PCB設(shè)計(jì)技巧常見問題分析
1、如何選擇PCB板材?
選擇PCB板材必須在滿足設(shè)計(jì)需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點(diǎn)。設(shè)計(jì)需求包含電氣和機(jī)構(gòu)這兩部分。通常在設(shè)計(jì)非常高速的PCB板子(大于GHz的頻率)時(shí)這材質(zhì)問題會比較重要?!±?,現(xiàn)在常用的FR-4材質(zhì),在幾個(gè)GHz的頻率時(shí)的介質(zhì)損(dielectric?。欤铮螅螅π盘査p 有很大的影響,可能就不合用。就電氣而言,要注意介電常數(shù)(dielectric?。悖铮睿螅簦幔睿簦┖徒椤≠|(zhì)損在所設(shè)計(jì)的頻率是否合用。
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2、如何避免高頻干擾?
避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號電磁場的干擾,也就是所謂的串?dāng)_(Crosstalk)??捎美蟾咚傩盘柡湍M信號之間的距離,或加ground?。纾酰幔颍洌螅瑁酰睿簟。簦颍幔悖澹蟆≡谀M信號旁邊。還要注意數(shù)字地對模擬地的噪聲干擾。
3、在高速設(shè)計(jì)中,如何解決信號的完整性問題?
信號完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號源的架構(gòu)和輸出阻抗(output?。椋恚穑澹洌幔睿悖澹?,走線的特性阻抗,負(fù)載端的特性,走線的拓樸(topology)架構(gòu)等。解決的方式是靠端接(termination)與調(diào)整走線的拓樸。
4、差分布線方式是如何實(shí)現(xiàn)的?
差分對的布線有兩點(diǎn)要注意,一是兩條線的長度要盡量一樣長,另一是兩線的間距(此間距 由差分阻抗決定)要一直保持不變,也就是要保持平行。平行的方式有兩種,一為兩條線走 在同一走線層(side-by-side),一為兩條線走在上下相鄰兩層(over-under)。一般以前者?。螅椋洌澹猓螅椋洌鍖?shí)現(xiàn)的方式較多。 ?
5、對于只有一個(gè)輸出端的時(shí)鐘信號線,如何實(shí)現(xiàn)差分布線?
要用差分布線一定是信號源和接收端也都是差分信號才有意義。所以對只有一個(gè)輸出端的時(shí) 鐘信號是無法使用差分布線的。?
6、接收端差分線對之間可否加一匹配電阻?
接收端差分線對間的匹配電阻通常會加, 其值應(yīng)等于差分阻抗的值。這樣信號品質(zhì)會好些。
7、為何差分對的布線要靠近且平行?
對差分對的布線方式應(yīng)該要適當(dāng)?shù)目拷移叫?。所謂適當(dāng)?shù)目拷且驗(yàn)檫@間距會影響到差分 ?阻抗(differential impedance)的值, 此值是設(shè)計(jì)差分對的重要參數(shù)。需要平行也是因?yàn)橐3植罘肿杩沟囊恢滦?。若兩線忽遠(yuǎn)忽近, 差分阻抗就會不一致, 就會影響信號完整性?。ǎ螅椋纾睿幔臁。椋睿簦澹纾颍椋簦┘皶r(shí)間延遲(timing?。洌澹欤幔?。
8、如何處理實(shí)際布線中的一些理論沖突的問題
1. 基本上, 將模/數(shù)地分割隔離是對的?!∫⒁獾氖切盘栕呔€盡量不要跨過有分割的地方(moat), 還有不要讓電源和信號的回流電流路徑(returning?。悖酰颍颍澹睿簟。穑幔簦瑁┳兲??!?
2. 晶振是模擬的正反饋振蕩電路, 要有穩(wěn)定的振蕩信號, 必須滿足loop?。纾幔椋钆cphase的規(guī) 范, 而這模擬信號的振蕩規(guī)范很容易受到干擾, 即使加ground?。纾酰幔颍洹。簦颍幔悖澹罂赡芤矡o法完全隔離干擾?!《译x的太遠(yuǎn), 地平面上的噪聲也會影響正反饋振蕩電路?!∷?, 一定要將 晶振和芯片的距離進(jìn)可能靠近。
3. 確實(shí)高速布線與EMI的要求有很多沖突?!〉驹瓌t是因EMI所加的電阻電容或ferrite?。猓澹幔?, 不能造成信號的一些電氣特性不符合規(guī)范?!∷?, 最好先用安排走線和PCB疊層的技 巧來解決或減少EMI的問題, 如高速信號走內(nèi)層。 最后才用電阻電容或ferrite?。猓澹幔涞姆绞?, 以降低對信號的傷害。
9、如何解決高速信號的手工布線和自動布線之間的矛盾?
現(xiàn)在較強(qiáng)的布線軟件的自動布線器大部分都有設(shè)定約束條件來控制繞線方式及過孔數(shù)目?!「骷遥牛模凉镜睦@線引擎能力和約束條件的設(shè)定項(xiàng)目有時(shí)相差甚遠(yuǎn)?!±?, 是否有足夠的約束條件控制蛇行線(serpentine)蜿蜒的方式, 能否控制差分對的走線間距等?!∵@會影響到 自動布線出來的走線方式是否能符合設(shè)計(jì)者的想法?!×硗?, 手動調(diào)整布線的難易也與繞線 引擎的能力有絕對的關(guān)系?!±?, 走線的推擠能力, 過孔的推擠能力, 甚至走線對敷銅的推擠能力等等?!∷?, 選擇一個(gè)繞線引擎能力強(qiáng)的布線器, 才是解決之道。
10、關(guān)于test coupon。
test?。悖铮酰穑铮钍怯脕硪裕裕模摇。ǎ裕椋恚濉。模铮恚幔椋睢。遥澹妫欤澹悖簦铮恚澹簦澹颍y量所生產(chǎn)的PCB板的特性阻抗是 否滿足設(shè)計(jì)需求。 一般要控制的阻抗有單根線和差分對兩種情況?!∷?,?。簦澹螅簟。悖铮酰穑铮钌系淖呔€線寬和線距(有差分對時(shí))要與所要控制的線一樣?!∽钪匾氖菧y量時(shí)接地點(diǎn)的位置?!榱藴p少接地引線(ground?。欤澹幔洌┑碾姼兄?,?。裕模姨桨簦ǎ穑颍铮猓澹┙拥氐牡胤酵ǔ7浅=咏啃盘柕牡胤剑ǎ穑颍铮猓濉。簦椋穑∷?,?。簦澹螅簟。悖铮酰穑铮钌狭繙y信號的點(diǎn)跟接地點(diǎn)的距離和方式 要符合所用的探棒。
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