StartseiteGlossar
Referenz

PCB-Glossar A-Z

Umfassendes Wörterbuch der PCB-Design- und Signalintegritäts-Terminologie. Von Impedanz bis Übersprechen, lernen Sie die wesentlichen Konzepte für Hochgeschwindigkeits-Design.

A

AC-Kopplung (AC Coupling)

Signalintegrität

Verwendung von Kondensatoren zum Blockieren von DC bei gleichzeitigem Durchlassen von AC-Signalen. Üblich bei Hochgeschwindigkeitsschnittstellen wie PCIe, USB und HDMI, um unterschiedliche DC-Vorspannungspegel zwischen Sender und Empfänger zu ermöglichen.

Augendiagramm (Eye Diagram)

Signalintegrität

Oszilloskop-Anzeige, die Signalqualität durch Überlagerung vieler Bitübergänge zeigt. Ein weit geöffnetes 'Auge' zeigt gute Signalintegrität an.

Anstiegszeit (Rise Time)

Signalintegrität

Zeit für Signal, um von 10% auf 90% des Endwerts zu übergehen. Kürzere Anstiegszeiten erfordern Kanäle mit höherer Bandbreite.

B

Bandbreite (Bandwidth)

Signalintegrität

Frequenzbereich, in dem ein Signal oder System effektiv arbeitet. Höhere Datenraten erfordern größere Bandbreite.

C

Charakteristische Impedanz (Characteristic Impedance)

Impedanz

Verhältnis von Spannung zu Strom für eine Welle, die sich entlang einer Übertragungsleitung ausbreitet. Bestimmt durch Leiterbahngeometrie und dielektrische Eigenschaften. Übliche Werte: 50Ω einseitig, 100Ω differenziell.

D

Dielektrizitätskonstante (Dielectric Constant, Dk)

Materialien

Maß für die Fähigkeit eines Materials, elektrische Energie zu speichern. FR-4 Dk ≈ 4.2-4.5. Niedrigeres Dk bedeutet schnellere Signalausbreitung.

Differenzpaar (Differential Pair)

Übertragungsleitungen

Zwei Leiterbahnen, die komplementäre Signale (gleiche Amplitude, entgegengesetzte Polarität) führen. Bietet Störfestigkeit und reduzierte EMI. Üblich bei USB, PCIe, HDMI, Ethernet.

E

Einfügungsdämpfung (Insertion Loss)

Signalintegrität

Signalleistung, die verloren geht, während sie sich durch eine Übertragungsleitung bewegt. In dB ausgedrückt. Nimmt mit Frequenz und Leitungslänge zu.

F

Flankenrate (Edge Rate)

Signalintegrität

Geschwindigkeit des Signalübergangs von niedrig zu hoch (Anstiegszeit) oder hoch zu niedrig (Abfallzeit). Schnellere Flanken enthalten höherfrequente Inhalte und erfordern sorgfältigeres SI-Design.

FEXT (Fernend-Übersprechen)

Signalintegrität

Übersprechen, gemessen am fernen Ende der Opferleitung. Nimmt mit Leitungslänge und Kopplung zu. Dominant in Streifenleitungskonfigurationen.

FR-4

Materialien

Standard glasfaserverstärktes Epoxidlaminat für Leiterplatten. Dk ≈ 4.2-4.5, Df ≈ 0.02. Geeignet für Signale bis ~3 Gbps.

Fly-by-Topologie

DDR-Design

DDR-Speicher-Routing, bei dem Takt- und Befehlssignale sequenziell durch jeden DRAM laufen. Erzeugt absichtlichen Versatz, der während des Trainings kompensiert wird.

H

HDI (Hochdichte Verbindung)

Fertigung

Leiterplattentechnologie mit Mikrovias, feinen Leiterbahnen und dünnen Materialien für kompakte Designs. Üblich in mobilen Geräten und fortgeschrittenen Gehäusen.

I

Impedanz (Impedance)

Impedanz

Widerstand gegen AC-Stromfluss, gemessen in Ohm. Kontrollierte Impedanzleitungen sind für spezifische Werte (50Ω, 75Ω, 100Ω) für Signalintegrität ausgelegt.

ISI (Intersymbol-Interferenz)

Signalintegrität

Wenn ein Bit benachbarte Bits aufgrund von Kanalbandbreitenbeschränkungen beeinflusst. Sichtbar als Augenschluss. Mit Entzerrung kompensiert.

J

Jitter

Signalintegrität

Zeitliche Variation der Signalflanken von idealen Positionen. In Pikosekunden gemessen. Verursacht Bitfehler bei hohen Datenraten.

K

Koplanarer Wellenleiter (Coplanar Waveguide)

Übertragungsleitungen

Übertragungsleitung mit Masseebenen auf beiden Seiten der Signalleitung auf derselben Schicht. Bietet gute Impedanzkontrolle und EMI-Leistung.

L

Längenanpassung (Length Matching)

Routing

Sicherstellen, dass Signalleitungen gleiche elektrische Länge für Timing haben. Kritisch für parallele Busse (DDR), Differenzpaare und Taktverteilung.

LVDS (Niederspannungs-Differenzsignalisierung)

Schnittstellen

Differenzsignalisierungsstandard mit 350mV-Swing. Niedrige Leistung, hohe Geschwindigkeit, reduzierte EMI. Üblich bei Displays und Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungen.

M

Masseprellen (Ground Bounce)

Stromversorgungsintegrität

Spannungsschwankung auf Masse durch gleichzeitiges Schalten mehrerer Ausgänge. Verursacht Fehlauslösungen. Mit geeigneter Entkopplung mindern.

Masseebene (Ground Plane)

Lagenaufbau

Durchgehende Kupferschicht, die Signalrückweg und Abschirmung bietet. Wesentlich für kontrollierte Impedanz und EMI-Reduzierung.

Mikrostreifenleitung (Microstrip)

Übertragungsleitungen

Übertragungsleitung mit Leiterbahn auf äußerer Schicht über Masseebene. Einfach herzustellen, aber höhere Abstrahlung als Streifenleitung.

Mikrovia

Via-Design

Kleines Blindvia (typischerweise ≤6 mils), das benachbarte Schichten verbindet. Niedrigere Induktivität als Durchkontaktierungen. Verwendet in HDI-Designs.

N

NEXT (Nahend-Übersprechen)

Signalintegrität

Übersprechen, gemessen am nahen Ende (Quellenseite) der Opferleitung. Dominant in Mikrostreifenleitung. Mit Abstand und Masseabschirmung reduzieren.

Nyquist-Frequenz (Nyquist Frequency)

Signalintegrität

Halbe Datenratenfrequenz. Für 10 Gbps Signal ist Nyquist 5 GHz. Kanal muss diese Frequenz für ordnungsgemäßen Betrieb unterstützen.

O

ODT (On-Die-Terminierung)

DDR-Design

In IC-Chip integrierte Abschlusswiderstände. Eliminiert Bedarf an externen Widerständen. Üblich bei DDR-Speicherschnittstellen.

P

PAM4

Codierung

4-stufige Pulsamplitudenmodulation, die 2 Bits pro Symbol codiert. Verdoppelt Datenrate gegenüber NRZ. Verwendet in 100G+ Ethernet und PCIe 6.0.

Prepreg

Materialien

Teilweise gehärtetes Glasfaser-/Harzmaterial, das zwischen Kupferschichten im Leiterplattenaufbau verwendet wird. Wird nach Laminierung starr.

R

Ring (Annular Ring)

Fertigung

Kupferpad-Bereich um ein gebohrtes Loch in einer Leiterplatte. Der minimale Ring beträgt typischerweise 4-6 mils für zuverlässige Fertigung.

Rückbohren (Back-drill)

Via-Design

Entfernen ungenutzter Via-Stummel zur Reduzierung von Signalreflexionen und Verbesserung der Hochfrequenzleistung. Wesentlich für Signale über 5 Gbps.

Rückflussdämpfung (Return Loss)

Signalintegrität

Signalleistung, die aufgrund von Impedanzfehlanpassung zur Quelle zurückreflektiert wird. In negativen dB ausgedrückt. Besser als -10dB typischerweise erforderlich.

Rogers

Materialien

Marke von Hochleistungs-PTFE-basierten Laminaten. Geringer Verlust, stabiles Dk. Verwendet in HF, Mikrowellen und digitalen Hochgeschwindigkeitsanwendungen.

S

S-Parameter

Signalintegrität

Streuparameter, die Hochfrequenzverhalten beschreiben. S21 ist Einfügungsdämpfung, S11 ist Rückflussdämpfung. Verwendet für Kanalcharakterisierung.

Skin-Effekt

Signalintegrität

AC-Strom konzentriert sich bei hohen Frequenzen nahe der Leiteroberfläche. Erhöht Widerstand und Verlust. Ausgeprägter bei höheren Frequenzen.

Streifenleitung (Stripline)

Übertragungsleitungen

Übertragungsleitung mit Leiterbahn zwischen zwei Masseebenen. Bessere Abschirmung als Mikrostreifenleitung, aber schwieriger zu routen. Niedrigeres Übersprechen.

Stummel (Stub)

Via-Design

Nicht abgeschlossener Leiterbahnabzweig, der Reflexionen verursacht. Via-Stummel von ungenutzter Bohrlänge. Mit Rückbohren für Hochgeschwindigkeitssignale entfernen.

T

TDR (Zeitbereichsreflektometrie)

Messung

Messtechnik, die Impuls entlang Leiterbahn sendet und Reflexionen analysiert. Verwendet zum Finden von Impedanzunstetigkeit und Messen von Leiterbahnimpedanz.

TMDS

Schnittstellen

Übergangsminimierte Differenzsignalisierung verwendet in HDMI und DVI. Codierung reduziert Übergänge für niedrigere EMI.

V

Verlustfaktor (Dissipation Factor, Df)

Materialien

Maß für Signalenergie, die als Wärme im Dielektrikum verloren geht. Niedrigerer Df bedeutet weniger Verlust. FR-4 Df ≈ 0.02, Megtron 6 Df ≈ 0.004.

Via

Via-Design

Plattiertes Loch, das Kupferschichten verbindet. Typen: Durchkontaktierung (alle Schichten), Blind (Oberfläche zu intern), Buried (nur interne Schichten).

Via-Stummel (Via Stub)

Via-Design

Ungenutzter Teil der Durchkontaktierung, der über Signalschicht hinausreicht. Erzeugt Resonanz und Reflexionen. Mit Rückbohren entfernen.

W

Weave-Effekt

Materialien

Impedanzvariation aufgrund von Glasfaserwebmuster im Leiterplattenlaminat. Kann Versatz in Differenzpaaren verursachen. Mit rotiertem Routing mindern.