教你們6個(gè)和高速PCB相關(guān)的疑難問題

在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的問題，如阻抗匹配、EMI規(guī)則等。本文為大家整理了一些和高速PCB相關(guān)的疑難問答，希望對(duì)大家有所幫助。

1、在高速PCB設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，如何考慮阻抗匹配問題？

在設(shè)計(jì)高速 PCB 電路時(shí)，阻抗匹配是設(shè)計(jì)的要素之一。而阻抗值跟走線方式有絕對(duì)的關(guān)系，例如是走在表面層（microstrip）或內(nèi)層（stripline/double stripline），與參考層（電源層或地層）的距離，走線寬度，PCB材質(zhì)等均會(huì)影響走線的特性阻抗值。

也就是說要在布線后才能確定阻抗值。一般仿真軟件會(huì)因線路模型或所使用的數(shù)學(xué)算法的限制而無法考慮到一些阻抗不連續(xù)的布線情況，這時(shí)候在原理圖上只能預(yù)留一些terminators（端接），如串聯(lián)電阻等，來緩和走線阻抗不連續(xù)的效應(yīng)。真正根本解決問題的方法還是布線時(shí)盡量注意避免阻抗不連續(xù)的發(fā)生。

2、當(dāng)一塊 PCB 板中有多個(gè)數(shù)/模功能塊時(shí)，常規(guī)做法是要將數(shù)/模地分開，原因何在？

將數(shù)/模地分開的原因是因?yàn)?a href="http://ttokpm.com/v/tag/8791/" target="_blank">數(shù)字電路在高低電位切換時(shí)會(huì)在電源和地產(chǎn)生噪聲，噪聲的大小跟信號(hào)的速度及電流大小有關(guān)。

如果地平面上不分割且由數(shù)字區(qū)域電路所產(chǎn)生的噪聲較大而模擬區(qū)域的電路又非常接近，則即使數(shù)模信號(hào)不交叉，模擬的信號(hào)依然會(huì)被地噪聲干擾。也就是說數(shù)模地不分割的方式只能在模擬電路區(qū)域距產(chǎn)生大噪聲的數(shù)字電路區(qū)域較遠(yuǎn)時(shí)使用。

3、在高速PCB設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)該從那些方面去考慮EMC、EMI的規(guī)則呢？

一般EMI/EMC設(shè)計(jì)時(shí)需要同時(shí)考慮輻射（radiated）與傳導(dǎo)（conducted）兩個(gè)方面。前者歸屬于頻率較高的部分（》30MHz）后者則是較低頻的部分（《30MHz）。所以不能只注意高頻而忽略低頻的部分。

一個(gè)好的EMI/EMC設(shè)計(jì)必須一開始布局時(shí)就要考慮到器件的位置，PCB疊層的安排，重要聯(lián)機(jī)的走法，器件的選擇等，如果這些沒有事前有較佳的安排，事后解決則會(huì)事倍功半，增加成本。

例如時(shí)鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對(duì)外的連接器，高速信號(hào)盡量走內(nèi)層并注意特性阻抗匹配與參考層的連續(xù)以減少反射，器件所推的信號(hào)之斜率（slew rate）盡量小以減低高頻成分，選擇去耦合（decoupling/bypass）電容時(shí)注意其頻率響應(yīng)是否符合需求以降低電源層噪聲。

另外，注意高頻信號(hào)電流之回流路徑使其回路面積盡量?。ㄒ簿褪腔芈纷杩筶oop impedance 盡量?。┮詼p少輻射。還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲的范圍。最后，適當(dāng)?shù)倪x擇PCB 與外殼的接地點(diǎn)（chassis ground）。

4、在做PCB板的時(shí)候，為了減小干擾，地線是否應(yīng)該構(gòu)成閉和形式？

在做PCB板的時(shí)候，一般都要減小回路面積，以便減少干擾。布地線的時(shí)候，也不應(yīng)布成閉合形式，而是布成樹枝狀較好，還有就是要盡可能增大地的面積。

5、怎樣調(diào)整走線的拓?fù)浼軜?gòu)來提高信號(hào)的完整性？

這種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)方向比較復(fù)雜，因?yàn)閷?duì)單向，雙向信號(hào)，不同電平種類信號(hào)，拓樸影響都不一樣，很難說哪種拓樸對(duì)信號(hào)質(zhì)量有利。而且做前仿真時(shí)，采用何種拓樸對(duì)工程師要求很高，要求對(duì)電路原理，信號(hào)類型，甚至布線難度等都要了解。

6、在布局、布線中如何處理才能保證100M以上信號(hào)的穩(wěn)定性？

高速數(shù)字信號(hào)布線，關(guān)鍵是減小傳輸線對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。因此，100M 以上的高速信號(hào)布局時(shí)要求信號(hào)走線盡量短。數(shù)字電路中，高速信號(hào)是用信號(hào)上升延時(shí)間來界定的。

而且，不同種類的信號(hào)（如 TTL，GTL，LVTTL），確保信號(hào)質(zhì)量的方法不一樣。

編輯：jq