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高速PCB规划中的常见问题及解决方法

随着器件工作频率越来越高,高速PCB设计所面临的信号完整性等问题成为传统设计的一个瓶颈,工程师在设计出完整的解决方案上面临越来越大的挑战。尽管有关的高速仿真工具和互连工具可以帮助设计设计师解决部分难题

跟着器材作业频率越来越高,高速PCB规划所面对的信号完好性等问题成为传统规划的一个瓶颈,工程师在规划出完好的处理方案上面对越来越大的应战。虽然有关的高速仿真东西和互连东西能够协助规划规划师处理部分难题,但高速PCB规划中也更需求经历的不断积累及业界间的深化沟通。

下面罗列的是其间一些广受注重的问题。

布线拓朴对信号完好性的影响

当信号在高速PCB板上沿传输线传输时可能会发生信号完好性问题。意法半导体的网友tongyang问:关于一组总线(地址,数据,指令)驱动多达4、5个设备(FLASH、SDRAM等)的状况,在PCB布线时,是总线顺次抵达各设备,如先连到SDRAM,再到FLASH……仍是总线呈星型散布,即从某处别离,别离连到各设备。这两种方法在信号完好性上,哪种较好?

对此,李宝龙指出,布线拓扑对信号完好性的影响,首要反映在各个节点上信号抵达时刻不共同,反射信号相同抵达某节点的时刻不共同,所以形成信号质量恶化。一般来讲,星型拓扑结构,能够经过操控相同长的几个分支,使信号传输和反射时延共同,抵达比较好的信号质量。在运用拓扑之间,要考虑到信号拓扑节点状况、实践作业原理和布线难度。不同的Buffer,关于信号的反射影响也不共同,所以星型拓扑并不能很好处理上述数据地址总线连接到FLASH和SDRAM的时延,从而无法保证信号的质量;另一方面,高速的信号一般在DSP和SDRAM之间通讯,FLASH加载时的速率并不高,所以在高速仿真时只需保证实践高速信号有用作业的节点处的波形,而无需注重FLASH处波形;星型拓扑比较菊花链等拓扑来讲,布线难度较大,特别很多数据地址信号都选用星型拓扑时。

焊盘对高速信号的影响

在PCB中,从规划的视点来看一个过孔首要由两部分组成:中心的钻孔和钻孔周围的焊盘。有名为fulonm的工程师讨教嘉宾焊盘对高速信号有何影响,对此,李宝龙表明:焊盘对高速信号有影响,其影响相似器材的封装对器材的影响。详细的剖析,信号从IC内出来今后,经过邦定线、管脚、封装外壳、焊盘、焊锡抵达传输线,这个过程中的一切关节都会影响信号的质量。但实践剖析时,很难给出焊盘、焊锡加上管脚的详细参数。所以一般就用IBIS模型中的封装的参数将他们都归纳了,当然这样的剖析在较低的频率上能够接纳,但关于更高频率信号更高精度仿真就不行准确。现在的一个趋势是用IBIS的V-I、V-T曲线描绘Buffer特性,用SPICE模型描绘封装参数。

怎么按捺电磁搅扰

PCB是发生电磁搅扰(EMI)的源头,所以PCB规划直接关系到电子产品的电磁兼容性(EMC)。如果在高速PCB规划中对EMC/EMI予以注重,将有助缩短产品研制周期加速产品上市时刻。因而,不少工程师在此次论坛中非常注重按捺电磁搅扰的问题。例如,无锡祥生医学影像有限责任公司的舒剑表明,在EMC测验中发现时钟信号的谐波超支非常严峻,请问是不是要对运用到时钟信号的IC的电源引脚做特别处理,现在只是在电源引脚上连接去耦电容。在PCB规划中还有需求留意哪些方面以遏止电磁辐射呢?对此,李宝龙指出,EMC的三要素为辐射源,传达途径和受害体。传达途径分为空间辐射传达和电缆传导。所以要按捺谐波,首要看看它传达的途径。电源去耦是处理传导方法传达,此外,必要的匹配和屏蔽也是需求的。

李宝龙也在答复WHITE网友的问题时指出,滤波是处理EMC经过传导途径辐射的一个好办法,除此之外,还能够从搅扰源和受害体方面下手考虑。搅扰源方面,试着用示波器检查一下信号上升沿是否太快,存在反射或Overshoot、undershoot或ringing,如果有,能够考虑匹配;别的尽量防止做50%占空比的信号,由于这种信号没有偶次谐波,高频重量更多。受害体方面,能够考虑包地等办法。

RF布线是挑选过孔仍是打弯布线

此次论坛中,也不有少网友就高速模仿电路规划发问。如精恒电子的一位网友问:在高速PCB中,过也能够削减很大的回流途径,但有人说甘愿弯一下也不要打过也,那应该怎么取舍?

对此,李宝龙指出,剖析RF电路的回流途径,与高速数字电路中信号回流不太相同。二者有共同点,都是散布参数电路,都是运用Maxwell方程核算电路的特性。但射频电路是模仿电路,有电路中电压V=V(t)、电流I=I(t)两个变量都需求进行操控,而数字电路只注重信号电压的改变V=V(t)。因而,在RF布线中,除了考虑信号回流外,还需求考虑布线对电流的影响。即打弯布线和过孔对信号电流有没有影响。此外,大多数RF板都是单面或双面PCB,并没有完好的平面层,回流途径散布在信号周围各个地和电源上,仿真时需求运用3D场提取东西剖析,这时候打弯布线和过孔的回流需求详细剖析;高速数字电路剖析一般只处理有完好平面层的多层PCB,运用2D场提取剖析,只考虑在相邻平面的信号回流,过孔只作为一个集总参数的R-L-C处理。

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