа тақтасының сигнал тұтастығын жобалаудың кілті – бұл ПХД өнімділігіне тікелей байланысты орналасу мен сымдар. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. Егер ПХД тым үлкен және таралған болса, онда электр беру желісі өте ұзын болуы мүмкін, нәтижесінде импеданс жоғарылайды, шу кедергісі төмендейді және шығын жоғарылайды. Егер компоненттер бір жерге орналастырылса, онда жылу диссипациясы нашар болады және іргелес сымдарда қосылу қиылысуы мүмкін. Сондықтан электромагниттік үйлесімділікті, жылу диссипациясын және интерфейс факторларын ескере отырып, схема схеманың функционалдық бірліктеріне негізделуі керек.

Цифрлық және аналогтық сигналдары аралас ПХД төсеу кезінде сандық және аналогтық сигналдарды араластырмаңыз. Егер аналогты және цифрлық сигналдарды араластыру қажет болса, көлденең байланыстың әсерін азайту үшін тігінен сызық жасаңыз. Электрондық тақтадағы цифрлық схеманы, аналогты тізбекті және шу шығаратын тізбекті ажыратып, алдымен сезімтал тізбекті бағыттап, тізбектер арасындағы байланыс жолын жою қажет. Атап айтқанда, сағатты, қалпына келтіру мен үзіліс желілерін қарастырыңыз, бұл сызықтарды жоғары токтың қосқыштарымен параллель ұстамаңыз, әйтпесе электромагниттік байланыс сигналдарымен оңай зақымдалып, күтпеген жерден қалпына келтіруді немесе үзілісті тудырады. The overall layout should follow the following principles:

1. Функционалды бөлімнің орналасуы, аналогтық схема және ПХД -дегі цифрлық схема әр түрлі кеңістік орналасуы болуы керек.

2. Тізбектік сигнал процесіне сәйкес, функционалды тізбек бірліктерін реттеу үшін, сигнал ағымы сол бағытты сақтайды.

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. Оңай бұзылатын компоненттер бір -біріне тым жақын болмауы керек, кіріс және шығыс компоненттері алыс орналасуы керек.

How to design the signal of integrity PCB

ПХД сымдарының дизайны

Барлық сигналдық желілер ПХД сымдарының алдында жіктелуі керек. 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. Әр түрлі қабаттардағы сигналдық кабельдер қиылысуды азайту үшін бір -біріне тігінен бағытталуы керек. Сигнал желілерінің орналасуы сигналдың ағын бағытына сәйкес жақсы ұйымдастырылады. Тізбектің шығыс сигнал желісі кіріс сигнал желісінің аймағына қайта тартылмауы керек. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. Қос панельде, қажет болған жағдайда, жоғары жылдамдықты сигнал беру желісінің екі жағына оқшаулағыш жер сымын қосуға болады. Көп қабатты тақтадағы барлық жоғары жылдамдықтағы желілік желілер ұзындығына сәйкес экрандалуы керек.

Электрмен жабдықтаудың жалпы принциптері:

1. Мүмкіндігінше төмен тығыздықтағы сымның конструкциясын және импеданс сәйкестігіне сәйкес келетін сымның мүмкіндігінше қалыңдығын таңдау. RF тізбегі үшін сигнал желісінің бағытын, енін және жол аралығын негізсіз жобалау сигнал беру желілері арасындағы көлденең кедергілерді тудыруы мүмкін.

2. Мүмкіндігінше іргелес кіріс және шығыс сымдары мен қалааралық параллель сымдарды болдырмау. Параллель сигнал желілерінің қиылысын азайту үшін сигнал сызықтарының арасындағы аралықты ұлғайтуға немесе сигналдық сызықтардың арасына оқшаулағыш белдіктерді қоюға болады.

3. ПХД желісінің ені біркелкі болуы керек және сызық енінің мутациясы болмайды. ПХД сымдарының бұрылысы 90 градус бұрышты пайдаланбауы керек, желілік импеданс үздіксіздігін сақтау үшін мүмкіндігінше доғаны немесе 135 градус бұрышты қолдануы керек.

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. Мүмкіндігінше сымның ұзындығын қысқарту, енін ұлғайту сымның кедергісін төмендетуге қолайлы.

6. Коммутаторлық басқару сигналдары үшін күйді бір уақытта өзгертетін SIGNAL PCB сымдарының санын мүмкіндігінше азайту керек.