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マイクロ波技術

マイクロ波技術 - あなたが高周波回路設計について知っている必要があるいくつかの配線技術

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マイクロ波技術 - あなたが高周波回路設計について知っている必要があるいくつかの配線技術

あなたが高周波回路設計について知っている必要があるいくつかの配線技術

2021-09-15
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Author:Belle

高周波回路 高い集積度と高い配線密度を持つ傾向がある. 多層基板の使用は配線にのみ必要である, しかし、干渉を減らす効果的な手段. PCBレイアウト段階で, 特定の数の層によるプリント基板サイズの合理的な選択は、中間層を完全に使用して、シールド50をセットアップすることができる, 最寄りの接地を実現, そして、効果的に寄生インダクタンスを減らして、信号伝送長を短くします, 依然として、これらの方法のすべてが、高周波回路の信頼性に有益である, 信号交差干渉の振幅低減のような.


同じ材料で, 騒音 四層板 両面板より20 dB低い. しかし, また、問題がある. PCBハーフ層の数が多い, より複雑な製造工程, そして、より高い単位コスト. これは、PCBボード100の層の適切な数を選択するのに加えて、それを必要とする, 部品・部品のレイアウト計画, とデザインを完了するには、正しい配線規則を採用. The following summarizes some experiences of high-frequency 配線:


  1. The fewer lead layers alternate between the pins of high-frequency circuit devices, より良い
    The so-called "the less the inter-layer alternation of the leads, the better" means that the fewer vias (Via) used in the component connection process, the better. ビアは0をもたらす.5 pF分布静電容量, VIAの数を減らすことは速度を著しく増加させ、データエラーの可能性を減らすことができる.



2. 高周波回路装置のピン間のリード線を短くする, the better
The radiation intensity of the signal is proportional to the trace length of the signal line. 高周波信号を長くする, 簡単にそれに近いコンポーネントにカップルすることです. したがって, 時計などの信号, 水晶発振器, DDRデータ, LVDSライン, USB線, HDMI線と他の高周波信号線は、できるだけ短いことが必要です.


高周波回路

3. 高速電子デバイスのピン間のより少ないリードベンド, the better
The lead wire of high-frequency circuit wiring is best to adopt a full straight line, どれを回すか. それは、45度の折れた線または円弧によって回されることができます. この要求は、低周波回路における銅箔の固定強度を改善するためにのみ使用される, 高周波回路中, この要件は満たされる. 一つの要件は高周波信号の外部発光と相互結合を減少させることができる.


4. 近接距離と平行に信号線で導入される「クロストーク」に注目する
高周波回路 配線は信号線の近接並列ルーティングによって導入された「クロストーク」に注目すべきである. クロストークは直接接続されていない信号線間の結合現象を指す. 高周波信号は伝送線路に沿って電磁波の形で伝送されるので, 信号線はアンテナとして機能する, そして、電磁場のエネルギーは送電線のまわりで放出されるでしょう. 信号間の電磁界の相互結合により望ましくないノイズ信号が生成される. Called crosstalk (Crosstalk). PCB層のパラメータ, 信号線の間隔, 駆動端と受信端の電気的特性, そして、信号線終了方法は、漏話に対する確かな影響を有する. したがって, 高周波信号のクロストークを低減するために, 配線時にはできるだけ以下のことを行う必要がある。


(1)配線スペースが許容されると、2本のワイヤの間に接地線またはグランドプレーンを挿入し、より深刻なクロストークを有することができ、これは分離の役割を果たし、クロストークを低減することができる。

(2)信号線を囲む空間内に時変電磁場が存在する場合、並列分布を回避できない場合には、並列信号線の反対側に「グランド」の大面積を配置して干渉を大幅に低減することができる。

(3)配線スペースが許容できれば、隣接する信号線間の間隔を大きくし、信号線の平行長を短くし、並列の代わりにキー信号線に垂直にする。


(4)同一層内の平行配線がほぼ避けられない場合、隣接する2層で配線の方向を直交させる必要がある。

(5)デジタル回路では、通常のクロック信号は、高速なエッジ変化を伴う信号であり、外部のクロストークが大きい。したがって、設計において、クロック線は接地線によって囲まれていなければならない。そして、より多くの接地ワイヤ・ホールは分配容量を減らすために用いるべきである。そして、それによって、漏話を減らす

(6)高周波信号クロックについては、低電圧差動クロック信号を使用してグランドモードをラップし、グランドパンチングの整合性に着目する。

(7)未使用の入力端子をサスペンドしてはならないが、これを接地したり、電源に接続する(電源も接地されている)。この方法を用いてクロストークを除去することにより、即時の結果をもたらすことがある。


5. Separate the ground wire of the high-frequency digital signal from the ground wire of the analog signal
When the analog ground wire, デジタルグラウンドワイヤー, etc. パブリックグランドワイヤーに接続されています, 高周波チョーク磁気ビーズを使用して、単一点相互接続のための適切な場所を接続または直接分離して選択する. 高周波デジタル信号の接地線の接地電位は、一般的に矛盾している. その二つの間にはしばしばある電圧差がある. Moreover, 高周波デジタル信号の接地線は、高周波信号の非常に豊富な高調波成分を含むことが多い. デジタル信号接地線とアナログ信号接地線が直接接続されるとき, 高周波信号の高調波は、接地線結合を介してアナログ信号と干渉する. したがって, 平常に, アナログ信号の高周波デジタル信号と接地線の接地線は隔離される, そして、適切な位置で単一点相互接続方法を使用することができる, あるいは、高周波チョーク磁気ビーズ相互接続の方法を使用することができる.


6. Add high-frequency decoupling capacitor to the power supply pin of the integrated circuit block
A high-frequency decoupling capacitor is added to the power supply pin of each integrated circuit block nearby. 電源ピンの高周波デカップリングコンデンサを増加させることによって、電源ピン14上の高周波高調波の干渉を効果的に抑制することができる.

7. Avoid loops formed by wiring
All kinds of high-frequency signal traces should not form a loop as much as possible. それが避けられないならば, ループ面積はできるだけ小さくなければならない.


8. Good signal impedance matching must be guaranteed
In the process of signal transmission, インピーダンスが合わないとき, 信号は、伝送路12に反映される, そして、反射は合成されたシグナルにオーバーシュートを形成させます, 信号が論理しきい値の近くで変動する原因となる.


反射を除去する基本的な方法は、送信信号のインピーダンスによく一致することである. 負荷インピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスとの差が大きいので, 反射が大きい, したがって、信号伝送線路の特性インピーダンスは、できるだけ負荷インピーダンスに等しくされるべきである. 同時に, PCB上の伝送線が突然の変化または角を持つことができないことに注意してください, そして、伝送線路の各点のインピーダンスを連続的に保つようにしてください, そうでなければ、送電線の様々なセクション間に反射が生じる. これは 高速PCB wiring, 以下の配線規則を観察しなければならない。


LVDS配線規則

LVDS信号差動ルーティング、線幅7 mil、線間隔6 milを必要とする。目的は、100 %-15 %オームへのHDMIの差動信号インピーダンスを制御することである

( 2 ) USB配線ルール

USB信号差動ルーティング、線幅10 mil、線間隔6 mil、接地線および信号線間隔6 milを必要とする

( 3 ) HDMI配線規則

HDMI信号差動ルーティングは必要であり、ライン幅は10 milであり、ライン間隔は6 milであり、それぞれの2組のHDMI差動信号対間の間隔は20ミルを超えている

(4)DDR配線規則

DDR 1トレースは、できるだけ多くのホールを通過しない信号を必要とします、信号線は等しい幅の、そして、線は等しく間隔をあけられます。トレースは信号間のクロストークを低減するために2 w原理を満たす必要がある。以上のDDR 2の高速デバイスには、高周波データも必要となる。信号は、信号のインピーダンス整合を確保するために長さが等しい。