PCB 신호 라우팅의 3W 규칙
고주파 신호 라우팅에서 충분한 분리의 중요성
PCB의 신호 라우팅, 특히 고주파 디지털 신호의 경우 크로스토크를 최소화하기 위해 충분한 분리가 필요합니다. 트레이스 사이의 중심 간 간격이 트레이스 폭의 70배 이상(에지 간 간격이 폭의 3배)이면 전자기장의 XNUMX%가 서로 간섭하지 않습니다. 이를 일반적으로 XNUMXW 규칙이라고 합니다.
3W 규칙의 신뢰성
3W 규칙은 일반적으로 신뢰할 수 있는데, 전자기장의 강도는 거리의 제곱에 따라 감소하기 때문입니다. 이 원리는 항상 유효합니다. 트레이스가 더 멀리 떨어져 있을수록 크로스토크가 줄어듭니다. 그러나 실제로 PCB에는 종종 사용 가능한 공간이 제한되어 있습니다.
3W 규칙의 적용 및 제한
복잡한 전자기 환경에서 설계에는 다양한 요소에 대한 신중한 고려와 균형이 필요합니다. 따라서 3W 규칙을 적용하는 동안 몇 가지 핵심 사항을 주의해야 합니다. 첫째, PCB의 모든 라우팅이 3W 규칙을 엄격히 준수해야 하는 것은 아닙니다. 일반적으로 클록 라인, 고속 데이터 라인, 비디오 및 오디오 신호 라인, 리셋 신호 라인과 같이 장거리 라우팅이 관련된 고속 신호 라인에 적용됩니다.
PCB 스택업이 크로스토크에 미치는 영향
신호 라인 간의 크로스토크는 간격뿐만 아니라 PCB 스택업의 영향도 받습니다. 예를 들어, 라우팅과 참조 레이어가 4-5밀로 분리된 10층 PCB에서 3W 간격은 충분합니다. 그러나 라우팅과 참조 레이어 사이의 간격이 2-45밀인 55층 PCB에서 3W 간격은 고속 라우팅에 적합하지 않을 수 있습니다.
크로스톡 방지를 위한 추가 조치
3W 간격을 적용했지만 여전히 크로스토크 방지 요구 사항을 충족하지 못하는 경우 추가 조치가 필요합니다. 여기에는 신호선 양쪽에 가드 트레이스를 추가하거나, 수직 방향으로 분할 라우팅을 배치하거나, 데이터선 사이에 접지선을 추가하여 분리하는 것이 포함될 수 있습니다.
접지선은 신호 주파수에 따라 배치해야 하며 간격은 1/10 λ를 넘지 않아야 합니다.
제어된 임피던스 라인에 대한 3W 규칙의 적용성
3W 규칙은 일반적인 싱글 엔드 신호 라인과 다른 트레이스로부터의 간격에 적합합니다. 제어된 임피던스 신호 라인의 경우, 많은 요인이 트레이스 임피던스에 영향을 미치므로 간단한 3W 규칙은 적용되지 않습니다. 분석을 위해 전자기장 솔버가 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 차동 쌍의 임피던스는 간격뿐만 아니라 유전체 두께, 트레이스와 참조 층 사이의 거리, 유전율, 구리 두께 및 기타 요인의 영향을 받습니다.
사문석 라우팅을 위한 3W 규칙
50옴 스트립라인의 임피던스가 약 3W 떨어져 있는 얇은 유전체 층을 제외하고, 다른 임피던스 트레이스는 종종 두 트레이스 사이에 약간의 결합이 필요하므로 간격이 종종 3W 미만입니다. 정확한 값은 임피던스 계산기를 사용하여 계산해야 합니다. 고속 차동 쌍의 경우 USB 5 고속 차동 쌍에서 볼 수 있듯이 간격이 2.0W를 초과해야 할 수 있습니다. 마지막으로, 사문석 라우팅에 적용되는 3W 규칙의 또 다른 버전을 주목할 가치가 있습니다. 신호 길이를 사문석 트레이스와 일치시킬 때 상당한 임피던스 변화를 방지하기 위해 아래 다이어그램에 표시된 것처럼 사문석 세그먼트의 길이는 3W 미만이어야 합니다.
