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PCB基板設計と信号完全性の解析
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PCB基板設計と信号完全性の解析

2022-09-07
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Author:iPCB

1. Signal integrity analysis
Factors related to SI: reflections, クロストーク, 放射線. 反射は、伝送経路上のインピーダンス不整合に起因するクロストークは、線間隔によって引き起こされます放射線は高速装置そのものに関係している PCBボード デザイン.


Transmission line judgment
Using the previous formula for judging high-speed signals, 信号速度と伝送路長は、高速と低速の区別のために考慮する必要がある.

A 9 B 2 F 9 F 229773105588

Judgment steps:
1) Obtain the effective frequency Fknee of the signal and the trace length L;
2) Use Fknee to calculate the effective wavelength λknee of the signal, それで, 膝の膝/Fknee;
3) Judging the relationship between L and 1/6×膝膝, if L>1/6×膝膝, 信号は高速信号である, それ以外の場合は低速信号ですここで、膝の膝/フェニーここで、Cは光の速度よりわずかに低い速度である, Fknee = 0.5/Tr (10%~90%), また、100 m周波数の信号のための既製のボードが存在しない場合に留意すべきである, 実効周波数fkneeは推定可能である, and Fknee is about 7 times the Fclock (signal period) ). If L>1/6×膝膝, 送電線とする, そして、伝送ラインは伝送プロセスの間、インピーダンス不整合によって、生じることができるシグナルの反射を考慮しなければならない. Reflection formula: signal reflection ρ=(Z2-Z1)/(Z2+Z1); where Z2 is the line impedance after the reflection point; Z1 is the line impedance before the reflection; the possible 値 of ρ is ±1, 0, それが0のとき, 完全に吸収, そして、それが対価であるとき, 反映. 信号の反射は、原点のインピーダンスの不整合に起因する, 伝送路, 終了. 反射法の縮小:信号の反射をできるだけ少なくするために, Z 2とZ 1はできるだけ近い必要があります. インピーダンス整合のためのいくつかの方法がある, 受信端における並列マッチング, 受信端における電圧分割整合, 受信端における抵抗と容量の並列整合, 受信端におけるダイオードの並列マッチング.
4) Receiver voltage divider matching
5) Parallel matching of resistance and capacitance at the receiving end
Advantages: less power consumption;
Disadvantage: There is a mismatch between the high and low levels of the receiving end. コンデンサの存在のために, 信号のエッジ変化は遅くなります.


2. Signal circuit
The signal loop mainly includes two paths, 一つは駆動経路であり、他方はループ経路である. 送信端で測定された信号レベル, 伝送経路および受信端は、本質的に駆動経路およびリターン経路上の対応するポジションのシグナルの電圧である. value, 両方のパスは非常に重要です. 完全なリターンパスを提供する, the following points need to be noted:
1) When the signal layer is changed, リファレンス層を変更しない. 信号が信号層1から信号層2に変化する場合, リファレンス層は、底層1である. この場合は, 返り値のパスを変更する必要はありません, それで, 信号変化層はその戻り経路に影響を与えない.
2) When the signal changes layers, リファレンス層のネットワークプロパティは変更されません. それで, 信号1の冒頭の基準層は、電力層1である/グラウンドレイヤー1. 層変更後, 信号1の参照層はパワー層2である/下地層2. リファレンス層のネットワーク特性は変わらない, すべてがGNDまたは電源特性です. 戻りパスは、近くのGNDまたはパワービアを使用してルーティングすることができます. ヒア, 高速の場合, ビアの容量性および誘導性リアクタンスは無視できない. この場合は, ビアは、ビア自身に起因するインピーダンス変化の影響を低減するために最小化されるべきである, そして、シグナルリターン経路に影響を減らす.
3) When the signal layer is changed, 参照レイヤーと同じ属性を有するバイアホールは、信号ビアの近くに加えられる.
4) If the network properties of the two reference layers are different before and after the layer change, つの基準層は、層の間のインピーダンスを減少させるために互いに近接している必要があり、そして、リターン経路上の電圧降下.
5) When the signals of changing layers are dense, ある距離は、近くの地面または電力ビアの間で維持されるべきです. 変化する多数の信号があるとき, 地面や電源へのより多くのビアを作る必要がある.


3. Crosstalk
The solution to crosstalk is that high-speed signals PCBボード, クロック信号, 他のデータ信号, etc., 間隔は3 W原理を満足する.