고속 설계 기법: 라우팅 길이 맞춤을 위한 트레이스 튜닝

처음으로 누군가가 고속 설계 기술을 "조율한다"고 말하는 것을 들었을 때, 중학교 밴드 시절이 떠올랐습니다. 그 당시에 "조율"이란 경험이 부족하고 낡은 악기를 사용하는 아이들을 모아서 어떻게든 조화롭게 만들려고 시도하는 것을 의미했습니다. 예상하듯이, 우리의 첫 조율 시도는 그리 성공적이지 않았습니다. 하지만 신호 무결성, 접지면, 고주파에 대해 배우면서 우리는 함께 조율을 맞출 수 있게 되었고, 진짜 밴드처럼 들리기 시작했습니다.

밴드가 조율을 하는 것은 각 악기가 밴드 내의 다른 악기들과 동기화되도록 하기 위해서입니다. 모두가 콘서트 B-flat을 연주할 때, 모두 같은 음으로 들려야 합니다. 반면에, 밴드가 조율이 맞지 않을 때는 서로 대립하는 다른 악기들의 소리를 듣는 것이 실제로 아플 수 있습니다.

밴드처럼, 고속 회로 기판도 "조율"이 필요합니다. 의도한 대로 기능하기 위해 서로 특정 길이로 "조율"되어야 하는 고속 네트워크가 있습니다. PCB에서 트레이스 조율이 무엇인지 살펴보고, 이를 최적으로 수행하는 방법에 대한 몇 가지 아이디어를 논의해 보겠습니다.

트레이스 튜닝이란 무엇인가요?

PCB 브레드보드 트레이스 튜닝은 아래 그림과 같이 특정 전체 길이의 트레이스를 달성하기 위해 뱀 모양의 트레이스 라우팅 맵 패턴을 만드는 것입니다. 이 트레이스 길이는 신호가 동시에 목적지에 도착하도록 다른 트레이스의 길이와 일치해야 합니다. 일치하는 트레이스 길이는 신호를 동기화하기 위해 데이터 및 클록 라우팅에서 중요합니다.

처음 트레이스 길이를 맞추기 위해 튜닝을 시작했을 때, 그것은 대부분 추측 게임에 가까웠습니다. 우리는 일치시켜야 할 대략적인 길이만 가지고 있었고, 심지어 화면에서 트레이스를 시각적으로 비교하여 가까운지 확인하는 경우도 있었습니다. 이제는 라우팅하는 동안 실시간 트레이스 길이 보고와 트레이스 길이 보고서 생성기를 사용하여 정확한 트레이스 길이를 찾을 수 있습니다. 또한 트레이스 길이 규칙 제약 조건과 자동 튜닝 기능을 사용하여 도움을 받을 수도 있습니다.

PCB 설계에서 트레이스 길이 맞춤을 위한 다양한 유형의 트레이스 튜닝

위 사진에서는 세르펜틴 트레이스 튜닝의 예를 볼 수 있습니다. 이 튜닝은 아코디언 패턴으로 타이트하게 하거나 트롬본 패턴으로 길게 할 수 있습니다. 고속 PCB 레이아웃 전문가들은 나중에 튜닝할 공간을 남기고 영역을 채우기 위해 큰 트롬본 패턴으로 라우팅하는 것을 권장합니다. 그런 다음 준비가 되었을 때, 아코디언 패턴을 더 타이트하게 조정하여 필요한 정확한 트레이스 길이를 얻으세요. 또한 아코디언 패턴의 파도에서 45도 모서리를 사용하고 파도 사이의 간격을 트레이스 너비의 최소 3배 이상으로 두어야 합니다.

개별 네트가 다른 네트에 맞춰져야 하는 것과 마찬가지로, 차동 쌍에서 두 네트의 길이도 일치시켜야 합니다. 가능한 한 쌍을 함께 라우팅하고 길이가 맞지 않는 끝에 트레이스 길이 파도를 넣으세요. 임피던스 매칭을 위해 차동 쌍의 두 트레이스를 비아나 구멍과 같은 장애물 주변으로 함께 라우팅하는 것이 중요합니다. 이러한 장애물 주변을 라우팅할 때 쌍을 분리하지 마세요. 차동 쌍은 다른 차동 쌍과도 길이가 일치해야 합니다.

여러분에게 도움이 될 트레이스 튜닝 기능

프린트 회로 기판 설계 도구에는 라우팅과 트레이스 튜닝에 도움이 될 많은 기능이 있습니다. 먼저, 고속 라우팅 제약 조건에서 트레이스 길이 규칙을 설정할 수 있습니다. 이 규칙들은 라우팅이 올바른 길이로 생성되고 다른 네트와 적절히 매칭되도록 보장합니다. 또한, 수동으로 파동을 생성할 필요 없이 튜닝 패턴을 올바른 길이로 자동 라우팅하는 프로세스를 사용할 수도 있습니다. 이러한 유틸리티는 트레이스 폭과 아코디언 파동 패턴의 높이 및 간격을 조절할 수 있는 제어 기능을 제공합니다. 마지막으로, 두 트레이스의 길이를 서로 맞추기 위해 차동 쌍 라우터도 사용할 수 있습니다.

PCB 설계 소프트웨어, 예를 들어 Altium Designer^®는 라우팅과 트레이스 튜닝을 위한 고속 설계 기능을 내장하고 있습니다. 이를 통해 프린트 회로 기판 PCB의 고속 트레이스를 실제 길이를 추측할 필요 없이 올바른 길이로 라우팅할 수 있습니다. 이러한 도움으로 더 적은 시간과 더 큰 정확성을 가지고 고속 호환 설계를 만들 수 있습니다.

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