Со зголемувањето на интегрално коло излезна брзина на префрлување и ПХБ табла 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. Високата брзина на сигналот на ПХБ, неправилното поставување на крајните компоненти или неправилното поврзување на сигналите со голема брзина може да предизвикаат проблеми со интегритетот на сигналот, што може да предизвика системот да излезе неточни податоци, колото да работи неправилно или воопшто да не работи. Како целосно да се земе предвид интегритетот на сигналот и да се преземат ефективни контролни мерки во дизајнот на ПХБ стана жешка тема во индустријата за дизајн на ПХБ.

Signal integrity Problem Good signal integrity means that the signal can respond with the correct timing and voltage level values when required. Спротивно на тоа, кога сигналот не реагира правилно, постои проблем со интегритетот на сигналот. Проблемите со интегритетот на сигналот може да доведат или директно да доведат до нарушување на сигналот, грешки во времето, неточни податоци, адресни и контролни линии и погрешна работа на системот, па дури и пад на системот. Во процесот на практика за дизајнирање ПХБ, луѓето собраа многу правила за дизајн на ПХБ. Во дизајнот на ПХБ, интегритетот на сигналот на ПХБ може подобро да се постигне со внимателно повикување на овие правила за дизајнирање.

При дизајнирање на ПХБ, прво треба да ги разбереме информациите за дизајнот на целата плочка, која главно вклучува:

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. Вид на сигнална линија, брзина и насока на пренос, барања за контрола на импедансата на сигналната линија, насока на брзината на автобусот и ситуација на возење, клучни сигнали и мерки за заштита;

4. Вид на напојување, тип на заземјување, барања за толеранција на бучава за напојување и заземјување, поставување и сегментација на напојувањето и рамнината на заземјувањето;

5. Видови и стапки на линии на часовник, извор и правец на часовни линии, барања за одложување на часовникот, барања за најдолга линија.

ПХБ-слоен дизајн

По разбирање на основните информации за коло, потребно е да се измерат барањата за дизајн на трошоците и интегритетот на сигналот, и да се избере разумен број на жици слоеви. 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. Пожелно е референтната рамнина да биде рамнината на земјата. И напојување и земја рамнина може да се користат како референтна рамнина, и двете имаат одредена заштитна функција. Меѓутоа, заштитниот ефект на рамнината за напојување е многу помал од оној на земјата, поради неговата повисока карактеристична импеданса и поголема потенцијална разлика помеѓу рамнината за напојување и референтното ниво на земјата.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. Онаму каде што трошоците за дизајн дозволуваат, најдобро е да се организираат дигитални и аналогни кола на одделни слоеви. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. Аналогната и дигиталната моќност и заземјувањето мора да се раздвојуваат, никогаш да не се мешаат.

3. Рутирањето на клучниот сигнал на соседните слоеви не ја преминува областа на сегментација. Сигналите ќе формираат голема сигнална јамка низ регионот и ќе генерираат силно зрачење. 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. Треба да има релативно целосна рамнина за заземјување под површината на компонентата. Интегритетот на рамнината на заземјувањето мора да се одржува колку што е можно повеќе за повеќеслојната плоча. Ниту една сигнална линија вообичаено не е дозволено да работи во рамнината на земјата.

5, висока фреквенција, голема брзина, часовник и други клучни сигнални линии треба да имаат соседна земја рамнина. 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

Клучот за дизајн на интегритетот на сигналот на печатената плоча е распоредот и жици, што е директно поврзано со перформансите на ПХБ. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. Ако ПХБ е премногу голем и распределен, далекуводот може да биде многу долг, што резултира со зголемена импеданса, намалена отпорност на бучава и зголемена цена. Ако компонентите се постават заедно, дисипацијата на топлина е слаба и може да се појави прекршување на спојката во соседните жици. Затоа, изгледот мора да се заснова на функционалните единици на колото, притоа земајќи ја предвид електромагнетната компатибилност, дисипација на топлина и фактори на интерфејс.

Кога поставувате ПХБ со мешани дигитални и аналогни сигнали, не мешајте дигитални и аналогни сигнали. Ако мора да се мешаат аналогни и дигитални сигнали, не заборавајте да поставите вертикална линија за да го намалите ефектот на вкрстената спојка. Дигиталното коло, аналогното коло и колото за генерирање бучава на плочата треба да се одделат, а чувствителното коло треба прво да се насочи, а патеката за спојување помеѓу колата треба да се елиминира. Особено, земете го предвид часовникот, ресетирајте ги и прекинувајте ги линиите, не паралелизирајте ги овие линии со линиите на прекинувачот со висока струја, инаку лесно оштетени од електромагнетни сигнали за спојување, предизвикувајќи неочекувано ресетирање или прекинување. The overall layout should follow the following principles:

1. Распоредот на функционалната партиција, аналогното коло и дигиталното коло на ПХБ треба да имаат различен просторен распоред.

2. Според коло коло сигнал за уредување на функционални кола единици, така што сигналот проток да се задржи истата насока.

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. Лесно нарушените компоненти не треба да бидат премногу блиску една до друга, влезните и излезните компоненти треба да бидат далеку.

How to design the signal of integrity PCB

Дизајн на жици за ПХБ

Сите сигнални линии треба да се класифицираат пред жици со ПХБ. 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. Сигналните кабли на различни слоеви треба да се насочат вертикално еден до друг за да се намали презборувањето. Распоредот на сигналните линии најдобро се уредува според насоката на проток на сигналот. Излезната сигнална линија на колото не треба да се враќа назад во областа на влезната сигнална линија. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. На двојниот панел, доколку е потребно, може да се додаде изолационата жица за заземјување од двете страни на линијата за сигнал со голема брзина. Сите линии на часовникот со голема брзина на повеќеслојната табла треба да бидат заштитени според должината на линиите на часовникот.

Општите принципи за жици се:

1. Колку што е можно да се избере дизајн на жици со мала густина и жици на сигнали колку што е можно дебелини, погодни за усогласување на импеданса. За rf кола, неразумниот дизајн на насоката на сигналот, ширината и растојанието помеѓу линијата може да предизвика вкрстено мешање помеѓу линиите за пренос на сигнал.

2. Колку што е можно, избегнувајте соседни влезни и излезни жици и паралелни жици на долги растојанија. За да се намали вкрстувањето на паралелните сигнални линии, растојанието помеѓу сигналните линии може да се зголеми или може да се вметнат изолациски појаси помеѓу сигналните линии.

3. Ширината на линијата на ПХБ треба да биде униформа и нема да има мутација на ширината на линијата. Заоблената жица на ПХБ не треба да користи агол од 90 степени, треба да користи лак или агол од 135 степени, колку што е можно за да се одржи континуитетот на импедансата на линијата.

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. Колку што е можно да се намали должината на жицата, да се зголеми ширината на жицата, е погодна за намалување на импедансата на жицата.

6. За сигналите за контрола на прекинувачот, бројот на жици на SIGNAL PCB што ја менуваат состојбата во исто време треба да се намали колку што е можно повеќе.