高速PCB設(shè)計(jì)指南

隨著高速PCB設(shè)計(jì)的引入，電路建筑行業(yè)正在為設(shè)計(jì)師，工程師和PCB制造而改變。如果您需要有關(guān)PCB技術(shù)的復(fù)習(xí)知識(shí)，需要知道如何設(shè)計(jì)PCB，或者是電路初學(xué)者，我們的綜合指南將為您提供幫助。

什么是高速PCB設(shè)計(jì)？

高速PCB設(shè)計(jì)是用于高速電路的工程電路板布局。這些高速電路是電路板的物理組件會(huì)影響信號(hào)完整性的設(shè)計(jì)。高速電路的這種特性包括布局，層堆疊和互連等等。

采用高速PCB設(shè)計(jì)時(shí)，您必須比平時(shí)花費(fèi)更多的時(shí)間在走線的確切位置，寬度，與其他信號(hào)的接近程度以及走線所連接的組件類(lèi)型上。

信號(hào)和信號(hào)完整性

無(wú)論您是要處理普通還是高速PCB設(shè)計(jì)，電路板都會(huì)通過(guò)走線發(fā)送信號(hào)以到達(dá)端點(diǎn)。那么，什么是高速信號(hào)？有兩種類(lèi)型：模擬和數(shù)字。

數(shù)字信號(hào)

數(shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼈兪且幌盗械牡忘c(diǎn)和高點(diǎn)。您也可以將它們視為0和1，或者斷斷續(xù)續(xù)。

模擬信號(hào)

模擬信號(hào)的變化遠(yuǎn)大于數(shù)字信號(hào)，并且可能包含正負(fù)信號(hào)陣列。信號(hào)根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度和頻率而波動(dòng)。

高速PCB設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，請(qǐng)牢記這些常見(jiàn)問(wèn)題和解決方案，以提高電路板的性能。

問(wèn)題

高速PCB設(shè)計(jì)非常敏感，因此在您進(jìn)行項(xiàng)目時(shí)可能會(huì)遇到一些問(wèn)題。這是要監(jiān)視的三個(gè)最常見(jiàn)的問(wèn)題。

定時(shí)

如果信號(hào)定時(shí)不正確，則可能會(huì)收到損壞的數(shù)據(jù)。由于存在時(shí)序問(wèn)題，您需要確保布局中的每個(gè)信號(hào)以及來(lái)自時(shí)鐘的信號(hào)都相對(duì)于所有其他信號(hào)在正確的時(shí)間到達(dá)。

干擾

信號(hào)完整性意味著您的信號(hào)以正確的形式到達(dá)目的地。如果您的信號(hào)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)看起來(lái)不像它們應(yīng)有的樣子，則很可能在此過(guò)程中遇到了干擾。

噪聲

每個(gè)PCB都會(huì)釋放噪聲，但是如果噪聲過(guò)多，則可能會(huì)損壞您的數(shù)據(jù)。當(dāng)板上的其他信號(hào)之一發(fā)生意外振蕩而影響周?chē)男盘?hào)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生噪聲。

解決方案

幸運(yùn)的是，已經(jīng)解決了所有這些問(wèn)題，它們是高速設(shè)計(jì)至關(guān)重要的一部分。

阻抗

阻抗是解決影響PCB設(shè)計(jì)的幾個(gè)最常見(jiàn)問(wèn)題的基本解決方案。當(dāng)發(fā)射器和接收器之間的阻抗正確時(shí)，它將直接影響信號(hào)的質(zhì)量，完整性和靈敏度。

匹配

匹配有助于正確安排信號(hào)時(shí)間。如果匹配兩條耦合走線的長(zhǎng)度，將確保它們同時(shí)到達(dá)目的地并與時(shí)鐘同步。

間距

在示蹤劑之間留有足夠的空間有助于保護(hù)它們免受噪聲和其他類(lèi)型信號(hào)的干擾。當(dāng)避免將示蹤劑放置得太近時(shí)，可以減少干擾的機(jī)會(huì)。

高速PCB布局

當(dāng)我們談?wù)撌裁词?/span>PCB的高速設(shè)計(jì)時(shí)，我們必須記住大量的指導(dǎo)原則。提前計(jì)劃布局將有助于維護(hù)項(xiàng)目的時(shí)間表并防止出錯(cuò)。

原理圖

第一步是用原理圖繪制電路圖。繪制原理圖時(shí)，請(qǐng)考慮信號(hào)流，并嘗試從左到右捕獲自然流，同時(shí)包括盡可能多的有用信息。

要求

具體說(shuō)明您的PCB布局說(shuō)明。確保包括對(duì)電路用途的描述，電路草圖，電路板堆疊，組件的位置以及走線和電路的距離。

您可能還需要考慮每層信號(hào)的類(lèi)型。例如，如果您使用的是射頻，則需要考慮什么是RF PCB設(shè)計(jì)。這些是具有特殊要求的高頻信號(hào)。在您的說(shuō)明中，包括對(duì)董事會(huì)正常運(yùn)作至關(guān)重要的所有內(nèi)容。

位置

電路板上組件的位置是PCB布局中最關(guān)鍵的元素之一。您還必須考慮電路在板上的位置以及周?chē)?a href="http://ttokpm.com/soft/data/4-19/" target="_blank">其他電路。

電源旁路

為了降低高速電路中的噪聲，必須旁路放大器電源端子上的電源。

如果要處理高速運(yùn)算放大器，則有兩種旁路技術(shù)。它們是在大多數(shù)情況下都可使用的軌對(duì)地，而在特殊情況下則很有用。

寄生電容

寄生電容是寄生電容器和電感器，它們潛入高速布局并在電路中引起問(wèn)題。由于不需要花費(fèi)很多時(shí)間就可以破壞它們，因此高速PCB電路很容易受到寄生影響。

地平面

接地層用作參考電壓，提供屏蔽功能，允許散熱，并最大程度降低了雜散電感。但是，您必須要小心，因?yàn)榻拥貙右部赡軙?huì)導(dǎo)致更多的寄生電容。

在大多數(shù)情況下，您將希望將電路的整個(gè)層都用作接地層，并保持其不間斷。

打包

在處理運(yùn)算放大器時(shí)，它們采用許多不同的封裝。您選擇的一個(gè)將影響放大器的高頻性能。通常，封裝會(huì)影響寄生效應(yīng)和信號(hào)路由。

布線和屏蔽

布線和屏蔽可減少信號(hào)之間的干擾。PCB設(shè)計(jì)中存在幾種布線和屏蔽方法。接地層可以很好地進(jìn)行屏蔽。您還可以正交走線，以減少電容耦合并最大程度地減小走線的接近度。

如何判斷您的項(xiàng)目是否高速

雖然沒(méi)有絕對(duì)定義高速PCB設(shè)計(jì)，但是有幾種方法可以確定您的項(xiàng)目是否是高速的。

信號(hào)完整性的問(wèn)題是一個(gè)準(zhǔn)確的指示。如果您正在開(kāi)發(fā)手機(jī)項(xiàng)目或主板，那絕對(duì)是一種高速設(shè)計(jì)。使用特定技術(shù)也可能是有用的線索。

如果您的項(xiàng)目是一個(gè)分布式系統(tǒng)，其中有一堆子電路可以在更廣泛的系統(tǒng)中獨(dú)立工作，那么您還需要處理高速PCB。