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PCB Layout

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PCB Layout- 3 special layout skills

3가지 측면에서 PCB 레이아웃의 라우팅을 설명

The following is to describe the routing of PCB LAYOUT from 3 aspects: right-angle layout, differential layout and serpentine layout: 


Layout

 
I신호에 대한 직각 라우팅의 영향은 주로 세 가지 측면에서 반영됩니다: 

첫째, 코너가 전송 패턴에 대한 용량성 부하와 동일할 수 있으며, 이는 상승 시간을 늦춥니다;

둘째, 임피던스 불연속성은 신호의 반사를 일으키고; 

세 번째는 직각 팁에서 발생하는 EMI입니다. 10GHz 이상의 RF 설계 분야에는 이러한 작은 직각이 고속 문제의 핵심 개체가 될 수 있습니다.  


II.차분 레이아웃 ("동일 길이, 동일 거리, 참조 그래픽")  

 차등 신호 (Differential Signal) 란? 일반적으로 드라이버는 2개의 등가 및 반상 신호를 보내고 수신기는 두 전압의 차이를 비교하여"0"또는"1"의 논리적 상태를 판단합니다. 차분 신호를 전달하는 한 쌍의 경로를 차분 경로 (differential path) 라고 한다. 일반적인 단종 신호 라우팅과 비교하여 차동 신호의 가장 분명한 장점은 다음 3가지 측면에서 반영됩니다:  

1.  강한 간섭 방지 능력, 두 차동선 간의 결합이 매우 좋기 때문에 외부 노이즈 간섭이 존재할 때는 거의 동시에 두 선에 결합되며 수신부는 두 신호의 차이에만 신경쓰기 때문에 외부 공통 모드 노이즈는 완전히 취소될 수 있습니다.  

2.  EMI를 효과적으로 억제 할 수 있습니다. 같은 방식으로 두 신호의 극성이 반대이기 때문에 두 신호에 의해 방사되는 전자기장은 서로 상쇄될 수 있다.  

3.  정확한 타이밍 배치. 차동신호의 스위치 변화는 두 신호가 교차하는 지점에 위치하기 때문에, 일반 단선신호와는 달리 높고 낮은 문턱전압에 의존하여 판단하기 때문에 공정과 온도의 영향을 적게 받아 타이밍의 오차를 줄일 수 있으며, 그리고 낮은 진폭 신호를 가진 회로에 더 적합합니다. 현재 인기 있는 LVDS (Low Voltage Differential Signaling)는이 작은 진폭 차동 신호 기술을 말한다. 


III.곡선 배치 (지연 시간 조정)  

 

Serpentine pattern은 레이아웃에서 자주 사용되는 라우팅 방법의 일종입니다. 그것의 주요 목적은 시스템의 타이밍 설계 요구 사항을 충족하기 위해, 지연을 조정하는 것이다. 가장 중요한 두 가지 파라미터는 병렬 결합 길이 (Lp)와 결합 거리 (S)입니다 분명히, 신호가 구불구불 경로에서 전송될 때, 병렬 선분 간의 결합은 차동 모드의 형태로 발생할 것입니다. S 가 작을수록 Lp 가 크고, 결합도가 클수록 Lp 가 크다. 이로 인해 전송 지연이 감소하고 혼선으로 인한 신호 품질이 크게 저하될 수 있으며, 그 메커니즘은 common mode와 differential mode 혼선의 분석을 참고할 수 있다. 다음은 구불구불한 패턴을 다룰 때 레이아웃 엔지니어를 위한 몇 가지 팁입니다:  

1.  적어도 3H보다 큰 평행 패턴 세그먼트 (S)의 거리를 늘리도록 하십시오. H는 신호 라우팅에서 참조 그래픽까지의 거리를 나타냅니다. 일반적으로 큰 굽이를 도는 것을 의미하므로 S만 충분히 크면 결합 효과를 거의 완전히 피할 수 있다.  

2.  결합 길이 Lp를 줄이고, 2배 Lp 지연이 신호 상승 시간에 접근하거나 초과하면 생성된 크로스토크는 포화상태에 이르게 됩니다.  

3.  스트립 패턴이나 임베디드 마이크로 스트립에 의한 신호 전송 지연은 마이크로 스트립에 의한 신호 전송 지연보다 적습니다. 이론적으로 리본 선은 차동 모드 혼선으로 인해 전송 속도에 영향을 주지 않습니다.  

4, 신호 패턴의 빠른 속도와 엄격한 타이밍 요구 사항은 뱀 패턴, 특히 구불구불 한 패턴의 작은 범위에서하지 않도록 노력하십시오.  

5, 종종 뱀 라우팅의 어떤 각도든지 사용할 수 있으며, 효과적으로 서로간의 커플링을 줄일 수 있습니다.  

6.  고속 PCB 설계에서 serpentine은 소위 필터링이나 안티 재밍 기능이 없어 신호 품질을 낮출 수 있기 때문에 타이밍 매칭에만 사용되고 다른 목적은 없습니다.  

7.  나선형 감기는 때때로 고려될 수 있다. 시뮬레이션 결과 일반 뱀꼬불이보다 효과가 더 좋다고 한다.