PCB 전송선: 그것은 무엇입니까? 왜 중요 함?

Ryan은 MOKO의 수석 전자 엔지니어입니다., 이 업계에서 10년 이상의 경험을 가진. PCB 레이아웃 설계 전문, 전자 디자인, 임베디드 디자인, 그는 다양한 분야의 고객에게 전자 설계 및 개발 서비스를 제공합니다., IoT에서, LED, 가전 ​​제품에, 의료 등.
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고급 전자 장치에 대한 수요 증가는 회로 기판 기능 및 성능의 혁신을 주도합니다.. 이제 회로 설계자는 더 빠른 신호 속도로 일상적으로 작업합니다.. 고속 신호, 가끔 한번씩 도전, 인쇄 회로 기판 레이아웃의 표준이 되고 있습니다.. 고속 신호를 완벽하게 전송하려면 설계자가 보드의 트레이스 라우팅에 대한 모범 사례를 이해해야 합니다.. 더 이상 미적 측면이나 비용만을 기준으로 추적을 라우팅할 수 없습니다.. 이제 우선순위는 신호 무결성을 보장하고 성능 문제를 최소화하기 위해 최적의 추적 경로를 생성하는 것입니다.. 이를 달성하려면, 설계자는 PCB 전송 라인에 대한 지식을 파악해야 합니다.. 내부 층이 많으면 열전도율이 감소하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다., 사용되는 전송선의 종류를 소개하겠습니다, 그들의 중요성을 토론하다, 선호하는 레이아웃 방법을 제공합니다..

PCB 전송선이란 무엇입니까??

인쇄 회로 기판 전송 라인은 회로 기판의 송신기와 수신기 간에 신호를 전송합니다.. 2개의 지휘자로 구성되어 있다. – 신호 추적 및 반환 경로, 일반적으로 접지면. 도체는 유전층으로 분리되어 있습니다.. 고주파 교류는 전송선에서 파동 전파를 나타냅니다.. 주요 속성은 길이를 따라 각 지점에서, 라인에는 임피던스가 있습니다. 게다가, 선 치수가 변하지 않는 경우, 이 임피던스는 균일하게 유지됩니다. 이러한 트레이스를 제어된 임피던스 전송선이라고 합니다.. 불균일한 임피던스로 인해 신호 반사 및 왜곡이 발생함. 따라서 고주파수에 대해서는, 트레이스 임피던스 제어로 신호 동작 예측.

PCB 전송선의 유형

인쇄회로기판을 설계할 때, 엔지니어는 보드 전체에 신호를 전송하기 위해 고려해야 할 세 가지 기본 옵션이 있습니다.:

PCB 전송선의 종류

  1. PCB 마이크로스트립

마이크로스트립 전송 라인은 신호 캐리어 역할을 하는 단일 전도성 트레이스로 구성됩니다., 참조 접지면을 통해 라우팅됨. 이 참조 평면, 일반적으로 외층 중 하나에 위치합니다. PCB 스택업, 신호 추적 바로 아래에 반환 경로를 제공합니다.. 마이크로스트립은 접근 용이성으로 인해 외부 레이어를 따라 가장 일반적으로 실행됩니다., 하나, 내부 보드 레이어 내에 이러한 트레이스를 삽입하는 것도 가능합니다.. 내부 마이크로스트립의 기준면은 여전히 ​​인접한 외부 레이어에 위치합니다.. 마이크로스트립을 사용하면 단일 종단 신호에 대한 간단한 라우팅이 가능합니다., 높은 추적 밀도 디자인, 표면 실장 부품에 대한 적합성.

  1. PCB 스트립라인

스트립라인 전송선에는 두 기준 접지면 사이에 라우팅된 전도성 트레이스를 포함하는 작업이 포함됩니다., 보드 유전체 층 내에 포함되어 있음. 이 설정은 신호 캐리어 위와 아래 모두에 반환 전류 경로를 제공합니다.. 두 평면의 추가 차폐는 스트립라인에 마이크로스트립 라인에 비해 전자기 간섭에 대한 자연적인 내성을 제공합니다.. 스트립라인은 탁월한 다양성을 보여줍니다. – 성능을 조정하기 위해 트레이스를 하나의 참조 평면 또는 다른 참조 평면에 더 가깝게 배치할 수 있습니다., 여러 트레이스가 평면 간에 병렬로 라우팅될 수 있습니다.. 더 큰 기준면은 또한 우수한 신호 전송 품질을 촉진합니다.. 스트립라인은 마이크로스트립에 비해 제작이 더 복잡합니다., 하지만 뛰어난 고속 신호를 활성화합니다..

  1. 동일 평면 전송선

동일 평면 전송 라인은 동일한 PCB 레이어에 신호 추적 및 반환 경로를 배치합니다.. 두 개의 더 넓은 접지면 옆에 있는 중앙 신호 트레이스로 구성됩니다., 도체를 분리하는 간격 간격이 있는 경우. 모든 동일 평면 요소는 보드의 유전체 재료 위로 라우팅됩니다.. 트레이스 간 간격을 정밀하게 제어, 접지면, 그리고 평면 폭은 필수적입니다. 목표 임피던스 달성. 동일 평면 라인은 마이크로스트립이나 스트립라인에 비해 사용 빈도가 낮습니다., 그러나 더 쉬운 임피던스 조정 및 드릴링 비아가 필요하지 않은 등의 몇 가지 이점을 제공합니다.. 노출되면 측정을 위한 프로빙도 쉬워집니다.. 그러나 동일 평면은 제조 공차가 더 엄격하며 차폐 평면 없이도 EMI가 발생하기 쉽습니다..

PCB에서 전송선의 중요성

전자 장치와 회로가 더 빠른 스위칭 속도와 더 높은 주파수를 요구함에 따라, PCB 레이아웃의 전송선 효과를 고려하는 것이 중요해졌습니다.. 기가헤르츠 범위에 도달하는 마이크로파 주파수에서, 흔적은 더 이상 단순히 점 사이의 연결로 취급될 수 없습니다.. 차라리, 전기 전파 법칙에 따라 신호는 트레이스 기하학적 구조의 임피던스에 따라 반사되고 울립니다.. 이러한 효과를 제어하지 못하면 신호가 왜곡됩니다., 전자기 간섭, 신뢰할 수 없는 회로 작동. 목표 특성 임피던스를 달성하기 위해 크기와 간격을 제어하여 전송 라인을 적절하게 구현함으로써 PCB 설계자는 소스에서 부하로 신호를 완벽하게 전송할 수 있습니다.. 송전선에 대한 전문성, 마이크로스트립 여부, 스트립 라인, 또는 동일 평면 구성, 최첨단 기술을 구현하는 동시에 신호 저하를 방지하는 데 도움이 됩니다.. 오늘날의 소형화 추세와 지속적으로 증가하는 주파수로 인해, PCB 전송선에 대한 이해는 고속 설계를 위한 기본 기술입니다., 고주파 회로 기판.

전송선 설계 시 팁

PCB 전송선 설계

전송선에서는 전체 트레이스 길이에 따른 특성 임피던스를 제어하는 ​​것이 가장 중요합니다.. 그렇게 하지 않으면 고주파수에서 방해가 되는 신호 반사가 발생합니다., 데이터 전송 손상. 목표 임피던스를 달성하기 위해 선폭을 조정함으로써, 디자이너는 정밀한 상호 연결을 만듭니다.. 온라인 계산기, 계산기가 통합된 CAD 도구, 또는 PCB 제조업체로부터 지침을 구하면 정확한 임피던스 목표 달성이 단순화됩니다., 어떤 기준이 좋아 IPC-2581 또한 촉진.

임피던스 제어 트레이스가 확립됨, 추가 디자인 사례로 레이아웃 최적화:

혼잡한 지역을 피하세요 – 좁은 공간에서 라인을 멀리 배치하여 임피던스 불연속성을 방지합니다.. 트레이스의 분할 또는 중단으로 인해 반환 전류 경로가 방해됩니다..

하나의 레이어 사용 – 더 쉬운 임피던스 제어 및 기준면 액세스를 위해 주로 하나의 레이어를 사용하여 수직 전환을 최소화합니다..

비아 추가 – 레이어 간 이동이 불가피한 경우, 복귀 경로를 유지하는 접지 기준으로 트레이스와 함께 비아 배치.

쌍을 함께 유지 – 라인 길이를 일치시키기 위해 동일한 경로에서 차동 쌍을 함께 라우팅합니다., 신호를 왜곡시킬 수 있는 비아와 같은 장애물 피하기.

본질적으로, 제어된 임피던스 전송 라인은 고주파수에서 깨끗한 신호를 전달하기 위해 세심한 계획과 레이아웃이 필요합니다.. 라우팅에 앞서 타겟 임피던스에 대한 트레이스 형상과 간격을 정확하게 설계하기 위한 수많은 리소스가 존재합니다.. 계산 후, 일관성과 연속성을 갖춘 라인을 구현하는 데 주의를 기울여야 합니다.. 오늘날의 신호 속도가 마이크로파 범위에 진입하면서, 임피던스 정합 전송선 원리를 사용하는 전문 지식은 귀중한 PCB 설계 기술을 나타냅니다.. 제어된 임피던스 트레이스를 마스터하고 불연속성을 완화하면 고주파 신호를 안정적으로 라우팅할 수 있습니다..

마무리

닫는 중, 전송선 기본 사항을 이해하면 인쇄 회로 설계자가 역량을 강화할 수 있습니다.. 전체 트레이스 길이에 따른 임피던스 제어가 가장 중요합니다.; 불연속성은 신호 무결성을 방해합니다.. 타겟 임피던스의 물리적 치수를 계산하여, 균일한 상호 연결로 고속 데이터를 안정적으로 전송합니다..

연락주세요 이 중요한 PCB 레이아웃 주제에 대한 뛰어난 질문이 있는 경우. 임피던스 계산을 처리하는지 여부, 전송선 구성, 라우팅 방법, 또는 신호 무결성 문제, 우리는 귀하의 전문 지식 추구를 열심히 지원합니다.

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