제어된 임피던스를 가진 차동 마이크로스트립 트레이스 라우팅

Zachariah Peterson
|  작성 날짜: 십일월 9, 2020  |  업데이트 날짜: 일월 18, 2022
차동 마이크로스트립 라우팅

현대 디지털 시스템과 저수준 아날로그 보드는 정밀한 특성 임피던스 계산 및 임피던스 제어를 위한 방법이 필요합니다. 차동 마이크로스트립과 스트리플라인 쌍은 대칭적으로 라우팅되면 공통 모드 노이즈 면역성을 가지지만, 임피던스 매칭을 보장하고 인터커넥트 전체에 일관된 전파 지연을 확보하기 위해 제어된 차동 임피던스를 가져야 합니다. Altium Designer의 차동 마이크로스트립 임피던스 계산기를 사용하면 PCB에서 일관된 임피던스를 보장하기 위해 최적의 표면 트레이스 기하학을 결정하는 데 필요한 설계 기능을 갖추게 됩니다.

ALTIUM DESIGNER

고속 설계에서는 신호 라우팅을 위해 차동 쌍을 자주 사용합니다. 이 간단한 개념은 디지털 시스템에 PCB 내의 거의 모든 노이즈 소스를 포괄하는 높은 공통 모드 노이즈 억제를 제공합니다. 차동 마이크로스트립 트레이스와 스트리플라인을 포함하여 차동 쌍을 올바르게 사용하기 위해서는, 일관된 차동 임피던스를 가지도록 그들의 폭과 간격을 신중하게 선택해야 합니다.

기하학적 구조로부터 차동 임피던스를 계산할 수 있는 몇 가지 공식이 있지만, 과정을 역으로 하여 차동 임피던스로부터 기하학적 구조를 계산하는 것은 어렵습니다. 차동 임피던스는 또한 트레이스를 따라 전파 지연과 관련이 있으며, 각 신호 간의 길이 매칭을 보장하기 위해서는 이 수량을 알아야 합니다. Altium Designer는 이제 차동 쌍 임피던스를 자동으로 계산하는 통합 전자기장 솔버를 포함하고 있어 최상의 PCB 레이아웃을 설계하는 데 집중할 수 있게 해줍니다. 라우팅 도구는 또한 연결부에서 정확한 라우팅과 스큐 보상을 통해 보드를 레이아웃하는 데 도움을 줍니다.

차동 마이크로스트립 트레이스는 제어된 임피던스가 필요합니다

올바른 트레이스 폭과 쌍 사이의 간격을 결정하는 것은 임피던스를 제어하는 데 중요하며, 그 값을 계산하는 것이 성공의 열쇠입니다. 온라인에서 사용할 수 있는 많은 계산기가 있으며, PCB 설계 소프트웨어에도 내장되어 있습니다. 제어된 차동 임피던스는 특성 임피던스로 시작합니다. 마이크로스트립의 특성 임피던스는 주어진 레이어 스택업에 대한 트레이스 폭에 의해 결정됩니다.

특성 임피던스를 알게 되면, 차동 임피던스는 차동 쌍의 각 측면 사이의 간격을 설정함으로써 결정됩니다. 마이크로스트립 트레이스 사이에 적절한 간격을 설정함으로써, 특정 값으로 차동 마이크로스트립 임피던스를 설정할 수 있습니다. 과거에 몇 가지 경험적 공식이 결정되었지만, 두 종류의 임피던스에 대한 가장 정확한 결과는 PCB 설계 소프트웨어에서 차동 마이크로스트립 임피던스 계산기에 접근할 때 얻어집니다.

Altium Designer는 임피던스를 제어하기 위한 적절한 도구 세트를 제공합니다

보드에서 차동 마이크로스트립 트레이스를 라우팅하기 시작하기 전에, 신뢰할 수 있는 차동 임피던스 계산기를 찾아야 합니다. Altium Designer에 통합된 전자기장 솔버는 PCB 스택업에서 직접 마이크로스트립에 대한 정확한 차동 임피던스 계산을 제공합니다. 레이어 두께 값이나 작동 주파수에서 기판의 유전 상수를 수동으로 입력하거나 계산할 필요가 없습니다; 모든 것이 Altium Designer에서 당신을 위해 수행됩니다.

Screenshot of the new layer stack manager with an integrated differential microstrip impedance calculator

Altium Designer의 향상된 레이어 스택 관리자는 차동 쌍의 임피던스 프로파일을 계산할 것입니다.

차동 마이크로스트립 전파 지연 및 스큐

임피던스를 제어하는 데 있어 올바른 트레이스 폭과 쌍 사이의 간격을 결정하는 것이 중요하며, 그 값을 계산하는 것이 성공의 열쇠입니다. 차동 쌍 라우팅은 PCB 전체에 동일하고 반대의 차동 신호를 전달하는 균형 잡힌 전송 시스템을 설정합니다. 차동 신호에 대한 PCB 라우팅의 목표는 신호 쌍이 동시에 목표에 도달하도록 하는 것입니다.

차동 쌍의 끝에 신호가 도달하는 데 필요한 시간은 차동 임피던스에 의해 결정되며, 이는 전파 지연과 관련이 있습니다. 스트립라인에서의 신호 속도는 단순합니다; 그것은 기판의 유전 상수에 의해서만 결정됩니다. 차동 마이크로스트립에서는 신호 속도가 차동 마이크로스트립 쌍의 기하학적 구조에 따라 달라지는 유효 유전 상수에 의존합니다. 차동 마이크로스트립에서의 전파 지연을 정확하게 결정하는 것은 PCB 라우팅 도구에 통합된 필드 솔버를 필요로 합니다.

PCB에서 차동 마이크로스트립 전파 지연 계산 사용하기

Altium Designer는 차동 마이크로스트립 전파 지연 계산을 가속화하고 단순화하는 자동 기능을 제공합니다. Altium Designer가 제공하는 통합 설계 환경은 설계에서 벗어나 제3자 계산기를 로딩하고 계산 결과를 수동으로 설계에 다시 입력하는 필요성을 없앱니다.

차동 마이크로스트립 트레이스의 전파 지연을 결정함으로써, 차동 쌍의 각 신호 사이의 스큐를 줄이고 신호가 수신기에 제시간에 도착하도록 할 수 있습니다. 허용 스큐를 설계 규칙으로 설정하면, Altium Designer의 라우팅 도구는 차동 마이크로스트립 쌍의 각 끝을 설계 허용 오차와 비교하여 검사합니다. Altium Designer의 통합 차동 마이크로스트립 임피던스 계산기는 PCB 레이아웃을 생성함에 따라 보드 레이어 스택업과 라우팅 기하학에서 스큐를 자동으로 결정합니다.

Altium Designer’s differential microstrip length tuning tool

Altium Designer에서 차동 마이크로스트립 쌍의 길이 조정 인터페이스.

Altium Designer의 고속 라우팅 도구를 시도해 보세요

Altium Designer의 차동 쌍 라우팅 도구를 사용하면 원하는 너비와 간격 규칙을 유지하면서 차동 마이크로스트립, 스트리플라인, 공평파 도파관 트레이스를 밀고, 밀어내고, 광택을 낼 수 있습니다. Altium Designer는 측정된 라인, 신호 경로, 라우팅 토폴로지 등을 제어하기 위한 고급 고속 규칙 세트로 더 나아갑니다.

직관적인 사용자 제어를 통해 커서를 라우트 경로를 따라 움직이며 길이 조정 세그먼트를 추가할 수 있습니다. Altium Designer는 길이 조정 알고리즘에 의존하여 조정 세그먼트를 구축하는 데 사용되는 트랙과 호의 치수와 위치를 자동으로 계산합니다. 길이 조정에 사용되는 속성은 설계 규칙, 네트의 속성 또는 지정된 값에 기반할 수 있습니다.

Altium Designer로 고속 라우팅을 개선하세요

스키매틱 캡처부터 PCB 레이아웃까지, Altium Designer는 다음 PCB를 만들기 위해 필요한 모든 것을 포함하고 있습니다. 규칙 기반 설계 엔진은 레이아웃을 생성함에 따라 보드를 평가하는 데 도움을 주며, 차동 마이크로스트립 페어 임피던스 및 전파 지연 허용 오차를 포함합니다. 다른 시스템에서 이렇게 많은 강력한 기능을 단일 프로그램에서 제공하는 것은 없습니다.

Altium Designer’s cross select features

Altium Designer에서 고속 PCB 디자인 솔루션을 찾아보세요.

Altium Designer의 스키매틱 편집기는 차동 쌍을 정의하고 전기 설계 규칙을 설정하기 쉽게 해줍니다. 거기서부터, 설계 동기화를 통해 차동 쌍 정의를 PCB로 이동시키고, 차동 쌍을 PCB 편집기로 전송한 다음, PCB에서 차동 쌍을 보고 관리할 수 있습니다. Altium Designer의 통합 환경은 어떤 스키매틱을 생성하고, 트레이스를 라우팅하고, PCB 레이아웃을 생성하고, 최종 제조 문서를 출력하기 쉽게 해줍니다.

Altium 365에서의 Altium Designer는 전자 산업에 전례 없는 통합을 제공하여, 지금까지 소프트웨어 개발의 세계에 국한되었던 것을 가능하게 하고, 디자이너가 집에서 작업하면서 전례 없는 효율성의 수준에 도달할 수 있게 합니다.

Altium 365에서 Altium Designer로 할 수 있는 것의 표면만 긁어냈습니다. 더 심층적인 기능 설명이나 제품 페이지 또는 온디맨드 웨비나 중 하나를 확인할 수 있습니다.

작성자 정보

작성자 정보

Zachariah Peterson은 학계 및 업계에서 폭넓은 기술 분야 경력을 가지고 있으며, 지금은 전자 산업 회사에 연구, 설계 및 마케팅 서비스를 제공하고 있습니다. PCB 업계에서 일하기 전에는 포틀랜드 주립대학교(Portland State University )에서 학생들을 가르치고 랜덤 레이저 이론, 재료 및 안정성에 대한 연구를 수행했으며, 과학 연구에서는 나노 입자 레이저, 전자 및 광전자 반도체 장치, 환경 센서, 추계학 관련 주제를 다루었습니다. Zachariah의 연구는 10여 개의 동료 평가 저널 및 콘퍼런스 자료에 게재되었으며, Zachariah는 여러 회사를 위해 2천여 개의 PCB 설계 관련 기술 문서를 작성했습니다. Zachariah는 IEEE Photonics Society, IEEE Electronics Packaging Society, American Physical Society 및 PCEA(Printed Circuit Engineering Association)의 회원입니다. 이전에는 양자 전자 공학의 기술 표준을 연구하는 INCITS Quantum Computing Technical Advisory Committee에서 의결권이 있는 회원으로 활동했으며, 지금은 SPICE 급 회로 시뮬레이터를 사용하여 광자 신호를 나타내는 포트 인터페이스에 집중하고 있는 IEEE P3186 Working Group에서 활동하고 있습니다.

관련 자료

관련 기술 문서

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