集積回路の出力スイッチング速度の高速化とPCB基板の高密度化に伴い、シグナルインテグリティ(SI)は高速PCB設計で懸念しなければならない問題の一つとなっている。custom pcb printing 部品とPCB基板のパラメータ、PCB基板上の部品のレイアウト、高速信号の配線はすべて、高速シグナルインテグリティ問題を引き起こす要因であり、その結果、システムの動作が不安定になったり、完全に動作しなくなったりすることさえあります。
時代の急速な発展により、より多くの製品やシステムは、より厳しい性能要件とデータ処理量の増加に直面する必要があり、高速PCB設計は徐々にPCBエンジニアが高度なスキルを習得する必要があります。
良好な高速シグナルインテグリティとは、信号が必要なときに正しいタイミングと電圧レベルの値で応答できることを意味します。prototype PCB fabrication 逆に、信号が正しく応答しない場合、シグナル・インテグリティの問題が発生します。
高速シグナルインテグリティの問題は、信号の歪み、タイミングエラー、不正なデータ、アドレス、コントロールライン、システムの誤動作、あるいはシステムクラッシュを引き起こしたり、直接もたらしたりする可能性があります。
PCB高速シグナルインテグリティ問題は主に信号反射、クロストーク、信号遅延、タイミングエラーを含みます。
1、PCB高速シグナルインテグリティ問題-反射
高速PCB上の伝送線路の特性インピーダンスと信号源のインピーダンスまたは負荷インピーダンスが不一致の場合、信号が反射されるため、信号波形がオーバーシュート、アンダーシュート、および結果としてリンギング現象が表示されます。
オーバーシュートとは、信号のジャンプの最初のピーク(または谷)のことで、電源レベルを上回る、または基準グランドレベルを下回る追加電圧の影響です。
アンダーシュートは、信号ジャンプの次の谷(またはピーク)です。 過度のオーバーシュート電圧は、多くの場合、長期的な影響は、デバイスへの損傷を引き起こす、ダウンシュートは、このようにシステムのタイミングに影響を与え、必要な時間の信号の安定化に追加されたリンギング、ノイズ耐性を低減します。
2、PCB高速シグナルインテグリティの問題 - クロストーク
PCBでは、クロストークは、信号が隣接する伝送線路に相互容量と相互誘導結合を介して電磁エネルギーに起因する伝送線路上を伝播するときに、望ましくないノイズ干渉を生成することを指し、それは同じ領域内の異なる構造によって引き起こされる電磁界の相互作用によって引き起こされる。PCB board 相互キャパシタンスは容量性クロストークと呼ばれる結合電流を誘発する。 また、相互インダクタンスは誘導性クロストークと呼ばれる結合電圧を誘発します。 PCBでは、アライメントの長さ、信号線の間隔、およびグランドプレーンの状態への参照などのクロストーク。
3、PCB高速シグナルインテグリティの問題 - 信号遅延とタイミングエラー
限られた速度でPCBワイヤー上の信号伝送は、信号が伝送遅延がある間に、ドライバからレシーバに送信されます。 過剰な信号遅延や信号遅延の不一致は、タイミングエラーやロジックデバイスの機能混乱につながります。
高速シグナルインテグリティを保証するPCB設計方法
より良いシグナルインテグリティを確保するためのPCB設計プロセスでは、以下の側面から検討することができます。
1、回路設計の考慮事項。 同期スイッチング出力の数の制御を含む、各ユニットの最大エッジレート(dI / dtとdV / dt)を制御するように、最小かつ許容可能なエッジレートを取得します。 クロック・ドライバなどの高出力機能ブロックには差動信号を選択する。 伝送線路上の受動部品(抵抗、コンデンサなど)を終端し、伝送線路と負荷のインピーダンス整合をとる。
2、並列配線の整列長は最小限にする。
3、部品の配置は、I / Oインターコネクトインターフェースや他の領域の干渉やカップリングの影響を受けやすいから離れている必要があり、間隔の間に部品の配置を減らすようにしてください。
4、信号アライメントから基準面間隔までの距離を短くする。
5、アライメントインピーダンスと信号駆動レベルを下げる。
6、端子整合。 新しい端子整合回路または整合部品を追加することができます。
7、並列アライメント配線を避けるため、アライメント間に十分な間隔を設け、誘導結合を減らす。
高速シグナルインテグリティは、高速PCB設計の重要な概念は、高速PCBが良好な高速シグナルインテグリティを持っていることを確認するために、無視することはできません、PCBエンジニアは、製品の性能を向上させるように、合理的なレイアウト、配線に影響を与える様々な要因を統合する必要があります。

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