高周波PCB設計プローブ

1. 実際の配線における理論上の矛盾にどう対処するか?
基本的にはアナログ/デジタルグランドを分けて絶縁するのが正しいです。信号トレースはできる限り堀を横切るべきではなく、電源と信号のリターン電流パスが大きすぎないように注意する必要があります。
水晶発振器はアナログ正帰還発振回路です。安定した発振信号を得るには、ループゲインと位相の仕様を満たしている必要があります。このアナログ信号の発振仕様は簡単に乱れます。グランド ガード トレースを追加した場合でも、干渉を完全に分離できない場合があります。また、グランドプレーンが遠すぎると、グランドプレーンのノイズも正帰還発振回路に影響を与えます。したがって、水晶発振器とチップ間の距離は可能な限り近づける必要があります。
実際、高速配線と EMI 要件の間には多くの矛盾があります。ただし、基本原理は、EMI によって追加される抵抗と静電容量、またはフェライト ビーズによって、信号の一部の電気特性が仕様を満たさなくなることはあり得ないということです。したがって、内層に流れる高速信号などの EMI 問題を解決または軽減するには、トレースの配置と PCB の積層のスキルを使用するのが最善です。最後に、信号へのダメージを軽減するために、抵抗コンデンサまたはフェライト ビーズが使用されます。

2. 高速信号の手動配線と自動配線の矛盾をどう解決するか?
強力配線ソフトの自動ルーターの多くは、巻き方やビア数を制御する制約を設けています。 EDA各社の巻線エンジンの能力や制約設定項目は大きく異なる場合があります。
例えば、蛇行巻きの巻き方を制御するのに十分な制約があるか、差動ペアの配線間隔を制御できるかなどが、自動配線の配線方法が設計者のアイデアを満たすかどうかに影響します。
さらに、配線を手動で調整する難しさは、巻き上げエンジンの能力にも絶対的に関係します。たとえば、トレースの押し込み能力、ビアの押し込み能力、さらに銅コーティングへのトレースの押し込み能力などです。したがって、強力な巻線エンジン能力を備えたルーターを選択することが解決策となります。

3.お試しクーポンについて。
テスト クーポンは、製造された PCB 基板の特性インピーダンスが設計要件を満たしているかどうかを TDR (Time Domain Reflectometer) で測定するために使用されます。一般に、制御対象となるインピーダンスには単線の場合と差動ペアの場合があります。
したがって、テストクーポン(差動ペアがある場合)の線幅と線間隔は、制御対象の線と同じにする必要があります。最も重要なことは、測定時の接地点の位置です。
接地リードのインダクタンス値を減らすために、TDR プローブの接地場所は通常、プローブ先端の非常に近くになります。したがって、テストクーポン上の信号測定点と接地点の間の距離と方法は、使用するプローブと一致する必要があります。

4. 高速 PCB 設計では、信号層の空白領域を銅でコーティングできますが、複数の信号層の銅コーティングをグランドと電源にどのように配置する必要がありますか?
通常、ブランク領域の銅メッキはほとんど接地されています。高速信号線の隣に銅を適用する場合は、銅と信号線の間の距離に注意してください。適用された銅によってトレースの特性インピーダンスが若干低下するためです。また、デュアルストリップラインの構造など、他の層の特性インピーダンスに影響を与えないように注意してください。

5. マイクロストリップラインモデルを使用して、電源プレーン上の信号ラインの特性インピーダンスを計算することはできますか?電源とグランドプレーンの間の信号はストリップラインモデルを使用して計算できますか?
はい、特性インピーダンスを計算する際には、電源プレーンとグランド プレーンを基準プレーンとして考慮する必要があります。たとえば、4 層基板: 最上層-電源層-グランド層-最下層。このとき、最上層の特性インピーダンスモデルは、電源プレーンを基準プレーンとしたマイクロストリップラインモデルとなります。

6. 大量生産のテスト要件を満たすために、通常の状況下で高密度プリント基板上のテスト ポイントをソフトウェアによって自動的に生成できますか?
一般に、ソフトウェアがテスト要件を満たすテスト ポイントを自動的に生成するかどうかは、テスト ポイントを追加するための仕様がテスト装置の要件を満たすかどうかによって決まります。また、配線が密集しすぎてテストポイントの追加ルールが厳しい場合、各配線にテストポイントを自動追加できない場合があります。もちろん、テストする場所は手動で入力する必要があります。

7. テスト ポイントを追加すると、高速信号の品質に影響しますか?
信号品質に影響を与えるかどうかは、テスト ポイントの追加方法と信号の速度によって異なります。基本的に、追加のテスト ポイント (既存のビアまたは DIP ピンをテスト ポイントとして使用しないでください) をラインに追加したり、ラインから短いラインを引き出したりすることができます。
前者はラインに小さなコンデンサを追加するのと同じですが、後者は追加の分岐です。これらの条件はどちらも高速信号に多かれ少なかれ影響を及ぼし、影響の程度は信号の周波数速度と信号のエッジ レートに関係します。影響の大きさはシミュレーションによって知ることができます。原則として、テスト ポイントは小さいほど優れています (もちろん、テスト ツールの要件を満たしている必要があります)。分岐は短いほど優れています。