Piirilevyn valinnassa on löydettävä tasapaino suunnitteluvaatimusten täyttämisen sekä massatuotannon ja kustannusten välillä. Suunnitteluvaatimukset sisältävät sähköiset ja mekaaniset osat. Tämä materiaaliongelma on yleensä tärkeämpi suunniteltaessa erittäin nopeita piirilevylevyjä (taajuus suurempi kuin GHz).
Esimerkiksi yleisesti käytetyssä FR-4-materiaalissa on nyt usean GHz:n taajuudella dielektrinen häviö, jolla on suuri vaikutus signaalin vaimenemiseen, eikä se välttämättä ole sopivaa. Sähkön osalta kiinnitä huomiota siihen, ovatko dielektrisyysvakio ja dielektrisyyshäviö sopivat suunnitellulle taajuudelle.2. Kuinka välttää suurtaajuiset häiriöt?
Korkeataajuisten häiriöiden välttämisen perusajatuksena on minimoida korkeataajuisten signaalien sähkömagneettisen kentän häiriö, joka on ns. ylikuuluminen (Crosstalk). Voit suurentaa nopean signaalin ja analogisen signaalin välistä etäisyyttä tai lisätä maasuoja-/shunttijäljet analogisen signaalin viereen. Kiinnitä huomiota myös häiriöihin digitaalisesta maadosta analogiseen maahan.3. Kuinka ratkaista signaalin eheysongelma nopeassa suunnittelussa?
Signaalin eheys on pohjimmiltaan impedanssisovituksen ongelma. Impedanssisovitukseen vaikuttavia tekijöitä ovat signaalilähteen rakenne ja lähtöimpedanssi, jäljen ominaisimpedanssi, kuormituspään ominaisuudet ja jäljen topologia. Ratkaisu on luottaa johdotuksen päättämisen ja säädön topologiaan.
4. Miten differentiaalijohdotusmenetelmä toteutetaan?
Differentiaaliparin asettelussa on kiinnitettävä huomiota kahteen seikkaan. Toinen on, että kahden johtimen pituuden tulisi olla mahdollisimman pitkä, ja toinen on, että kahden johtimen välinen etäisyys (tämä etäisyys määräytyy differentiaalisen impedanssin mukaan) on pidettävä vakiona, eli pysyttävä samansuuntaisena. On olemassa kaksi rinnakkaista tapaa, joista toinen on, että kaksi viivaa kulkevat samalla vierekkäin, ja toinen on, että kaksi viivaa kulkevat kahdessa vierekkäisessä kerroksessa (yli-alla). Yleensä entinen side-by-side (side-by-side, side-by-side) toteutetaan useammilla tavoilla.
5. Kuinka toteuttaa differentiaalijohdotus kellosignaalilinjalle, jossa on vain yksi lähtöliitin?
Differentiaalijohdotuksen käyttämiseksi on järkevää, että signaalilähde ja vastaanotin ovat myös differentiaalisignaaleja. Siksi on mahdotonta käyttää differentiaalijohdotusta kellosignaalille, jossa on vain yksi lähtöliitin.
6. Voidaanko vastaanottopäässä olevien erolinjaparien väliin lisätä sovitusvastus?
Vastaanottopäässä olevien differentiaalijohtoparien välinen sovitusresistanssi lisätään yleensä, ja sen arvon tulee olla yhtä suuri kuin differentiaalisen impedanssin arvo. Näin signaalin laatu on parempi.
7. Miksi differentiaaliparin johdotuksen tulee olla lähellä ja rinnakkain?
Differentiaaliparin johdotuksen tulee olla sopivan lähellä ja yhdensuuntainen. Niin sanottu sopiva läheisyys johtuu siitä, että etäisyys vaikuttaa differentiaaliimpedanssin arvoon, joka on tärkeä parametri differentiaaliparien suunnittelussa. Rinnakkaisuuden tarve on myös säilyttää differentiaalisen impedanssin johdonmukaisuus. Jos kaksi linjaa ovat yhtäkkiä kaukana ja lähellä, differentiaalinen impedanssi on epäjohdonmukainen, mikä vaikuttaa signaalin eheyteen ja ajoitusviiveeseen.