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PCB Design and Layout

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差動ペア間隔 タイトとルーズの差動ペア間隔と結合を使用すべきか? 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 トレースインピーダンスについてや、特定のインピーダンスを達成するために必要なトレースサイズの計算方法に関して多くの質問を受けます。シングルエンドトレースの適切なトレース幅を決定することと同じくらい重要なのが、差動ペアの2つのトレース間の適切な間隔の決定です。そこでの問題は、差動ペアのトレースが互いにどれくらい近くにある必要があるか、そして「密接な結合」が本当に必要かどうかです。 この設計ガイドラインについて興味深いのは、おそらく最も不明確に定義されている唯一のPCB設計の経験則であることです。「緩い結合」や「密接な結合」が数値的には具体的に何を意味するのか?10人の異なる信号整合性の専門家に尋ねると、20種類の異なる回答を得るでしょう! この記事では、差動ペアの間隔に関する密接な結合と緩い結合の現実的な説明に近づきたいと思います。また、差動ペアの間隔がインピーダンス、差動モードノイズ、共通モードノイズの受信、終端などにどのように影響するかについても考察します。見ていくと、密接な結合(それが何を意味するにせよ)に焦点を当てることにはその価値がありますが、しばしば間違った理由で必要とされがちです。 差動ペアの間隔が信号整合性に与える影響 上記で触れた各次元について見ていきましょう。差動ペアの間隔がどのような役割を果たし、適切な値をどのように設定するかを正確に理解します。 インピーダンス 間隔によって影響を受ける差動ペアの主要なパラメータはインピーダンスです。差動ペアのインピーダンスは、各トレースの自己容量と自己インダクタンス、および各トレース間の相互容量と相互インダクタンスに依存します。これは、異なるペアの典型的なインピーダンスの式を 奇数インピーダンスと差動インピーダンスに分解する必要があることを意味します。これらは以下のように定義されます: 相互インダクタンスと容量は、2つのペアに等価の合計インダクタンスと容量を与えるために存在します。上記の方程式では、損失(伝送線インピーダンス方程式のRとG)を無視していますが、ここで重要なのは間隔に注意を払うことです。 ペアを近づけるほど、 L Mと C Mが大きくなるため、差動インピーダンスは小さくなります。両方の L Mと C Mは、間隔が無限大になるとゼロに収束します。 言い換えると、 差動インピーダンス目標(標準で指定されているか、測定から決定されている)に到達するように設計している場合、二つのペアをあまりにも近づけてはいけません。そうすると、差動インピーダンスが小さすぎるため、インピーダンス目標を違反することになります。しかし、間隔を小さくすると、二つのトレース間の電場と磁場がルートの長さに沿って集中し、損失が増加します。 記事を読む
パズルのピースを持っている手 IPC社がアルティウムのNexarエコシステムパートナーに 1 min OnTrack このたび、IPC社とアルティウムは、広がりを見せているNexarエコシステムパートナーにIPC社が参加することを正式に発表しました。このインタビューでは、IPC社の規格/テクノロジー担当副社長であるDavid Bergman氏にお話を伺いました。この新しいパートナーシップがどちらの組織にも双方向的に価値をもたらすことについて、Bergman氏がどのように考えているのかを語っています。 Judy Warner Nexarパートナーシップについてお話をお伺いする前に、規格/テクノロジー担当副社長としての役割がどのようなものかをお聞かせいただけますか? David Bergman 世界的にはIPC規格、そして毎年開かれるIPC APEX EXPOなど、組織内のいくつかの活動を監督しています。職員の中で最も在職期間が長いため、IPC社の史学者とも言えるでしょう。 Warner 現在、設計に関する規格はいくつありますか? Bergman たくさんあります。その一部は、リジッド基板、フレキシブル回路、高速設計のほか、プリンテッドエレクトロニクスに関する規格です。他にも、製造可能な設計を行うためのベストプラクティスを設計者に提供するDFMなどがあります。 Warner 読者の皆さまはまだご存じないかもしれないので、IPC規格がどのように作られるのか教えていただけますか? Bergman まず、IPC社の職員や担当者が規格を策定することはありません。IPC委員会において、数百人に及ぶ対象分野の専門家と業界専門家のボランティアの総意によって作成されます。規格の健全性が維持され、技術の進歩に合わせて絶えず更新されるよう、このプロセスは厳格に進められます。 Warner Bergmaさんとしては、アルティウムのNexarパートナーになることの価値をどのように見ていらっしゃいますか? 記事を読む
USB 2層PCB 2層PCB上のUSBインターフェースのための配線要件 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 以前のブログで、デジタル信号を使用したルーティングとレイアウトをサポートするための2層PCBのルーティングルールを準備する際の基本的なポイントについて説明しました。特に、I2CやSPIのようなデジタルインターフェースをサポートするために必要な基本的なスタックアップとルーティングルールを見てきました。これらのインターフェースを扱う際、いくつかのシンプルなガイドラインがあなたのボードの信号整合性を保証し、EMIを減らすのに役立ちます。 では、USBのようなインピーダンス制御インターフェースはどうでしょうか?インピーダンス制御の必要性、そしてそれをいつ違反できるかを知ることが、2層PCB上でUSBのようなものをルーティングする際の主なポイントです。この記事では、USBのような高速プロトコルをどのようにルーティングすべきかを示します。具体的には、USBデータを運ぶトレースに受け入れることができる長さ制限を含む、ボードのルーティングに必要な重要な設計ルールを見ていきます。このシリーズの前の記事をまだ読んでいない場合は、USBルーティング要件に設定される制限を理解するために必要な概念的な基盤を築くので、ぜひご覧ください。 始めに:USB高速ルーティング要件 前回の2層PCBルーティングに関する記事では、インピーダンスマッチングを適用することなく設計できる最長のライン長を決定する手順について見てきました。私たちは、伝送線の長さに沿った入力インピーダンスの偏差をどの程度許容できるかに依存して、長さの限界が決まることを発見しました。特に、信号の移動距離の10%から25%を重要な要因としてトレース長を制限するかどうかによります。 このデモでは、このボード上でのUSB 2.0のルーティングをHigh Speed規格で見てみたいと思います。特定の理由からこの規格に焦点を当てています。USB 2.0(High Speed)は、古いデバイスとの接続性を提供するとともに、高速データ転送率を実現し、Arduinoのような人気のプラットフォームでType Bプラグとしてまだ使用されています。 2つの可能な設計を例示するために、USB 2.0の2つの仕様(Full SpeedとHigh Speed)のデータレートと立ち上がり時間を比較しました: 最小ドライバ立ち上がり/下がり時間 - 500 ps(High Speed) - 記事を読む