इंटिग्रेटेड सर्किट आउटपुट स्विचिंग स्पीडच्या वाढीसह आणि पीसीबी बोर्ड 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 वर उच्च सिग्नल गती, शेवटच्या घटकांची चुकीची नियुक्ती किंवा हाय-स्पीड सिग्नलची चुकीची वायरिंग यामुळे सिग्नल अखंडतेची समस्या उद्भवू शकते, ज्यामुळे सिस्टम चुकीचा डेटा आउटपुट करू शकतो, सर्किट अयोग्यरित्या कार्य करू शकते किंवा अजिबात कार्य करत नाही. 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. याउलट, जेव्हा सिग्नल योग्यरित्या प्रतिसाद देत नाही, तेव्हा सिग्नल अखंडतेची समस्या उद्भवते. सिग्नल अखंडतेच्या समस्यांमुळे सिग्नल विरूपण, वेळेच्या त्रुटी, चुकीचा डेटा, पत्ता आणि नियंत्रण रेषा, आणि सिस्टमचा गैरवापर किंवा अगदी सिस्टम क्रॅश होऊ शकतो. पीसीबी डिझाईन सराव प्रक्रियेत, लोकांनी पीसीबी डिझाइनचे बरेच नियम जमा केले आहेत. पीसीबी डिझाइनमध्ये, या डिझाइन नियमांचा काळजीपूर्वक संदर्भ देऊन पीसीबीची सिग्नल अखंडता अधिक चांगल्या प्रकारे प्राप्त केली जाऊ शकते.

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. सिग्नल लाईनचा प्रकार, वेग आणि प्रेषण दिशा, सिग्नल लाईनच्या प्रतिबाधा नियंत्रण आवश्यकता, बस गती दिशा आणि ड्रायव्हिंग परिस्थिती, प्रमुख सिग्नल आणि संरक्षण उपाय;

4. वीज पुरवठ्याचा प्रकार, जमिनीचा प्रकार, वीज पुरवठा आणि जमिनीसाठी आवाज सहिष्णुता आवश्यकता, वीज पुरवठा आणि ग्राउंड प्लेनचे सेटिंग आणि विभाजन;

5. घड्याळाच्या ओळींचे प्रकार आणि दर, घड्याळाच्या ओळींचा स्त्रोत आणि दिशा, घड्याळ विलंब आवश्यकता, सर्वात लांब रेषेची आवश्यकता.

पीसीबी स्तरित रचना

सर्किट बोर्डची मूलभूत माहिती समजून घेतल्यानंतर, सर्किट बोर्डची किंमत आणि सिग्नल अखंडतेच्या डिझाइन आवश्यकतांचे वजन करणे आणि वायरिंगच्या थरांची वाजवी संख्या निवडणे आवश्यक आहे. 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. संदर्भ विमान शक्यतो ग्राउंड प्लेन असेल. Both power supply and ground plane can be used as reference plane, and both have certain shielding function. तथापि, पॉवर सप्लाय प्लेनचा शील्डिंग इफेक्ट ग्राउंड प्लेनच्या तुलनेत खूपच कमी आहे कारण त्याच्या उच्च वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा आणि पॉवर सप्लाय प्लेन आणि संदर्भ ग्राउंड लेव्हलमधील मोठ्या संभाव्य फरकामुळे.

2. Digital circuit and analog circuit are layered. जिथे डिझाईन कॉस्ट परमिट असते, तिथे डिजिटल आणि अॅनालॉग सर्किटची स्वतंत्र लेयरवर व्यवस्था करणे उत्तम. If must want to arrange in same wiring layer, can use ditch, add earthing line, the method such as dividing line to remedy. अॅनालॉग आणि डिजिटल पॉवर आणि ग्राउंड वेगळे करणे आवश्यक आहे, कधीही मिसळले जाऊ शकत नाही.

3. समीप स्तरांचे मुख्य सिग्नल मार्ग विभागणी क्षेत्र ओलांडत नाही. सिग्नल संपूर्ण प्रदेशात एक मोठा सिग्नल लूप तयार करतील आणि मजबूत रेडिएशन निर्माण करतील. 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. घटक पृष्ठभागाच्या खाली तुलनेने पूर्ण ग्राउंड प्लेन असावा. मल्टीलेयर प्लेटसाठी शक्य तितक्या ग्राउंड प्लेनची अखंडता राखली पाहिजे. ग्राउंड प्लेनमध्ये साधारणपणे कोणत्याही सिग्नल लाईन्सना चालण्याची परवानगी नाही.

5, हाय फ्रिक्वेन्सी, हाय स्पीड, घड्याळ आणि इतर की सिग्नल लाईन्स जवळील ग्राउंड प्लेन असणे आवश्यक आहे. 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

मुद्रित बोर्डच्या सिग्नल इंटिग्रिटी डिझाइनची किल्ली लेआउट आणि वायरिंग आहे, जी पीसीबीच्या कार्यक्षमतेशी थेट संबंधित आहे. Prior to layout, the PCB size must be determined to meet the function at the lowest possible cost. जर पीसीबी खूप मोठा आणि वितरित असेल तर, ट्रान्समिशन लाइन खूप लांब असू शकते, परिणामी वाढीव प्रतिबाधा, कमी आवाज प्रतिरोध आणि वाढलेली किंमत. If the components are placed together, heat dissipation is poor, and coupling crosstalk may occur in adjacent wiring. म्हणून, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सुसंगतता, उष्णता नष्ट होणे आणि इंटरफेस घटकांचा विचार करताना लेआउट सर्किटच्या कार्यात्मक युनिट्सवर आधारित असणे आवश्यक आहे.

When laying out a PCB with mixed digital and analog signals, do not mix digital and analog signals. अॅनालॉग आणि डिजिटल सिग्नल मिसळणे आवश्यक असल्यास, क्रॉस-कपलिंगचा प्रभाव कमी करण्यासाठी अनुलंब रेषा निश्चित करा. सर्किट बोर्डवरील डिजिटल सर्किट, अॅनालॉग सर्किट आणि आवाज निर्माण करणारे सर्किट वेगळे केले जावे आणि संवेदनशील सर्किट आधी रूट केले जावे आणि सर्किट्समधील कपलिंग मार्ग काढून टाकला जावा. विशेषतः, घड्याळ, रीसेट आणि व्यत्यय रेषा विचारात घ्या, या ओळींना उच्च वर्तमान स्विच लाईन्ससह समांतर करू नका, अन्यथा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कपलिंग सिग्नलमुळे सहजपणे नुकसान होऊ शकते, ज्यामुळे अनपेक्षित रीसेट किंवा व्यत्यय येतो. The overall layout should follow the following principles:

1. PCB वरील कार्यात्मक विभाजन मांडणी, अॅनालॉग सर्किट आणि डिजिटल सर्किटमध्ये वेगवेगळे स्थानिक लेआउट असावेत.

2. सर्किट सिग्नल प्रक्रियेनुसार फंक्शनल सर्किट युनिट्सची व्यवस्था करण्यासाठी, जेणेकरून सिग्नलचा प्रवाह समान दिशा राखण्यासाठी असेल.

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. Easily disturbed components should not be too close to each other, input and output components should be far away.

How to design the signal of integrity PCB

पीसीबी वायरिंग डिझाइन

पीसीबी वायरिंगपूर्वी सर्व सिग्नल लाईन्सचे वर्गीकरण केले जावे. 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. क्रॉसस्टॉक कमी करण्यासाठी वेगवेगळ्या लेयर्सवरील सिग्नल केबल्स एकमेकांना अनुलंब रूट केल्या पाहिजेत. सिग्नलच्या प्रवाहाच्या दिशानिर्देशानुसार सिग्नल लाईन्सची व्यवस्था उत्तम प्रकारे केली जाते. सर्किटची आउटपुट सिग्नल लाईन परत इनपुट सिग्नल लाईन क्षेत्राकडे परत जाऊ नये. High-speed signal lines should be kept as short as possible to avoid interfering with other signal lines. दुहेरी पॅनेलवर, आवश्यक असल्यास, हाय-स्पीड सिग्नल लाईनच्या दोन्ही बाजूंना अलगाव ग्राउंड वायर जोडली जाऊ शकते. मल्टीलेअर बोर्डवरील सर्व हाय-स्पीड क्लॉक लाईन्स क्लॉक लाईन्सच्या लांबीनुसार संरक्षित केल्या पाहिजेत.

वायरिंगसाठी सामान्य तत्त्वे आहेत:

1. शक्य तितक्या कमी घनतेचे वायरिंग डिझाईन निवडणे, आणि सिग्नल वायरिंग शक्य तितक्या जाडी सुसंगत, प्रतिबाधा जुळण्यासाठी अनुकूल. आरएफ सर्किटसाठी, सिग्नल लाईन दिशा, रुंदी आणि रेषा अंतराची अनुचित रचना सिग्नल ट्रान्समिशन लाईन्समध्ये क्रॉस हस्तक्षेप होऊ शकते.

2. शक्य तितक्या जवळचे इनपुट आणि आउटपुट वायर आणि लांब पल्ल्याच्या समांतर वायरिंग टाळण्यासाठी. समांतर सिग्नल लाईन्सचा क्रॉसस्टॉक कमी करण्यासाठी, सिग्नल लाईन्समधील अंतर वाढवता येऊ शकते किंवा सिग्नल लाईन्समध्ये आयसोलेशन बेल्ट घातला जाऊ शकतो.

3. PCB वरील रेषेची रुंदी एकसमान असावी आणि रेषेच्या रुंदीचे कोणतेही उत्परिवर्तन होणार नाही. पीसीबी वायरिंग बेंडने 90 अंश कोपरा वापरू नये, चाप किंवा 135 अंश कोन वापरला पाहिजे, शक्यतोपर्यंत लाइन इम्पेडन्सची सातत्य राखण्यासाठी.

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. वायरची लांबी कमी करणे, वायरची रुंदी वाढवणे शक्य तितके शक्य आहे, वायरची प्रतिबाधा कमी करण्यासाठी अनुकूल आहे.

6. स्विच कंट्रोल सिग्नलसाठी, एकाच वेळी राज्य बदलणाऱ्या सिग्नल पीसीबी वायरिंगची संख्या शक्य तितक्या कमी केली पाहिजे.