고속 PCB 설계 시 누화(Crosstalk)에 대해 얼마나 알고 계시나요?

고속 PCB 설계 학습 과정에서 누화는 반드시 숙지해야 할 중요한 개념입니다. 이는 전자기 간섭 전파의 주요 경로입니다. 비동기 신호 라인, 제어 라인 및 I/O 포트가 라우팅됩니다. 누화는 회로나 부품의 비정상적인 기능을 유발할 수 있습니다.

 

누화

신호가 전송선에서 전파될 때 전자기 결합으로 인해 인접한 전송선의 원하지 않는 전압 잡음 간섭을 나타냅니다. 이러한 간섭은 전송선 간의 상호 인덕턴스와 상호 정전 용량으로 인해 발생합니다. PCB 층의 매개변수, 신호 라인 간격, 구동단과 수신단의 전기적 특성, 라인 종단 방법은 모두 누화에 일정한 영향을 미칩니다.

누화를 극복하기 위한 주요 조치는 다음과 같습니다.

병렬 배선의 간격을 늘리고 3W 규칙을 따르십시오.

평행선 사이에 접지된 절연선을 삽입합니다.

배선층과 접지면 사이의 거리를 줄이십시오.

 

라인 간의 누화를 줄이기 위해서는 라인 간격이 충분히 커야 합니다. 선심 간격이 선폭의 3배 이상이면 상호 간섭 없이 전계의 70%를 유지할 수 있는데, 이를 3W 규칙이라고 합니다. 서로 간섭하지 않고 98%의 전기장을 달성하려면 10W 간격을 사용하면 됩니다.

참고: 실제 PCB 설계에서 3W 규칙은 누화 방지 요구 사항을 완전히 충족할 수 없습니다.

 

PCB에서 누화를 방지하는 방법

PCB의 누화를 방지하기 위해 엔지니어는 다음과 같은 PCB 설계 및 레이아웃 측면을 고려할 수 있습니다.

1. 기능에 따라 논리 장치 시리즈를 분류하고 버스 구조를 엄격하게 제어하십시오.

2. 구성 요소 간의 물리적 거리를 최소화하십시오.

3. 고속 신호 라인 및 구성 요소(예: 수정 발진기)는 I/() 상호 연결 인터페이스 및 데이터 간섭 및 결합에 취약한 기타 영역에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.

4. 고속 회선에 올바른 종단을 제공하십시오.

5. 서로 평행한 장거리 트레이스를 피하고 유도 결합을 최소화하기 위해 트레이스 사이에 충분한 간격을 제공하십시오.

6. 인접한 레이어(마이크로스트립 또는 스트립라인)의 배선은 레이어 간 용량 결합을 방지하기 위해 서로 수직이어야 합니다.

7. 신호와 접지면 사이의 거리를 줄입니다.

8. 고잡음 방출 소스(클럭, I/O, 고속 상호 연결)의 분할 및 격리와 다양한 신호가 다양한 레이어에 분산됩니다.

9. 신호 라인 사이의 거리를 최대한 늘리면 용량성 누화를 효과적으로 줄일 수 있습니다.

10. 리드 인덕턴스를 줄이고, 회로에서 매우 높은 임피던스 부하와 매우 낮은 임피던스 부하를 사용하지 말고, loQ와 lokQ 사이에서 아날로그 회로의 부하 임피던스를 안정화하도록 노력하십시오. 높은 임피던스 부하는 용량성 누화를 증가시키므로 매우 높은 임피던스 부하를 사용하는 경우 더 높은 작동 전압으로 인해 용량성 누화가 증가하고 매우 낮은 임피던스 부하를 사용하는 경우 큰 작동 전류로 인해 유도성 누화가 증가합니다. 증가하다.

11. PCB 내부 레이어에 고속 주기 신호를 배열합니다.

12. 임피던스 매칭 기술을 사용하여 BT 인증서 신호의 무결성을 보장하고 오버슈트를 방지합니다.

13. 빠른 상승 에지(tr≤3ns)가 있는 신호의 경우 접지 래핑과 같은 누화 방지 처리를 수행하고 EFT1B 또는 ESD의 간섭을 받고 필터링되지 않은 일부 신호 라인을 PCB 가장자리에 배열하십시오. .

14. 가능한 한 접지면을 사용하십시오. 접지면을 사용하는 신호 라인은 접지면을 사용하지 않는 신호 라인에 비해 15-20dB 감쇠됩니다.

15. 신호 고주파 신호 및 민감한 신호는 접지로 처리되며 이중 패널의 접지 기술을 사용하면 10-15dB 감쇠가 달성됩니다.

16. 밸런스 와이어, 쉴드 와이어 또는 동축 와이어를 사용하십시오.

17. 괴롭힘 신호선과 민감한 선을 필터링합니다.

18. 레이어와 배선을 합리적으로 설정하고, 배선 레이어와 배선 간격을 합리적으로 설정하고, 병렬 신호의 길이를 줄이고, 신호 레이어와 평면 레이어 사이의 거리를 줄이고, 신호 라인의 간격을 늘리고, 평행 신호의 길이를 줄이십시오. 신호 라인(임계 길이 범위 내), 이러한 조치는 누화를 효과적으로 줄일 수 있습니다.