高速PCB設計を始めるための3つのコンセプト

高速PCB設計を始める前に、理解しておくべき基本的な概念がいくつかあります。インピーダンス計算、回路図、フットプリント割り当てツールなどです。また、トレースの長さを維持することの重要性も考慮する必要があります。

回路図

回路図はPCB設計において重要な役割を果たします。設計上の問題を伝達し、最終的なPCBが必要な仕様をすべて満たしていることを確認するのに役立ちます。さらに、回路図は高速設計に適切なフレームワークを提供します。高速回路を整理する最適な方法がわからない場合は、回路図に関する最も重要な概念をお読みください。

高速プリント基板用の回路を設計する場合、部品や回路の流れを論理的なグループにまとめることが重要です。これは、基板上の回路をレイアウトする際に役立ちます。また、特定の敏感なコンポーネントをグループ化することもできます。対照的に、設計が低速製品の場合、回路フローは大きな関心事ではないかもしれません。その代わり、回路図シート上のスペースを最大限に活用することに気を使うかもしれません。

高速プリント基板を設計する場合、配線プロセスを慎重に検討する必要があります。このプロセスにはさまざまな手法が採用されるため、必ずその分野の専門家と協力してください。例えば、中央のプロセッサーを基板の中央付近に配置し、そこで基板上の他の部品とインターフェイスするようにします。そして、その周囲に周辺機器を配置します。

インピーダンス計算

高速PCB設計にはインピーダンス計算が必要です。計算には、誘電率とトレース幅が含まれる。これらの値を設計プロセスで使用し、最終的なインピーダンスを決定する。PCB設計は、インピーダンス計算機能を内蔵したスタックアップエディタを使用することで簡略化できます。

インピーダンスの計算に加え、シグナルインテグリティツールやインピーダンス制御配線も高速PCB設計には不可欠である。インピーダンスを適切に制御しなければ、回路を効果的に設計することはできない。その結果、 シグナルインテグリティが低下する可能性がある。基板のすべてのパラメータを管理するのは、時間のかかる作業である。

高速PCB設計では、基板上の信号のインピーダンスが1桁以内であることを確認することが必須である。例えば、CPCI信号線のインピーダンスは65Ω、差動信号のインピーダンスは100Ωでなければならない。基板上の他の信号のインピーダンスは、少なくとも50Ωでなければならない。さらに、PCBの配線スペースは少なくとも10層は必要である。これは、各信号層に隣接するイメージプレーンと完全なグランド層があるためである。これを達成するために、PCB設計は密度を最大にするためにトレースのバランスをとらなければならない。

フットプリント割り当てツール

高速PCB設計プロジェクトを成功させるには、基板上で信号がどのように操作されるかを理解することが重要です。信号は適切なタイミングで到着する必要があり、エラーがあるとデータが破損する可能性があります。さらに、不適切に配置されたトレースは、他の信号の干渉を引き起こす可能性があります。そのため、高速PCB設計はケースバイケースで慎重に評価する必要があります。