PCB 세계에서, 2021년 3월 19일

PCB 설계를 하다 보면 임피던스 매칭, EMI 규칙 등 다양한 문제에 직면하는 경우가 많습니다. 이 글은 모든 사람을 위해 고속 PCB와 관련된 몇 가지 질문과 답변을 정리했으며, 모든 사람에게 도움이 되기를 바랍니다.

1. 고속 PCB 설계 회로도를 설계할 때 임피던스 매칭을 어떻게 고려합니까?
고속 PCB 회로를 설계할 때 임피던스 매칭은 설계 요소 중 하나입니다.임피던스 값은 표층(마이크로스트립)이나 내층(스트립라인/이중 스트립라인) 위를 걷는 것, 기준층과의 거리(전원층 또는 접지층), 배선 폭, PCB 재질 등 배선 방식과 절대적인 관계를 갖습니다. 등. 둘 다 트레이스의 특성 임피던스 값에 영향을 미칩니다.

즉, 임피던스 값은 배선 후에만 결정될 수 있습니다.일반적으로 시뮬레이션 소프트웨어는 사용된 회로 모델이나 수학적 알고리즘의 제한으로 인해 일부 불연속 배선 조건을 고려할 수 없습니다.이때 직렬 저항 등 일부 터미네이터(터미네이션)만 회로도에 예약할 수 있습니다.트레이스 임피던스의 불연속성 영향을 완화합니다.문제에 대한 실제 해결책은 배선 시 임피던스 불연속성을 피하는 것입니다.

2. PCB 보드에 여러 개의 디지털/아날로그 기능 블록이 있는 경우, 기존 방식은 디지털/아날로그 접지를 분리하는 것입니다.이유는 무엇입니까?
디지털/아날로그 접지를 분리하는 이유는 디지털 회로가 고전위와 저전위를 전환할 때 전원과 접지에 노이즈가 발생하기 때문입니다.잡음의 크기는 신호의 속도 및 전류의 크기와 관련이 있습니다.

접지면이 분할되지 않고 디지털 영역 회로에서 생성되는 노이즈가 크고 아날로그 영역 회로가 매우 가까운 경우 디지털-아날로그 신호가 교차하지 않더라도 아날로그 신호는 여전히 접지의 간섭을 받습니다. 소음.즉, 비분할 디지털-아날로그 방식은 아날로그 회로 영역과 노이즈가 많이 발생하는 디지털 회로 영역이 멀리 떨어져 있는 경우에만 사용할 수 있다.

3. 고속 PCB 설계에서 설계자는 EMC 및 EMI 규칙을 어떤 측면에서 고려해야 합니까?
일반적으로 EMI/EMC 설계에서는 복사 측면과 전도 측면을 동시에 고려해야 합니다.전자는 더 높은 주파수 부분(>30MHz)에 속하고 후자는 더 낮은 주파수 부분(<30MHz)에 속합니다.그러므로 고주파수에만 주의를 기울이고 저주파 부분을 무시할 수는 없습니다.

좋은 EMI/EMC 설계는 레이아웃 초기에 장치의 위치, PCB 스택 배열, 중요한 연결 방법, 장치 선택 등을 고려해야 합니다.사전에 더 나은 조치가 없으면 나중에 해결됩니다.절반의 노력으로 두 배의 결과를 얻고 비용이 증가합니다.

예를 들어, 클록 생성기의 위치는 외부 커넥터에 최대한 가깝지 않아야 합니다.고속 신호는 최대한 내부 레이어로 가야 합니다.반사를 줄이려면 특성 임피던스 매칭과 기준 레이어의 연속성에 주의하세요.높이를 줄이려면 장치에 의해 전달되는 신호의 슬루율이 최대한 작아야 합니다.주파수 구성요소는 디커플링/바이패스 커패시터를 선택할 때 해당 주파수 응답이 전력면의 잡음을 줄이기 위한 요구 사항을 충족하는지 여부에 주의해야 합니다.

또한, 고주파 신호 전류의 복귀 경로에 주의하여 루프 면적을 가능한 한 작게(즉, 루프 임피던스를 작게) 만들어 방사를 줄이십시오.고주파 노이즈의 범위를 제어하기 위해 접지를 분할할 수도 있습니다.마지막으로 PCB와 하우징 사이의 섀시 접지를 적절하게 선택합니다.

4. PCB 기판 제작 시 간섭을 줄이기 위해 접지선을 폐쇄합 형태로 형성해야 합니까?
PCB 보드를 만들 때 일반적으로 간섭을 줄이기 위해 루프 영역을 줄입니다.지반선을 포설할 때에는 닫힌 형태로 놓지 말고 가지 모양으로 배치하는 것이 좋으며, 지반의 면적을 최대한 늘려야 한다.

5. 신호 무결성을 향상시키기 위해 라우팅 토폴로지를 어떻게 조정합니까?
이러한 종류의 네트워크 신호 방향은 단방향, 양방향 신호 및 서로 다른 레벨의 신호의 경우 토폴로지 영향이 다르고 어떤 토폴로지가 신호 품질에 도움이 되는지 말하기 어렵기 때문에 더 복잡합니다.그리고 사전 시뮬레이션을 수행할 때 어떤 토폴로지를 사용할지는 엔지니어에게 매우 까다로우며 회로 원리, 신호 유형, 심지어 배선의 어려움까지 이해해야 합니다.

6. 100M 이상의 신호 안정성을 보장하기 위해 레이아웃과 배선을 어떻게 처리합니까?
고속 디지털 신호 배선의 핵심은 전송 라인이 신호 품질에 미치는 영향을 줄이는 것입니다.따라서 100M 이상의 고속 신호 레이아웃에는 신호 트레이스가 최대한 짧아야 합니다.디지털 회로에서 고속 신호는 신호 상승 지연 시간으로 정의됩니다.

또한 다양한 유형의 신호(예: TTL, GTL, LVTTL)에는 신호 품질을 보장하는 방법이 다릅니다.