PCB 설계 방법 및 기술

1. 선택 방법 PCB 보드?

PCB 보드 선택은 설계 요구 사항과 대량 생산 및 비용 간의 균형을 충족해야 합니다. 설계 요구 사항에는 전기 및 기계 부품이 포함됩니다. 이것은 일반적으로 매우 빠른 PCB 보드(GHz보다 큰 주파수)를 설계할 때 중요합니다. 예를 들어, 오늘날 일반적으로 사용되는 fr-4 재료는 수 GHz에서의 유전 손실이 신호 감쇠에 큰 영향을 미치기 때문에 적합하지 않을 수 있습니다. 전기의 경우 설계 주파수에서의 유전율 및 유전 손실에 주의하십시오.

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2. 고주파 간섭을 피하는 방법은 무엇입니까?

고주파 간섭을 피하는 기본 아이디어는 크로스토크라고도 하는 고주파 신호 전자기장의 간섭을 최소화하는 것입니다. 고속 신호와 아날로그 신호 사이의 거리를 늘리거나 아날로그 신호에 접지 보호/분로 트레이스를 추가할 수 있습니다. 또한 디지털 접지에서 아날로그 접지 노이즈 간섭에 주의하십시오.

3. 고속 설계에서 신호 무결성 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까?

신호 무결성은 기본적으로 임피던스 매칭의 문제입니다. 임피던스 매칭에 영향을 미치는 요소에는 신호 소스 아키텍처, 출력 임피던스, 케이블 특성 임피던스, 부하 측 특성 및 케이블 토폴로지 아키텍처가 포함됩니다. 해결책은 * 종단이고 케이블의 토폴로지를 조정하는 것입니다.

4. 차동 배선을 구현하는 방법은 무엇입니까?

차이 쌍의 배선에는 두 가지 주의 사항이 있습니다. 하나는 두 라인의 길이가 최대한 길어야 한다는 것이고, 다른 하나는 두 라인 사이의 거리(차이 임피던스에 의해 결정됨)가 항상 일정하게 유지되어야 한다는 것, 즉 평행을 유지해야 한다는 것입니다. 두 개의 병렬 모드가 있습니다. 하나는 두 개의 라인이 동일한 병렬 레이어에서 실행되고 다른 하나는 두 라인이 상위 및 하위 레이어의 인접한 두 레이어에서 실행되는 것입니다. 일반적으로 전자의 병렬 구현이 더 일반적입니다.

5. 하나의 출력 단자로 클럭 신호 라인의 차동 배선을 구현하는 방법은 무엇입니까?

차동 배선을 사용하려면 신호 소스가 있어야 하고 수신단도 차동 신호가 의미가 있어야 합니다. 따라서 하나의 출력만 있는 클럭 신호에 차동 배선을 사용하는 것은 불가능합니다.

6. 수신 측의 차동 라인 쌍 사이에 정합 저항을 추가할 수 있습니까?

수신단의 차동 라인 쌍 사이의 정합 저항은 일반적으로 추가되며 그 값은 차동 임피던스 값과 같아야 합니다. 신호 품질이 더 좋아질 것입니다.

7. 차이 쌍의 배선이 가장 가깝고 평행해야 하는 이유는 무엇입니까?

차이 쌍의 배선은 적절하게 가깝고 평행해야 합니다. 적절한 높이는 차동 쌍을 설계하는 데 중요한 매개변수인 차임피던스 때문입니다. 차동 임피던스의 일관성을 유지하려면 병렬 처리도 필요합니다. 두 라인이 멀거나 가까우면 차동 임피던스가 일치하지 않아 신호 무결성과 TIming 지연에 영향을 미칩니다.

8. 실제 배선에서 일부 이론적 충돌을 처리하는 방법은 무엇입니까?

(1). 기본적으로 모듈/번호를 구분하는 것이 맞습니다. MOAT를 넘지 않도록 주의하고 전원 공급 장치와 신호 반환 전류 경로가 너무 커지지 않도록 주의해야 합니다.

(2). 수정 발진기는 시뮬레이션된 포지티브 피드백 발진 회로이며 안정적인 발진 신호는 루프 이득 및 위상 사양을 충족해야 하며, 접지 가드 트레이스가 있더라도 간섭을 완전히 격리할 수 없을 수도 있습니다. 그리고 너무 멀리 떨어져 있으면 접지면의 노이즈도 포지티브 피드백 발진 회로에 영향을 미칩니다. 따라서 수정 발진기와 칩을 최대한 가깝게 하십시오.

(삼). 실제로 고속 배선과 EMI 요구 사항 사이에는 많은 충돌이 있습니다. 그러나 기본 원리는 EMI에 의해 추가된 저항 커패시턴스 또는 Ferrite Bead로 인해 신호의 일부 전기적 특성이 사양을 충족하지 못하게 해서는 안 된다는 것입니다. 따라서 고속 신호 라이닝과 같은 EMI 문제를 해결하거나 줄이기 위해 배선 및 PCB 적층 기술을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 마지막으로 저항 커패시턴스 또는 Ferrite Bead 방식을 사용하여 신호의 손상을 줄였습니다.

9. 고속 신호의 수동 배선과 자동 배선의 모순을 해결하는 방법은 무엇입니까?

오늘날 강력한 케이블링 소프트웨어에 있는 대부분의 자동 케이블링 장치는 권선 모드와 구멍 수를 제어하기 위해 제약 조건을 설정했습니다. EDA 회사는 때때로 와인딩 엔진의 기능과 제약 조건을 크게 다양하게 설정합니다. 예를 들어, 구불구불한 선이 감기는 방식을 제어하기에 충분한 제약이 있는지, 차이 쌍의 간격을 제어하기에 충분한 제약이 있는지 여부 등. 이것은 배선에서 자동 배선이 설계자의 아이디어를 따를 수 있는지 여부에 영향을 미칩니다. 또한 수동 배선 조정의 어려움도 와인딩 엔진의 능력과 절대적으로 관련이 있습니다. 예를 들어, 와이어 미는 용량, 홀 미는 용량, 구리 코팅의 와이어도 용량 등을 미는 것입니다. 따라서 강력한 권선 엔진 능력을 가진 케이블러를 선택하는 것이 해결 방법입니다.

10. 테스트 쿠폰 정보.

Test Coupon은 TDR(Time Domain Reflectometer)을 사용하여 PRODUCED PCB 기판의 특성 임피던스가 설계 요구 사항을 충족하는지 여부를 측정하는 데 사용됩니다. 일반적으로 제어하는 ​​임피던스는 단일 라인과 두 가지 경우의 차동 쌍입니다. 따라서 테스트 쿠폰의 줄 너비와 줄 간격(차이인 경우)은 관리 중인 줄과 같아야 합니다. 가장 중요한 것은 접지 지점의 위치입니다. 접지 리드의 인덕턴스 값을 줄이기 위해 TDR 프로브의 접지 지점은 일반적으로 프로브 팁에 매우 가깝습니다. 따라서 테스트 쿠폰의 신호점과 접지점을 측정하는 거리와 방법은 사용하는 프로브에 따라야 합니다.

11. 고속 PCB 설계에서 신호 레이어의 공백 영역을 구리 코팅할 수 있으며 다중 신호 레이어의 접지 및 전원 공급 장치에 구리 코팅을 분배하는 방법은 무엇입니까?

일반적으로 빈 영역에서 구리 코팅은 대부분의 경우 접지됩니다. 고속 신호선 옆에 동선을 인가했을 때 동선과 신호선 사이의 거리에 주의하면 동선을 적용하면 선로의 특성 임피던스가 낮아지기 때문입니다. 또한 이중 스트립라인 구성에서와 같이 다른 레이어의 특성 임피던스에 영향을 미치지 않도록 주의하십시오.

12. 마이크로스트립 라인 모델을 사용하여 특성 임피던스를 계산하기 위해 전원 공급 평면 위의 신호 라인을 사용할 수 있습니까? 리본 라인 모델을 사용하여 전원 공급 장치와 접지면 사이의 신호를 계산할 수 있습니까?

예, 특성 임피던스를 계산할 때 전원 평면과 접지 평면 모두를 기준 평면으로 고려해야 합니다. 예를 들어, XNUMX층 보드: 상단 레이어 – 전원 레이어 – 지층 – 하단 레이어. 이 경우, 최상층의 배선 특성 임피던스 모델은 전원면을 기준면으로 하는 마이크로 스트립 라인 모델입니다.

13. 고밀도 PCB에서 소프트웨어에 의해 자동으로 생성된 테스트 포인트는 일반적으로 대량 생산의 테스트 요구 사항을 충족할 수 있습니까?

일반 소프트웨어에서 자동으로 생성된 테스트 포인트가 테스트 요구 사항을 충족할 수 있는지 여부는 추가된 테스트 포인트의 사양이 테스트 기계의 요구 사항을 충족하는지 여부에 따라 다릅니다. 또한 배선이 너무 조밀하고 테스트 포인트 추가 사양이 엄격한 경우 라인의 각 섹션에 테스트 포인트를 자동으로 추가하지 못할 수 있으며 물론 테스트 장소를 수동으로 완료해야합니다.

14. 테스트 포인트를 추가하면 고속 신호의 품질에 영향을 줍니까?

신호 품질에 영향을 미치는지 여부는 테스트 포인트를 추가하는 방법과 신호 속도에 따라 다릅니다. 기본적으로 추가 테스트 포인트(테스트 포인트로 DIP 핀 또는 경유가 아님)를 라인에 추가하거나 라인에서 빼낼 수 있습니다. 전자는 라인에 매우 작은 커패시터를 추가하는 것과 같고 후자는 추가 분기입니다. 이 두 조건 모두 고속 신호에 다소 영향을 미치며 영향 정도는 신호의 주파수 속도 및 에지 속도와 관련이 있습니다. 영향은 시뮬레이션을 통해 얻을 수 있습니다. 원칙적으로 테스트 포인트가 작을수록 분기가 짧을수록 좋습니다(물론 테스트 기계의 요구 사항을 충족하기 위해).

15. 여러 PCB 시스템, 보드 사이에 접지를 연결하는 방법은 무엇입니까?

각 PCB 보드 사이의 신호 또는 전원 공급 장치가 서로 연결될 때, 예를 들어 A 보드에 전원 공급 장치가 있거나 신호가 B 보드에 있으면 바닥에서 A 보드로 다시 흐르는 동일한 양의 전류가 있어야 합니다(이것은 Kirchoff 현행법). 이 층의 전류는 가장 낮은 임피던스로 되돌아갑니다. 그러므로 지층에 할당된 핀의 수는 임피던스를 줄이고 지층 잡음을 줄이기 위해 전력 또는 신호 연결의 각 인터페이스에서 너무 낮아서는 안 됩니다. 또한 전체 전류 루프, 특히 전류의 더 큰 부분을 분석하고 접지 또는 접지의 연결을 조정하여 전류의 흐름을 제어할 수도 있습니다(예: 한 곳에서 낮은 임피던스를 생성하여 대부분의 전류가 그 장소를 통해 흐릅니다), 다른 더 민감한 신호에 대한 영향을 줄입니다.