1. 一般診療
PCB 設計では、高周波回路基板の設計をより合理的にし、耐干渉性能を向上させるために、次の点を考慮する必要があります。
（1）層の合理的な選択PCB設計において高周波回路基板を配線する場合、中間の内部プレーンを電源層とグランド層として使用します。この層はシールドの役割を果たして寄生インダクタンスを効果的に低減し、信号線の長さを短縮し、信号間の相互干渉を低減します。
（2）配線モード配線モードは45°の角度回転または円弧回転に準拠する必要があり、これにより高周波信号の放射と相互結合を低減できます。
（3）ケーブル長ケーブル長は短いほど良いです。また、2本の電線間の平行距離が短いほど良いです。
（４）貫通穴の数 貫通穴の数は少ないほど良い。
（５）層間配線方向 層間配線の方向は垂直、すなわち最上層が水平、最下層が垂直となるようにすることで、信号間の干渉を低減する。
（６）銅コーティングにより接地性が向上し、信号間の干渉を低減できます。
（７）重要な信号線の処理を組み込むことで、信号の耐干渉能力を大幅に向上させることができる。もちろん、干渉源の処理を組み込むこともできるので、他の信号に干渉しないようにすることができる。
(8)信号ケーブルはループ状に信号を配線しないでください。デイジーチェーンモードで信号を配線してください。
2. 配線の優先順位
主要信号線の優先：アナログ小信号、高速信号、クロック信号、同期信号などの主要信号の優先配線
密度第一の原則：基板上で最も複雑な接続から配線を開始する。基板上で最も配線密度が高い領域から配線を開始する。
注意点:
A. クロック信号、高周波信号、敏感な信号など、重要な信号には専用の配線層を設け、ループ面積を最小限に抑えるよう努めます。必要に応じて、手動優先配線、シールド、安全間隔の拡大などを採用し、信号品質を確保します。
b. 電源層とグランド間の EMC 環境が悪いため、干渉の影響を受けやすい信号は避ける必要があります。
c. インピーダンス制御要件のあるネットワークは、線路長と線路幅の要件に従って可能な限り配線する必要があります。
3、クロック配線
クロックラインはEMCに影響を与える最大の要因の一つです。クロックラインの配線穴を少なくし、他の信号ラインとの接触を可能な限り避け、一般的な信号ラインとの干渉を避けるようにしてください。同時に、ボード上の電源ラインは避け、電源とクロックライン間の干渉を防ぐ必要があります。
基板上に特殊なクロックチップがある場合、そのチップは配線の下には配置できません。必要に応じて、そのチップのランドに銅箔を配置する必要があります。多くのリファレンス水晶発振器チップの場合、これらの水晶発振器は配線の下には配置せず、銅箔で絶縁する必要があります。
4. 直角の線
PCB配線において、このような状況を回避するために直角配線が一般的に求められており、配線品質を測る基準の一つにもなっています。では、直角配線は信号伝送にどの程度の影響を与えるのでしょうか？原理的には、直角配線は伝送線路の線幅を変化させ、インピーダンスの不連続性を引き起こします。実際、直角配線だけでなく、トン角、鋭角配線もインピーダンスの変化を引き起こす可能性があります。
直角ルーティングが信号に与える影響は、主に次の 3 つの側面に反映されます。
まず、コーナーは伝送線路上の容量性負荷と同等になり、立ち上がり時間が遅くなります。
第二に、インピーダンスの不連続により信号の反射が発生します。
3番目は、直角チップによって生成される EMI です。
5. 鋭角
（1）高周波電流の場合、電線の曲がり角が直角または鋭角を呈している場合、角の近くでは磁束密度と電界強度が比較的高く、強い電磁波が放射され、ここでのインダクタンスが比較的大きくなり、誘導性は鈍角や丸角よりも大きくなります。
（2）デジタル回路のバス配線では、配線の角が鈍角または丸みを帯びているため、配線面積は比較的小さくなります。同じ配線間隔の場合、総配線間隔は直角配線の0.3倍の幅になります。
6. 差動ルーティング
差動配線とインピーダンス整合
差動信号は、高速回路の設計においてますます広く使用されています。これは、回路内の最も重要な信号が常に差動構造を採用しているためです。定義：平易に言えば、ドライバが2つの等価な反転信号を送信し、レシーバが2つの電圧の差を比較することで論理状態が「0」か「1」かを判定することを意味します。差動信号を伝送するペアは、差動ルーティングと呼ばれます。
通常のシングルエンド信号ルーティングと比較して、差動信号には次の 3 つの点で最も明らかな利点があります。
a. 強力な耐干渉能力。2 本の差動線間の結合が非常に優れているため、外部からのノイズ干渉がある場合でも、2 本の線にほぼ同時に結合され、受信機は 2 つの信号間の差のみを気にするため、外部からの共通モード ノイズを完全にキャンセルできます。
b. EMIを効果的に抑制できます。同様に、2つの信号の極性が反対であるため、それらから放射される電磁場は互いに打ち消し合います。結合が強いほど、外部に放出される電磁エネルギーは少なくなります。
c. 正確なタイミング位置決め。差動信号のスイッチング変化は2つの信号の交差点に位置するため、高低の閾値電圧に依存する通常のシングルエンド信号とは異なり、技術や温度の影響が小さく、タイミング誤差を低減できるため、低振幅信号を扱う回路に適しています。現在普及しているLVDS（低電圧差動信号）は、この小振幅差動信号技術を指します。
PCBエンジニアにとって最も重要なのは、差動配線の利点を実際の配線で最大限に活用できるようにすることです。レイアウト担当者とのやり取りで、差動配線の一般的な要件、つまり「等長、等距離」を理解していただければ、それが実現できるでしょう。
長さを等しくすることで、2つの差動信号が常に逆極性を維持し、コモンモード成分を低減することができます。等距離は主に、差動インピーダンスの一貫性を確保し、反射を低減することを目的としています。差動配線では、「可能な限り近づける」ことが求められる場合があります。
7. スネークライン
蛇行配線は、レイアウトにおいてよく用いられる配線の一種です。その主な目的は、遅延を調整し、システムのタイミング設計要件を満たすことです。設計者がまず認識すべきことは、蛇行配線は信号品質を損ない、伝送遅延を変化させる可能性があるため、配線においては避けるべきであるということです。しかし、実際の設計においては、信号の十分な保持時間を確保したり、同じ信号群間の時間オフセットを低減したりするために、意図的に蛇行させる必要がある場合がよくあります。
注意点:
差動信号線のペアは、通常、平行線であり、できるだけ穴を通さずに、2 本の線を一緒にして、インピーダンス整合を実現する必要があります。
同じ属性を持つバスのグループは、長さを均等にするために、可能な限り隣り合って配線する必要があります。パッチパッドから伸びる穴は、パッドから可能な限り離してください。
投稿日時: 2023年7月5日
