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高速PCBボード設計に関連する重要な知識共有
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高速PCBボード設計に関連する重要な知識共有

2022-09-07
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Author:iPCB

高速研究において PCBボード デザイン, 理解され、習得される必要がある多くの知識ポイントがあります, 共通信号完全性など, 反射, クロストーク, 電源ノイズ, フィルタリング, etc. この記事は高速に関連する10の重要な知識を共有する PCBボード あなたとデザイン, あなたの研究のお手伝いをしたい.


1. Signal integrity
Signal integrity refers to the quality of the signal on the transmission path. 伝送路は通常の金属線であり得る, 光学装置, その他のメディア.
短い距離で, 低ビットレート状況, 単純導体は、信号を忠実に送信することができる. 一方で, 長距離なら, 高ビットレート信号はいくつかの異なる導体を通過する, 様々な効果が信号の信頼性を低下させる, システムやデバイスが正しく動作しないように. 集積回路の出力スイッチング速度の増加とPCB密度の増加, 信号の完全性は高速ディジタルの設計において重要である問題の一つとなっている PCBボードs. コンポーネントのパラメータなどの要因 PCBボードs, コンポーネントのレイアウト PCBボード, そして、高速信号の配線は、信号完全性問題を引き起こすことがありえます, 不安定なシステム操作の結果, またはまったく仕事も. 主にリンギングを考慮した信号完全性問題, クロストーク, グラウンドバウンス, スキュー, 信号損失, 電源のノイズ.

PCBボード

2. Reflection
A reflection is an echo on the transmission line. A portion of the signal power (voltage and current) is transmitted to the line and reaches the load, でも部分は反射. ソースおよび負荷が同じインピーダンスを有する場合, 反射は起こらない. ソースと負荷との間のインピーダンス不整合がライン上の反射を引き起こす, そして、負荷は電圧の一部をもとに戻す. 負荷インピーダンスがソースインピーダンスより小さい場合, 反射電圧は負である, そして、負荷インピーダンスがソースインピーダンスより大きい場合, 反射電圧は正. 痕跡幾何学の変化, 不正なワイヤ終端, コネクタの透過, そして、パワープレーンの不連続は、すべてこのような反射を引き起こすことができます.

3. Crosstalk
Crosstalk is the coupling between two signal lines, そして、信号線間の相互インダクタンスおよび相互キャパシタンスは、線上のノイズを引き起こす. 容量結合は結合電流を誘導する, 誘導結合は結合電圧を誘導する. パラメータ PCBボード, 信号線間隔, 駆動端と受信端の電気的特性, そして、線終端方法は、漏話に確かな影響を有する.

4. Characteristic impedance
Let’s clarify a few concepts first. インピーダンスをよく見る, 特性インピーダンス, 瞬時インピーダンス. 厳密に言えば, 彼らは違う, しかし、彼らはまだ同じです. 彼らはまだインピーダンスの基本的な定義です:送電線の冒頭の入力. インピーダンスはショート用インピーダンスと呼ばれる信号がいつでも遭遇する瞬間的なインピーダンスは瞬時インピーダンスと呼ばれる伝送線路が一定の瞬時インピーダンスを有する場合, 伝送線路の特性インピーダンスと呼ばれる. 特性インピーダンスは、伝送線路に沿って伝搬する信号が経験する過渡インピーダンスを記述する, 伝送線路回路における信号完全性に影響する主要因子. 別途, 特性インピーダンスは一般に伝送線路インピーダンスと呼ばれる.
PS :高速用 PCBボード デザイン, 我々の目標は、送信プロセス中に可能な限り安定したインピーダンスを保つことです, そしてこれは伝送線路の特性インピーダンスを安定させなければならない.

5. Power Integrity
Power integrity (PI) for short is to confirm whether the voltage and current of the power supply and the destination meet the requirements. 今日の電子製品では、パワーインテグリティは非常に重要です. 電力レベルのいくつかのレベルがあります, チップパッケージレベル, ボードレベル, とシステムレベル. その中で, the power integrity at the board level must meet the following three requirements: make the voltage ripple of the chip pins smaller than the specification (for example, 電圧と1 Vの間の誤差は+/-50 mV), and control the ground bounce (Also known as Synchronous Switching Noise SSN, Synchronous Switching Output SSO) Reduces Electromagnetic Interference (EMI) and maintains Electromagnetic Compatibility (EMC): Power Distribution Networks (PDNs) are conductors on a circuit board and are therefore prone to transmit and receive noise 's antenna.

6. 電源ノイズ
Power supply noise is a kind of electromagnetic interference, そして、その伝導ノイズの周波数スペクトルは、およそ, と150 MHzに達することができます. Power supply noise, 特に過渡雑音干渉, 高速上昇速度, 短い期間, 高電圧振幅と強いランダム, これは、マイクロコンピュータやデジタル回路に深刻な干渉を引き起こすのは簡単です. 高周波回路, 電源のノイズは、高周波信号に特に重要な影響を及ぼす. したがって, ファースト, 電源は低雑音であることが要求される. ヒア, クリーングラウンドはクリーンパワーと同じくらい重要.

7. Filtering
Wave filtering is the operation of filtering out specific band frequencies in the signal, そして、干渉を抑制して、妨げる重要な処置です. フィルタリングは、古典的なフィルタリングと近代的なフィルタリングに分かれています.

8. Parallel bus
A bus is a shared physical path for two or more devices to communicate, 信号線の集まり, 複数のコンポーネント間の共通の接続, とコンポーネント間の情報の送信に使用されます. 異なる作業モードによると, バスは2つのタイプに分けられる, もう一つはシリアルバスです. パラレルバス:複数のデータを同時に送信できる, 複数の車が並んで運転できるようにする広い道のように, そして、それはまた、双方向.

9. Serial bus
Only one piece of data can be transmitted at the same time, 1台の車しか旅行できない狭い道のように. データは1つずつ送信しなければならない, これは長いデータ列のように見えます, それで、それは「シリアル」と呼ばれます.

10. Topology
It refers to the form in which each site in the network is connected to each other, とのトポロジー PCBボード デザインはチップ間の接続関係を指す. 一般に使われるトポロジー PCBボード ポイントツーポイント, デイジーチェーン, リモートクラスタ, スター, etc.