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【E问E答】在PCB规划中有哪些关键?

PCB设计在整个电路板中非常重要,它决定着整个pcb的基础。本文总结了在PCB设计中一些需要注意的要点,以供参考。1、选择PCB板材选择PCB板材必须在满足设计需求和可量产性及成本中间取得

  PCB规划在整个电路板中十分重要,它决议着整个pcb的根底。本文总结了在PCB规划中一些需求留意的关键,以供参阅。

  1、挑选PCB板材

  挑选PCB板材有必要在满意规划需求和可量产性及本钱中心获得平衡点。规划需求包括电气和组织这两部分。一般在规划十分高速的PCB板子(大于GHz的频率)时这原料问题会比较重要。 例如,现在常用的FR-4原料,在几个GHz的频率时的介质损(dielectric loss)会对信号衰减 有很大的影响,或许就不合用。就电气而言,要留意介电常数(dielectric constant)和介 质损在所规划的频率是否合用。

  2、防止高频搅扰

  防止高频搅扰的基本思路是尽量下降高频信号电磁场的搅扰,也便是所谓的串扰 (Crosstalk)。可用拉大高速信号和模仿信号之间的间隔,或加ground guard/shunt traces 在模仿信号周围,还要留意数字地对模仿地的噪声搅扰。

  3、处理信号的完好性问题

  信号完好性基本上是阻抗匹配的问题。而影响阻抗匹配的要素有信号源的架构和输出阻抗 (output impedance),走线的特性阻抗,负载端的特性,走线的拓朴(topology)架构等。处理的方法是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。

  4、完成差分布线方法

  差分对的布线有两点要留意,一是两条线的长度要尽量相同长,另一是两线的间隔(此间隔 由差分阻抗决议)要一向坚持不变,也便是要坚持平行。平行的方法有两种,一为两条线走 在同一走线层(side-by-side),一为两条线走在上下相邻两层(over-under)。一般以前者 side-by-side完成的方法较多。 

  5、在只要一个输出端的时钟信号线情况下,完成差分布线

  要用差分布线必定是信号源和接纳端也都是差分信号才有含义。所以对只要一个输出端的时 钟信号是无法运用差分布线的。

  6、接纳端差分线对间的匹配电阻

  接纳端差分线对间的匹配电阻一般会加, 其值应等于差分阻抗的值。这样信号质量会好些。

  7、差分对的布线要接近且平行

  对差分对的布线方法应该要恰当的接近且平行。所谓恰当的接近是由于这间隔会影响到差分 阻抗(differential impedance)的值, 此值是规划差分对的重要参数。需求平行也是由于要坚持差分阻抗的一致性。若两线忽远忽近, 差分阻抗就会不一致, 就会影响信号完好性 (signal integrity)及时间延迟(timing delay)。

  8、处理实践布线中的一些理论抵触的问题

  a. 基本上,将模/数地切割阻隔是对的。要留意的是信号走线尽量不要跨过有切割的当地(moat), 还有不要让电源和信号的回流电流途径(returning current path)变太大。 

  b. 晶振是模仿的正反馈振动电路,要有安稳的振动信号,有必要满意loop gain与phase的标准, 而这模仿信号的振动标准很简单遭到搅扰, 即便加ground guard traces或许也无法彻底阻隔搅扰。 并且离的太远, 地平面上的噪声也会影响正反馈振动电路。所以,必定要将 晶振和芯片的间隔进或许接近。

  c. 的确高速布线与EMI的要求有许多抵触。 但基本原则是因EMI所加的电阻电容或ferrite bead,不能形成信号的一些电气特性不契合标准。所以,最好先用安排走线和PCB叠层的技 巧来处理或削减EMI的问题, 如高速信号走内层。最终才用电阻电容或ferrite bead的方法,以下降对信号的损伤。

  9、处理高速信号的手艺布线和主动布线之间的对立

  现在较强的布线软件的主动布线器大部分都有设定约束条件来操控绕线方法及过孔数目。 各家EDA公司的绕线引擎才能和约束条件的设定项目有时相差甚远。例如,是否有满足的约束条件操控蛇行线(serpentine)弯曲的方法,能否操控差分对的走线间隔等。这会影响到 主动布线出来的走线方法是否能契合规划者的主意。别的,手动调整布线的难易也与绕线 引擎的才能有肯定的联系。例如,走线的推挤才能,过孔的推挤才能,乃至走线对敷铜的推挤才能等等。所以,挑选一个绕线引擎才能强的布线器,才是处理之道。

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