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Glossario PCB A-Z

Dizionario completo della terminologia di design PCB e integrità del segnale. Dall'impedenza al crosstalk, impara i concetti essenziali per il design ad alta velocità.

A

Accoppiamento AC (AC Coupling)

Integrità del Segnale

Utilizare condensatori per bloccare la DC mentre si fanno passare i segnali AC. Comune nelle interfacce ad alta velocità come PCIe, USB e HDMI per permettere diversi livelli di polarizzazione DC tra trasmettitore e ricevitore.

Anello anulare (Annular Ring)

Produzione

Area del pad in rame che circonda un foro perforato in un PCB. L'anello anulare minimo è tipicamente di 4-6 mils per una produzione affidabile.

C

Costante dielettrica (Dielectric Constant, Dk)

Materiali

Misura della capacità di un materiale di immagazzinare energia elettrica. FR-4 Dk ≈ 4.2-4.5. Dk più basso significa propagazione del segnale più veloce.

Coppia differenziale (Differential Pair)

Linee di Trasmissione

Due tracce che trasportano segnali complementari (uguale ampiezza, polarità opposta). Fornisce immunità al rumore e EMI ridotta. Comune in USB, PCIe, HDMI, Ethernet.

Corrispondenza di lunghezza (Length Matching)

Instradamento

Garantire che le tracce di segnale abbiano uguale lunghezza elettrica per la temporizzazione. Critico per bus paralleli (DDR), coppie differenziali e distribuzione del clock.

D

Diafonia (Crosstalk)

Integrità del Segnale

Accoppiamento indesiderato tra tracce di segnale adiacenti. NEXT (estremità vicina) si verifica alla sorgente, FEXT (estremità lontana) al ricevitore. Minimizzare con spaziatura adeguata e schermatura di massa.

Diagramma dell'occhio (Eye Diagram)

Integrità del Segnale

Display oscilloscopio che mostra la qualità del segnale sovrapponendo molte transizioni di bit. Un 'occhio' ampio e aperto indica buona integrità del segnale.

E

Effetto pelle (Skin Effect)

Integrità del Segnale

Corrente AC che si concentra vicino alla superficie del conduttore ad alte frequenze. Aumenta resistenza e perdita. Più pronunciato a frequenze più elevate.

Effetto tessitura (Weave Effect)

Materiali

Variazione di impedenza dovuta al modello di tessitura in fibra di vetro nel laminato PCB. Può causare skew nelle coppie differenziali. Mitigare con instradamento ruotato.

F

Fattore di dissipazione (Dissipation Factor, Df)

Materiali

Misura dell'energia del segnale persa come calore nel dielettrico. Df più basso significa meno perdita. FR-4 Df ≈ 0.02, Megtron 6 Df ≈ 0.004.

FEXT (Diafonia estremità lontana)

Integrità del Segnale

Diafonia misurata all'estremità lontana della traccia vittima. Aumenta con la lunghezza della traccia e l'accoppiamento. Dominante nelle configurazioni stripline.

FR-4

Materiali

Laminato epossidico rinforzato con fibra di vetro standard per PCB. Dk ≈ 4.2-4.5, Df ≈ 0.02. Adatto per segnali fino a ~3 Gbps.

Frequenza di Nyquist (Nyquist Frequency)

Integrità del Segnale

Metà della frequenza della velocità dei dati. Per segnale a 10 Gbps, Nyquist è 5 GHz. Il canale deve supportare questa frequenza per il corretto funzionamento.

G

Guida d'onda coplanare (Coplanar Waveguide)

Linee di Trasmissione

Linea di trasmissione con piani di massa su entrambi i lati della traccia di segnale sullo stesso strato. Offre buon controllo dell'impedenza e prestazioni EMI.

H

HDI (Interconnessione ad Alta Densità)

Produzione

Tecnologia PCB che utilizza microvia, tracce sottili e materiali sottili per progetti compatti. Comune nei dispositivi mobili e nell'imballaggio avanzato.

I

Impedenza caratteristica (Characteristic Impedance)

Impedenza

Il rapporto tra tensione e corrente per un'onda che viaggia lungo una linea di trasmissione. Determinata dalla geometria della traccia e dalle proprietà dielettriche. Valori comuni: 50Ω single-ended, 100Ω differenziale.

Impedenza (Impedance)

Impedenza

Opposizione al flusso di corrente AC, misurata in ohm. Le tracce a impedenza controllata sono progettate per valori specifici (50Ω, 75Ω, 100Ω) per l'integrità del segnale.

ISI (Interferenza tra simboli)

Integrità del Segnale

Quando un bit influenza i bit adiacenti a causa delle limitazioni di larghezza di banda del canale. Visibile come chiusura dell'occhio. Compensato con equalizzazione.

J

Jitter

Integrità del Segnale

Variazione temporale nei fronti di segnale dalle posizioni ideali. Misurato in picosecondi. Causa errori di bit ad alte velocità di dati.

L

Larghezza di banda (Bandwidth)

Integrità del Segnale

L'intervallo di frequenza in cui un segnale o sistema opera efficacemente. Velocità di dati più elevate richiedono maggiore larghezza di banda.

LVDS (Segnalazione differenziale a bassa tensione)

Interfacce

Standard di segnalazione differenziale che utilizza oscillazione di 350mV. Bassa potenza, alta velocità, EMI ridotta. Comune nei display e nei collegamenti dati ad alta velocità.

Linea di trasmissione (Transmission Line)

Integrità del Segnale

Traccia progettata con impedenza controllata per segnali ad alta frequenza. Richiesta quando lunghezza traccia > 1/6 della lunghezza d'onda del segnale.

M

Microstriscia (Microstrip)

Linee di Trasmissione

Linea di trasmissione con traccia su strato esterno sopra un piano di massa. Facile da produrre ma ha radiazione più alta della stripline.

Microvia

Progettazione Via

Piccola via cieca (tipicamente ≤6 mils) che collega strati adiacenti. Induttanza inferiore rispetto alle vie passanti. Usata nei progetti HDI.

N

NEXT (Diafonia estremità vicina)

Integrità del Segnale

Diafonia misurata all'estremità vicina (lato sorgente) della traccia vittima. Dominante nella microstriscia. Ridurre con spaziatura e schermatura di massa.

O

ODT (Terminazione on-chip)

Progettazione DDR

Resistenze di terminazione integrate nel die IC. Elimina la necessità di resistenze esterne. Comune nelle interfacce di memoria DDR.

P

Piano di massa (Ground Plane)

Impilamento

Strato di rame continuo che fornisce percorso di ritorno del segnale e schermatura. Essenziale per impedenza controllata e riduzione EMI.

Perdita di inserzione (Insertion Loss)

Integrità del Segnale

Potenza del segnale persa mentre viaggia attraverso una linea di trasmissione. Espressa in dB. Aumenta con la frequenza e la lunghezza della traccia.

PAM4

Codifica

Modulazione di ampiezza di impulso a 4 livelli che codifica 2 bit per simbolo. Raddoppia la velocità dei dati vs NRZ. Usato in Ethernet 100G+ e PCIe 6.0.

Prepreg

Materiali

Materiale in fibra di vetro/resina parzialmente indurito utilizzato tra gli strati di rame nell'impilamento PCB. Diventa rigido dopo la laminazione.

Perdita di ritorno (Return Loss)

Integrità del Segnale

Potenza del segnale riflessa verso la sorgente a causa di disadattamento di impedenza. Espressa in dB negativi. Meglio di -10dB tipicamente richiesto.

Parametri S (S-Parameters)

Integrità del Segnale

Parametri di dispersione che descrivono il comportamento ad alta frequenza. S21 è perdita di inserzione, S11 è perdita di ritorno. Usato per caratterizzazione del canale.

R

Retroforatura (Back-drill)

Progettazione Via

Rimozione dello stub di via non utilizzato per ridurre le riflessioni del segnale e migliorare le prestazioni ad alta frequenza. Essenziale per segnali sopra 5 Gbps.

Rimbalzo di massa (Ground Bounce)

Integrità di Potenza

Fluttuazione di tensione sulla massa dovuta alla commutazione simultanea di più uscite. Causa attivazioni false. Mitigare con disaccoppiamento adeguato.

Rogers

Materiali

Marca di laminati ad alte prestazioni basati su PTFE. Bassa perdita, Dk stabile. Usato in applicazioni RF, a microonde e digitali ad alta velocità.

S

Stripline

Linee di Trasmissione

Linea di trasmissione con traccia tra due piani di massa. Schermatura migliore della microstriscia ma più difficile da instradare. Diafonia inferiore.

Stub

Progettazione Via

Ramo di traccia non terminato che causa riflessioni. Stub di via da lunghezza barile non utilizzata. Rimuovere con retroforatura per segnali ad alta velocità.

Stub di via (Via Stub)

Progettazione Via

Porzione non utilizzata di via passante che si estende oltre lo strato di segnale. Crea risonanza e riflessioni. Rimuovere con retroforatura.

T

Topologia Fly-by

Progettazione DDR

Instradamento memoria DDR dove i segnali di clock e comando passano sequenzialmente attraverso ogni DRAM. Crea uno skew intenzionale compensato durante l'addestramento.

Tempo di salita (Rise Time)

Integrità del Segnale

Tempo per il segnale di passare dal 10% al 90% del valore finale. Tempi di salita più brevi richiedono canali di larghezza di banda più elevata.

TDR (Riflettometria nel dominio del tempo)

Misurazione

Tecnica di misurazione che invia impulso lungo la traccia e analizza le riflessioni. Usato per trovare discontinuità di impedenza e misurare l'impedenza della traccia.

TMDS

Interfacce

Segnalazione differenziale a transizione minimizzata usata in HDMI e DVI. La codifica riduce le transizioni per EMI inferiore.

V

Velocità di fronte (Edge Rate)

Integrità del Segnale

La velocità di transizione del segnale da basso ad alto (tempo di salita) o da alto a basso (tempo di discesa). Fronti più veloci contengono contenuto di frequenza più alto e richiedono progettazione SI più attenta.

Via

Progettazione Via

Foro placcato che collega strati di rame. Tipi: passante (tutti gli strati), cieco (superficie a interno), sepolto (solo strati interni).