1. 일반 진료
PCB 설계에서 고주파 회로 기판 설계를 보다 합리적으로 만들고, 더 나은 간섭 방지 성능을 얻기 위해서는 다음 측면에서 고려해야 합니다.
(1) 합리적인 층 선택 PCB 설계에서 고주파 회로 기판을 라우팅할 때 중앙의 내부 평면을 전원 및 접지 층으로 사용하여 차폐 역할을 할 수 있으며 기생 인덕턴스를 효과적으로 줄이고 신호 라인의 길이를 줄이고 신호 간의 교차 간섭을 줄일 수 있습니다.
(2) 라우팅 모드 라우팅 모드는 45° 각도 회전 또는 아크 회전에 따라야 하며, 이는 고주파 신호 방출 및 상호 결합을 줄일 수 있습니다.
(3) 케이블 길이 케이블 길이는 짧을수록 좋으며, 두 전선 사이의 평행 거리는 짧을수록 좋습니다.
(4) 관통구멍의 개수 관통구멍의 개수는 적을수록 좋다.
(5) 층간 배선 방향 층간 배선의 방향은 수직, 즉 윗층은 수평, 아랫층은 수직이 되어야 신호간의 간섭을 줄일 수 있다.
(6) 구리 코팅 접지력을 증가시킨 구리 코팅은 신호간 간섭을 줄일 수 있습니다.
(7) 중요한 신호선 처리를 포함시키면 신호의 간섭 방지 능력을 크게 향상시킬 수 있으며, 물론 간섭원 처리를 포함시켜 다른 신호를 방해하지 않도록 할 수도 있습니다.
(8) 신호 케이블은 루프 형태로 신호를 전송하지 않습니다. 데이지 체인 방식으로 신호를 전송하십시오.
2. 배선 우선순위
주요 신호선 우선순위 : 아날로그 소신호, 고속신호, 클록신호 및 동기화 신호 등 주요 신호 우선 배선
밀도 우선 원칙: 보드에서 가장 복잡한 연결부부터 배선을 시작하세요. 보드에서 배선이 가장 조밀하게 연결된 부분부터 배선을 시작하세요.
주의 사항:
A. 클록 신호, 고주파 신호, 민감 신호 등 주요 신호에 대해 특수 배선층을 제공하고 루프 면적을 최소화하십시오. 필요한 경우 수동 우선 배선, 차폐 및 안전 간격 증가를 적용해야 합니다. 신호 품질을 확보하십시오.
b. 전원층과 접지 사이의 EMC 환경이 좋지 않으므로 간섭에 민감한 신호는 피해야 합니다.
c. 임피던스 제어가 필요한 네트워크는 회선 길이 및 회선 폭 요구 사항에 따라 최대한 멀리 배선해야 합니다.
3, 시계 배선
클럭 라인은 EMC에 가장 큰 영향을 미치는 요소 중 하나입니다. 클럭 라인에 구멍을 적게 만들고, 다른 신호 라인과 최대한 접촉하지 않도록 하며, 일반 신호 라인과도 거리를 두어 신호 라인과의 간섭을 방지해야 합니다. 또한, 보드의 전원 공급 장치도 전원 공급 장치와 클럭 간의 간섭을 방지하기 위해 피해야 합니다.
보드에 특수 클럭 칩이 있는 경우, 회로선 아래에 위치할 수 없으므로 구리선 아래에 배치해야 합니다. 필요한 경우, 해당 회로선에 특수 칩을 배치할 수도 있습니다. 많은 칩 기준 수정 발진기의 경우, 이러한 수정 발진기는 회로선 아래에 위치하지 않고 구리선 절연을 위해 배치해야 합니다.
4. 직각선
직각 케이블은 일반적으로 PCB 배선의 이러한 문제를 피하기 위해 필요하며, 배선 품질 측정 기준 중 하나로 자리 잡았습니다. 그렇다면 직각 케이블은 신호 전송에 얼마나 영향을 미칠까요? 원칙적으로 직각 배선은 전송선의 선폭을 변화시켜 임피던스 불연속성을 초래합니다. 실제로 직각 배선, 톤각 배선, 예각 배선 모두 임피던스 변화를 유발할 수 있습니다.
직각 라우팅이 신호에 미치는 영향은 주로 세 가지 측면에서 나타납니다.
첫째, 모서리는 전송선의 용량성 부하와 동일해 상승 시간을 늦출 수 있습니다.
둘째, 임피던스 불연속성은 신호 반사를 유발합니다.
셋째, 오른쪽 각도 팁에서 발생하는 EMI입니다.
5. 예각
(1) 고주파 전류의 경우 도선의 회전점이 직각 또는 예각일 때 모서리 근처에서는 자속밀도와 전계강도가 비교적 높아 강한 전자파를 방사하게 되며 이때의 인덕턴스는 비교적 크게 되어 인덕턴스는 둔각이나 원형각보다 크게 된다.
(2) 디지털 회로의 버스 배선의 경우, 배선 모서리는 둔각 또는 원형으로 되어 있어 배선 면적이 상대적으로 작습니다. 동일한 선 간격 조건에서 전체 선 간격은 직각 선보다 0.3배 더 작은 폭을 차지합니다.
6. 차등 라우팅
차동 배선 및 임피던스 매칭 참조
차동 신호는 고속 회로 설계에서 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 회로에서 가장 중요한 신호는 항상 차동 구조를 사용하기 때문입니다. 정의: 쉽게 설명하자면, 드라이버가 두 개의 동일한 반전 신호를 보내고, 수신기는 두 전압의 차이를 비교하여 논리 상태가 "0"인지 "1"인지 판단하는 것을 의미합니다. 차동 신호를 전달하는 쌍을 차동 라우팅이라고 합니다.
일반적인 싱글엔드 신호 라우팅과 비교했을 때, 차동 신호 라우팅은 다음 세 가지 측면에서 가장 확실한 장점을 가지고 있습니다.
a. 강력한 간섭 방지 능력은 두 차동선 사이의 결합이 매우 좋기 때문에 외부에서 노이즈 간섭이 발생할 경우 두 선로에 거의 동시에 결합되어 수신기는 두 신호의 차이에만 신경을 쓰므로 외부에서 발생하는 공통 모드 노이즈를 완전히 제거할 수 있습니다.
b. EMI를 효과적으로 억제할 수 있습니다. 마찬가지로, 두 신호의 극성이 반대이기 때문에 두 신호에서 방출되는 전자기장은 서로 상쇄될 수 있습니다. 결합이 가까울수록 외부로 방출되는 전자기 에너지가 줄어듭니다.
c. 정밀한 타이밍 포지셔닝. 차동 신호의 스위칭 변화는 두 신호의 교차점에 위치하기 때문에, 높고 낮은 문턱 전압에 의존하는 일반적인 싱글엔드 신호와 달리 기술 및 온도의 영향이 적어 타이밍 오류를 줄일 수 있으며, 저진폭 신호를 사용하는 회로에 더 적합합니다. 현재 널리 사용되는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)는 이러한 소진폭 차동 신호 기술을 지칭합니다.
PCB 엔지니어에게 가장 중요한 것은 차동 배선의 장점을 실제 배선에서 최대한 활용하는 것입니다. 레이아웃 담당자와의 접촉을 통해 차동 배선의 일반적인 요구 사항, 즉 "동일한 길이, 동일한 거리"를 이해할 수 있을 것입니다.
동일한 길이는 두 차동 신호가 항상 반대 극성을 유지하고 공통 모드 성분을 줄이기 위한 것입니다. 등거리(equidistance)는 주로 차동 임피던스의 일관성을 유지하고 반사를 줄이기 위한 것입니다. 차동 배선에서는 "최대한 가깝게" 연결하는 것이 필수 조건입니다.
7. 스네이크 라인
사문석 회선은 레이아웃에서 자주 사용되는 레이아웃의 한 종류입니다. 주요 목적은 지연 시간을 조정하고 시스템 타이밍 설계 요건을 충족하는 것입니다. 설계자는 뱀 모양의 회선이 신호 품질을 저하시키고 전송 지연을 변화시킬 수 있으므로 배선 시 피해야 한다는 점을 먼저 인지해야 합니다. 그러나 실제 설계에서는 신호의 충분한 유지 시간을 확보하거나 동일한 신호 그룹 간의 시간 차이를 줄이기 위해 의도적으로 감아야 하는 경우가 많습니다.
주의 사항:
일반적으로 평행한 선으로 이루어진 차동 신호선 쌍은 구멍을 최대한 적게 통과하도록 펀칭해야 하며, 임피던스 매칭을 달성하기 위해 두 선이 함께 있어야 합니다.
동일한 속성을 가진 버스 그룹은 길이가 같도록 최대한 나란히 배치해야 합니다. 패치 패드에서 연결되는 구멍은 패드에서 최대한 멀리 떨어져 있어야 합니다.
게시 시간: 2023년 7월 5일
