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PCB技術

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高周波回路レイアウトスキルの13ポイントをまとめる
2020-09-17
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Author:Holia      Share

01.高速回路デバイスのピン間でリードが曲がるのが少ないほど、優れています。曲がる必要のある高周波回路の配線には、完全な直線を使用するのが最善です。45°の破線または円弧で回転させることができます。この要件を満たすことで、高周波信号の外部放射と相互結合を減らすことができます。


02.高周波回路機器のピン間のリード線は短いほど良いです。


03.高周波回路は、積分率が高く、配線密度が高い傾向があります。多層基板の使用は、配線に必要なだけでなく、干渉を減らすための効果的な手段でもあります。


04.さまざまな信号線はループを形成できず、アース線は電流ループを形成できません。


05.高周波デカップリングコンデンサは、各集積回路ブロックの近くに設置する必要があります。


06.高周波回路デバイスのピン間でリード層が交互になることが少ないほど、優れています。いわゆる「リードの層間交代が少ないほど良い」とは、コンポーネント接続プロセスで使用されるビアを指します(つまり、少ないほど良いので、1つのビアが約0.5pFの分散をもたらすことができると測定されます。静電容量、ビアの数を減らすことで速度を大幅に上げることができます。


07.高周波回路の配線については、信号線の近接並列配線によって生じる「相互干渉」に注意してください。並列分配が避けられない場合は、並列信号線の反対側に広い領域の「グラウンド」を配置して、干渉を大幅に減らすことができます。同じレイヤーでの並列ルーティングはほとんど避けられませんが、隣接する2つのレイヤーでは、ルーティング方向を互いに垂直にする必要があります。


08.特に重要な信号線またはローカルユニットのアース線を囲む対策を実装します。つまり、選択したオブジェクトの外側の等高線を描画します。この機能を使用すると、選択した重要な信号線に対して、いわゆる「パッケージグラウンド」処理を自動的に実行できます。もちろん、この機能を時計やその他のユニットに使用して処理を部分的にパッケージ化することは、高速システムにとっても非常に有益です。


09.DSP、オフチッププログラムメモリ、およびデータメモリを電源に接続する前に、フィルタコンデンサを追加し、チップの電源ピンのできるだけ近くに配置して、電源ノイズを除去する必要があります。さらに、外部干渉を減らすために、DSPやオフチッププログラムメモリ、データメモリなどの重要な部分をシールドすることをお勧めします。


10.アナログアース線とデジタルアース線を公共のアース線に接続する場合は、高周波チョークリンクを使用してください。高周波チョークリンクの実際の組み立てでは、中央の穴にワイヤーが通った高周波フェライトビーズがよく使用されます。それらは一般に回路図には表されていません。結果のネットリスト(この種のコンポーネントを含まないネットリストは、配線時にその存在を無視します。この現実では、回路図ではインダクタと見なすことができ、コンポーネントパッケージはPCBで個別に定義できます。コンポーネントライブラリ、およびそれは共通の地面の接合部の近くの適切な場所に手動で移動することができます。


11.アナログ回路とデジタル回路は別々に配置し、電源とアースは相互干渉を避けるために独立した配線の後に一点で接続する必要があります。


12.オフチッププログラムメモリとデータメモリは、DSPチップのできるだけ近くに配置する必要があります。同時に、データラインとアドレスラインの長さを基本的に同じに保つために、レイアウトは合理的である必要があります。システム内の複数のメモリである場合は、各メモリクロックへのクロックラインを考慮してください。入力距離が等しいか、個別のプログラム可能なクロックドライブチップを追加できます。DSPシステムの場合、DSPと同様のアクセス速度の外部メモリを選択する必要があります。そうしないと、DSPの高速処理機能が十分に活用されません。DSP命令サイクルはナノ秒レベルであるため、DSPハードウェアシステムで最も一般的な問題は高周波干渉です。したがって、DSPハードウェアシステムのプリント回路基板(PCBなど)を作成する場合、アドレスラインとデータラインには特別な注意を払う必要があります。信号線の配線は正しく、合理的でなければなりません。配線するときは、高周波線を短く太くし、アナログ信号線などの干渉を受けやすい信号線から遠ざけてください。DSP周辺の回路が複雑な場合は、DSPとそのクロックを使用することをお勧めします。回路、リセット回路、オフチッププログラムメモリ、およびデータメモリは、干渉を減らすために最小のシステムになっています。


13.上記の原則に従い、設計ツールの使用に習熟している場合、手動配線が完了した後、システムの信頼性と生産性を向上させるために、高周波回路は一般に高度なPCBシミュレーションソフトウェアでシミュレーションする必要があります。