高速回路基板設計手法のエキスパート ソリューション パート 3

高速回路基板設計手法のエキスパート ソリューション パート 3

20. 高速デジタル PCB の場合、PCB とハウジングの間の接地点を適切に選択する原則は何ですか? さらに、PCB レイアウト エンジニアは通常、デザイン ガイド/レイアウト ガイドラインに従います。 GUIDE を策定するのはハードウェア/システム エンジニアなのか、それとも上級 PCB エンジニアなのかを知りたいのですが? 取締役会レベルのシステムのパフォーマンスに対して主に責任を負うべき人物。 ありがとう！

専門家の回答:

エンクロージャで接地点を選択する原則は、シャーシ グランドを使用してリターン電流に対して低インピーダンスのパスを提供し、リターン電流のパスを制御することです。 たとえば、固定ネジを使用して電流ループ全体の面積を最小限に抑え、電磁放射を減らすことにより、高周波デバイスまたはクロックジェネレータの近くでPCBフロアをシャーシグランドに接続することが通常可能です。

ガイドライン作成の責任者は誰ですか？ 各会社は、さまざまな状況により異なる取り決めを行う場合があります。 ガイドラインの策定は、システム全体、チップおよび回路の動作原理を十分に理解して、電気的仕様に準拠し、実現できるガイドラインを策定する必要があります。 したがって、個人的には、ハードウェア システム エンジニアの方がこの役割に適しているように思えます。 もちろん、シニアPCBエンジニアは実際の実装の経験を提供できるため、ガイドラインをより適切に実装できます。

21. 基板 DEBUG は、それらの側面から開始する必要があります。 ボードを設計・製作する際、DEBUG はどのようなところから始めるべきか。

専門家の回答:

デジタル回路に関する限り、最初に 3 つのことを順番に決定します。

1. すべての電力値が設計要件を満たしていることを確認します。 複数の電源装置を備えた一部のシステムでは、電源装置の順序と速度に関する仕様が必要になる場合があります。

2. すべてのクロック信号周波数が正常に機能し、信号エッジに単調でない問題がないことを確認します。

3. リセット信号が仕様要件を満たしているかどうかを確認します。

これらがすべて正常であれば、チップは最初のサイクル信号を送信する必要があります。 次に、システムの動作原理とバス プロトコルに従ってデバッグします。

22. 一般的に使用されている電子 PCB 設計ソフトウェアは、回路の干渉防止の要件をどのように満たすことができますか? 現在使用している PCB 設計ソフトウェアは何ですか? PROTEL99 を使用して要件を満たす PCB を合理的に設計する方法 たとえば、高周波回路の要件を満たす方法、および回路が干渉防止の要件を満たしていると見なす方法は? ありがとう！！

専門家の回答:

Protel を使用した経験はありません。 以下に、設計原則について説明します。

高周波デジタル回路は、主に伝送線路の信号品質とタイミングへの影響を考慮しています。 たとえば、特性インピーダンスの連続性と整合、終端モードの選択、トポロジー モードの選択、配線の長さと間隔、クロック (またはストローブ) 信号のスキューの制御などです。

デバイスが固定されている場合、一般的な干渉防止方法は、間隔を広げるか、グランド ガード トレースを追加することです。

23. 配線密度はご相談ください 基板サイズが固定の場合、より多くの機能を搭載した設計を行う場合、基板の配線密度を上げなければならない場合が多くありますが、そうすると基板の相互干渉が大きくなる可能性があります。 同時に、配線が細すぎるとインピーダンスを下げることができません。 高速 (>100MHz) 高密度 PCB 設計のスキルを紹介してください。

専門家の回答:

高速で高密度の PCB を設計する場合、クロストークはタイミングとシグナル インテグリティに大きな影響を与えるため、特に注意を払う必要があります。 次の点に注意してください。

1. 配線の連続性と特性インピーダンスの整合を管理します。

2.配線間隔の大きさ。 通常、間隔は線幅の 2 倍です。 シミュレーションを通じて、ルーティング距離がタイミングとシグナル インテグリティに与える影響を知ることができ、最小許容距離を見つけることができます。 チップ信号が異なれば、結果も異なる場合があります。

3. 適切な終了方法を選択します。

4. この種のクロストークは、同じ層の隣接配線よりも大きいため、上下の隣接層の同じ配線方向、または上下の層のオーバーラップを回避します。

5. ブラインド/ベリード ビアを使用して、配線面積を増やします。 ただし、PCB の製造コストは増加します。

実際の実装で完全な並列処理と等長を達成することは非常に困難ですが、そうするために最善を尽くす必要があります。 さらに、タイミングとシグナル インテグリティへの影響を軽減するために、差動終端とコモン モード終端を予約することができます。

24. lvds 信号の配線 lvds の低電圧差動信号は、原則として等長・平行に配線しますが、実際には実現が困難です。 いくつかの経験を提供できますか？ 製品の試用版はありますか?

専門家の回答:

差動信号配線の等長化・平行化が必要な理由は以下の通りです。

1. 並列処理の目的は、差動インピーダンスの完全性を確保することです。 並列間隔が異なる場合、差動インピーダンスは不連続になります。

2. 等長の目的は、タイミングの正確さと対称性を確保することです。 差動信号のタイミングは、これら 2 つの信号の交点 (または相対的な電圧差) に関連するため、長さが等しくないと、交点が信号振幅の中央に現れず、信号振幅の非対称性も生じます。 2 つの隣接する時間間隔であり、時系列制御の難しさが増します。

3. 長さが等しくないと、コモンモード信号の構成も増加し、信号の完全性に影響を与えます。

25. 電源フィルターに注意 すみません、アナログ電源のフィルターは通常LC回路を使っています。 ただし、LC フィルタリングは RC フィルタリングよりも悪い場合があることがわかりました。 なぜ？ フィルタリング時にインダクタンスとキャパシタンスの値を選択する方法は何ですか?

専門家の回答:

LC と RC のフィルタリング効果を比較するには、フィルタリングする周波数帯域とインダクタンス値が適切に選択されているかどうかを考慮する必要があります。 インダクタンスはインダクタンス値と周波数に関連しているためです。 電源のノイズ周波数が低く、インダクタンス値が十分に大きくない場合、フィルタリング効果はRCほど良くない場合があります。 ただし、RC フィルタリングを使用するコストは、抵抗自体がエネルギーを消費することと、効率が悪いことです。 さらに、選択した抵抗器が耐えられる電力にも注意を払う必要があります。

インダクタンス値の選択は、フィルタリングするノイズ周波数だけでなく、瞬時電流の反応能力も考慮する必要があります。 LC出力端子が瞬間的に大電流を出力する機会がある場合、インダクタンス値が大きすぎてインダクタに流れる大電流の速度が妨げられ、リップルノイズが増加します。

容量値は、許容できるリップル ノイズの仕様値に関連しています。 リップル ノイズ値を小さくする必要があるほど、容量値は大きくなります。 コンデンサの ESR/ESL も影響します。

また、スイッチング制御電源の出力端に LC を配置する場合は、LC が発生するポール/ゼロが負帰還制御回路の安定性に与える影響に注意してください。

26. EDA 設計ソフトウェアの評価 最近、イスラエルの企業である Valor が中国で PCB レイアウト ソリューションを宣伝しようとしていると聞きました。 その製品はどうですか？

専門家の回答:

申し訳ありませんが、この機会に他の競合他社の製品についてコメントするのは適切ではありません. EDA ソフトウェア製品の適合性は、設計する製品の特性に関係していると思います。 たとえば、設計された製品のルーティング密度が高いかどうかによって、巻き上げエンジンのプッシュ機能に対する要件が異なる場合があります。 以下は、考慮すべきいくつかの指示のみを提供します。

1. ユーザーインターフェースは操作しやすいか。

2.ワイヤーを押す力（巻き上げエンジンの強さに関係する項目）

3. 銅箔の敷き詰めと銅箔編集の難しさ

4.ルーティングルールの設定が設計要件を満たしているか

5. 組織図インターフェイスのタイプ。

6.部品ライブラリの作成、管理、呼び出しは簡単ですか

7. 設計ミスのチェック機能は万全か

27. PCB 設計で注意すべき問題は何ですか?

専門家の回答:

PCB 設計で注意すべき問題は、製品の用途によって異なります。 デジタル回路とアナログ回路で注意すべき点が違うのと同じように。 以下は、注意すべき原則のほんの一部です。

1. PCB スタッキングの決定; これには、電源層、階層、配線層の配置、および各配線層の配線方向が含まれます。 これらは、電磁放射の問題でさえ、信号品質に影響を与えます。

2. 電源やグランドに関係する配線やビア (ビア) は、できるだけ太く、大きくしてください。

3. 特性の異なる回路の地域構成。 適切な地域構成は、ルーティングの難しさ、さらには信号品質に大きな影響を与えます。

4. DRC（design Rule Check）やテスト関連の設計（テストポイントなど）は、生産工場の製造工程に合わせて設定すること。

電気に関連するその他の問題は、回路特性と絶対的な関係があります。 例えば、デジタル回路であっても、配線の特性インピーダンスに注意するかどうかは、回路の速度と長さによって異なります。

28. GSM 携帯電話の PCB 設計。 GSM 携帯電話 PCB 設計の専門家の要件とスキルは何ですか?

専門家の回答:

携帯電話の PCB 設計の課題は 2 つの側面にあります。1 つ目は基板面積が小さいこと、2 つ目は RF を備えた回路です。 使用できる基板面積は限られており、RF 回路、電源回路、音声アナログ回路、一般的なデジタル回路など、特性の異なる回路領域がいくつかあるため、それらはすべて異なる設計要件を持っています。

1. まず、基板上で RF 回路と非 RF 回路を適切に分離する必要があります。 RF 電源、グランド、インピーダンスの設計仕様が厳しいためです。

2. プレート領域が小さいため、配線領域を増やすためにブラインド/埋め込みビアが必要になる場合があります。

3. 音声アナログ回路のルーティングに注意し、他のデジタル回路、RF 回路などによるクロストークを回避します。ケーブル間隔を広げるだけでなく、グランド ガード トレースを使用してクロストークを抑えることもできます。

4. 他の回路のグランド ノイズに干渉されないように、特にアナログ回路のグランドについては、層序のセグメンテーションを適切に行う必要があります。

5. クロストークの可能性を増やさないように、各回路領域の信号のリターン電流パスに注意してください。 基板組立、基板設計、基板加工メーカーが高速基板設計手法を解説。 パート 3: 専門家の回答。