Beherrschen Sie die Kunst des Routings von USB-, PCIe-, Ethernet- und SerDes-Schnittstellen. Von der Materialauswahl bis zur Kanalsimulation lernen Sie, PCBs zu entwerfen, die moderne Signalintegritätsanforderungen erfüllen.
| Schnittstelle | Datenrate | Zdiff | Verlustempfindlichkeit | Empfohlenes Material |
|---|---|---|---|---|
| USB 2.0 | 480 Mbps | 90Ω | Niedrig | FR-4 |
| USB 3.0/3.1 | 5/10 Gbps | 90Ω | Mittel | FR-4 / Mittelverlust |
| USB 3.2/4 | 20/40 Gbps | 85Ω | Hoch | Geringverlust |
| PCIe Gen3 | 8 GT/s | 85Ω | Mittel | FR-4 / Mittelverlust |
| PCIe Gen4 | 16 GT/s | 85Ω | Hoch | Mittelverlust / Megtron |
| PCIe Gen5 | 32 GT/s | 85Ω | Kritisch | Megtron 6/7 |
| 1GbE | 1 Gbps | 100Ω | Niedrig | FR-4 |
| 10GbE | 10 Gbps | 100Ω | Mittel | FR-4 / Mittelverlust |
| 25GbE | 25 Gbps | 100Ω | Hoch | Megtron 6 |
| 100GbE (4x25G) | 100 Gbps | 100Ω | Hoch | Megtron 6/7 |
Eine Leiterbahn fungiert als Übertragungsleitung, wenn ihre Länge 1/10 der Signalwellenlänge (λ/10) überschreitet oder wenn die Ausbreitungsverzögerung im Vergleich zur Anstiegszeit des Signals signifikant ist. Faustregel: Behandeln Sie bei Anstiegszeiten < 1ns Leiterbahnen > 1 Zoll als Übertragungsleitungen. Bei modernen Hochgeschwindigkeitssignalen sind fast alle Leiterbahnen Übertragungsleitungen.
NRZ (Non-Return-to-Zero) verwendet 2 Pegel und ist einfacher, verdoppelt aber die Nyquist-Frequenz mit der Datenrate. PAM4 verwendet 4 Pegel, halbiert die Nyquist-Frequenz, erfordert aber ein besseres SNR. Über 28 Gbps wird typischerweise PAM4 verwendet, da Kanalverluste bei NRZ-Nyquist-Frequenz unerschwinglich werden. PAM4 erfordert ein 9,5 dB besseres SNR als NRZ.
Die 3W-Regel besagt, dass der Abstand zwischen Leiterbahnen von Kante zu Kante mindestens das 3-fache der Leiterbahnbreite betragen sollte, um Übersprechen auf akzeptable Niveaus (~10%) zu reduzieren. Für aggressive Übersprechziele (<5%) verwenden Sie 4W oder mehr. Diese Regel gilt für Single-Ended-Leiterbahnen; Differenzialpaare haben ihre eigenen Kopplungsanforderungen.