PCB기술 - 고속 PCB의 전송선 분석

고속 PCB 설계를 배우려면 먼저 전송선이 무엇인지 알아야 합니다. PCB의 배선에는 특정 임피던스가 있기 때문에 신호가 반사됩니다. 라인의 임피던스가 출력단의 임피던스와 일치하지 않으면 신호가 반사됩니다. PCB의 신호 전송은 지연되며 타이밍이 일치하지 않으면 시스템이 작동합니다. 이는 모두 전송선 문제 때문입니다.

전송선이란 무엇입니까?

전송 라인은 신호 리턴이 있는 신호 라인으로 정의됩니다(특정 길이의 두 와이어로 구성, 하나는 신호 전파 경로, 다른 하나는 신호 리턴 경로). 공통 전송 라인은 PCB 보드의 배선입니다.

1. 송전선로 분석은 반드시 복귀 경로와 접촉해야 하며, 단일 도체는 송전선로가 될 수 없다. 2. 저항, 커패시턴스, 인덕턴스와 마찬가지로 전송 라인도 이상적인 회로 요소이지만 특성이 상당히 다르며 시뮬레이션에 더 좋지만 회로 개념은 더 복잡합니다. 3. 전송 라인은 특성 임피던스와 시간 지연이라는 두 가지 매우 중요한 특성을 가지고 있습니다.

고속 PCB 설계에서 전송선로의 개념 및 구조 분석

전송선 임피던스

우선 몇 가지 개념을 명확히 합시다. 우리는 종종 임피던스, 특성 임피던스 및 순시 임피던스를 봅니다. 엄밀히 말하면 서로 다르지만 여전히 임피던스의 기본 정의입니다.

전송 라인 시작 부분의 입력 임피던스를 임피던스라고 합니다.

신호가 언제든지 만나는 순시 임피던스를 순시 임피던스라고 합니다.

전송선로의 순시 임피던스가 일정하면 이를 전송선로의 특성 임피던스라고 합니다.

특성 임피던스는 전송 라인을 따라 전파되는 신호의 과도 임피던스를 설명하며 전송 라인 회로의 신호 무결성에 영향을 미치는 주요 요인입니다.

특별한 설명이 없으면 일반적으로 특성 임피던스를 사용하여 전송선 임피던스라고 합니다.

전송 지연

시간 지연(TD)이라고도 하는 시간 지연은 일반적으로 전자기 또는 광 신호가 전체 전송 매체를 통과하는 데 걸리는 시간을 나타냅니다. 전송 라인의 지연은 신호가 전체 전송 라인을 통과하는 데 걸리는 시간입니다.

전파 지연(PD)이라고도 하는 전파 지연은 일반적으로 "전파 속도"에 반비례하는 단위 길이의 전송 매체에서 전송되는 전자기 신호 또는 광 신호의 시간 지연을 나타내며 단위는 "PS / 인치 "또는 "s / M".

지연 = 전파 지연 * 전송 길이(L)의 정의에서 알 수 있습니다.

PCB의 전송선 구조

일반적인 PCB에서 볼 수 있는 전송 라인 구조는 유전체 또는 절연 재료에 내장되거나 인접하며 하나 이상의 기준 평면을 갖는 와이어로 구성됩니다. 일반적인 PCB의 금속은 구리이고 유전체는 FR4라는 유리 섬유입니다. 디지털 설계에서 두 가지 일반적인 전송 라인 유형은 마이크로스트립 라인과 스트립라인입니다.

마이크로 스트립 라인은 일반적으로 PCB의 외부 레이어 라우팅을 나타내며 참조 평면은 하나만 있습니다. 마이크로스트립 라인에는 매설 또는 비매립의 두 가지 유형이 있습니다. 매몰(때때로 "수중"이라고도 함) 마이크로스트립 라인은 유전체에 단순히 내장된 전송 라인이지만 여전히 하나의 기준 평면만 있습니다. 스트립라인은 두 참조 평면 사이의 내부 레이어 트레이스입니다.