你是否遇到過PCB設(shè)計(jì)中的信號(hào)完整性問題？

如今，電視信號(hào)傳輸?shù)那逦攘钊梭@嘆。我還記得我在19英寸RCA上面有一套兔耳的日子。將它們定位得恰到好處以獲得最清晰的畫面是一個(gè)挑戰(zhàn)，更不用說必須為每個(gè)頻道調(diào)整它們。有時(shí)需要整晚才能找到我想要的通道，所以我坐了五分鐘然后再去睡覺了。如果天氣不好，那就別忘了。

雖然偶爾的暴風(fēng)雪可能會(huì)讓我的電視信號(hào)有點(diǎn)波動(dòng)，但與過去相比，這沒什么。最新的電視信號(hào)技術(shù)（如高速電纜，互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星）中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員在規(guī)劃和開發(fā)現(xiàn)代電視需求時(shí)必須考慮傳輸路徑，障礙物和干擾。但信號(hào)傳輸并非嚴(yán)格針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員 - 您可能會(huì)遇到與PCB設(shè)計(jì)相同類型的問題。由于您沒有任何兔耳可以使用它們，因此防止信號(hào)完整性問題對(duì)于保持PCB平穩(wěn)且無靜電非常重要。

HDMI，或綜合？了解信號(hào)完整性問題中的信號(hào)

無論是有線，衛(wèi)星，Netflix，Hulu，亞馬遜，Youtube智能電視，平板，等離子 - 有多種方式可以接收您需要觀看的信號(hào)你想看的電視。同樣，大多數(shù)PCB將包括幾種信號(hào)類型。其中一些是：

電源信號(hào)：根據(jù)復(fù)雜程度，您可能有幾種不同級(jí)別的電源信號(hào)。例如，大多數(shù)處理器需要3-5V范圍內(nèi)的信號(hào)，而放大器可能需要高達(dá)15V范圍的偏置電壓。

數(shù)據(jù)信號(hào)：數(shù)據(jù)可以是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。對(duì)于模擬，典型范圍為+/- 10V。對(duì)于數(shù)字，范圍可以是0-5V或+/5V，具體取決于信號(hào)格式。

控制信號(hào)：這些信號(hào)通常用于開關(guān)設(shè)備，通常為0-5V信號(hào)。

通信信號(hào)：這些可能具有與微伏級(jí)別一樣低的信號(hào)強(qiáng)度。這些通常是RF，頻率可能在很寬的范圍內(nèi)變化。

除信號(hào)強(qiáng)度外，對(duì)于模擬信號(hào)，頻率也是必須考慮到PCB設(shè)計(jì)中的重要考慮因素。這對(duì)于包含頻率水平非常高的通信設(shè)備的PCB尤為重要。

輸出尺寸和布線注意事項(xiàng)：寬度有多大？

非常簡(jiǎn)單的PCB設(shè)計(jì)，您通?？梢栽O(shè)計(jì)路線以適應(yīng)極端的電流和電壓。例如，在整個(gè)過程中使用單個(gè)跡線寬度可以處理最大載流量。您的董事會(huì)可能會(huì)對(duì)這些案件工作正常，但這遠(yuǎn)非最佳做法。如果你像我一樣，它們之間的差別很小，我們通常希望通過使它們盡可能小而多功能來優(yōu)化我們的電路板。

對(duì)于這些更復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)，需要特別注意采取和路由不是那么簡(jiǎn)單。我們想要設(shè)計(jì)與他們必須攜帶的信號(hào)相匹配的路線。有關(guān)一般注意事項(xiàng)，請(qǐng)參閱下表：

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采用上述建議的解決方案可以減少損失，空間和成本。但是，要正確合并這些，需要使用最好的PCB設(shè)計(jì)工具。

確保靜音

舊電視信號(hào)傳輸中的噪音讓您試圖查看通過一層雪，你最喜歡的程序。今天，嘈雜的傳輸會(huì)給你一個(gè)脫節(jié)的謎題或根本沒有信號(hào)。 PCB設(shè)計(jì)中的噪聲源可以來自許多來源。例如，開關(guān)IC引腳狀態(tài)的擾動(dòng)，振蕩器等輻射裝置對(duì)附近走線的干擾，同一走線上的多個(gè)頻率信號(hào)以及其他來源。

幾乎不可能完全消除大多數(shù)噪聲復(fù)雜的PCB設(shè)計(jì)。但是，有一些方法可以減少噪音。消除噪音的最佳資產(chǎn)是組件的放置。所有分量輻射都是頻率相關(guān)的，頻率越高（信號(hào)變化），距離信號(hào)源的距離越短。因此，您應(yīng)該將處理相同信號(hào)的組件放在遠(yuǎn)離其他組件的位置。將元件放置在信號(hào)源自并且彼此靠近的位置。

您也可以嘗試使用旁路電容器。如果可能，這些應(yīng)直接綁在地面上，并適當(dāng)調(diào)整大小。請(qǐng)注意，任何電感都會(huì)與電容組合以設(shè)置濾波器電路。

嘈雜的數(shù)字電視信號(hào)

將耳朵扭曲在一起：差分傳輸

盡可能使用差分電路可以改善信號(hào)完整性。大多數(shù)IC設(shè)計(jì)師都試圖實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn);然而，有時(shí)差分對(duì)可以被路由到彼此不相鄰的引腳。從PCB設(shè)計(jì)的角度來看，我們希望執(zhí)行以下操作：

將差分對(duì)路由在一起。

< p>使用相同的走線寬度和長度（盡可能多）。

在同一信號(hào)平面或?qū)由喜季€。

地平面可以簡(jiǎn)化信號(hào)完整性

地平面可以為多個(gè)電路提供中心層參考，這可以顯著減少引腳連接和跟蹤數(shù)量，更不用說簡(jiǎn)化a的視覺布局了。復(fù)雜的PCB。在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，以下提示可以最大限度地減少與地平面相關(guān)的問題：

確保沒有從電源平面到地平面的直接路徑（這可能看起來像一個(gè)沒關(guān)系，但對(duì)于復(fù)雜的設(shè)計(jì)，它可以被忽視，直到開始煎炸才能實(shí)現(xiàn)。）

不要在地平面上插入間隙。

在地面/電源層之間運(yùn)行時(shí)鐘信號(hào)（或其他關(guān)鍵信號(hào)）。

路由使用相同返回（地平面）的信號(hào)

對(duì)于具有多個(gè)地平面的電路板，請(qǐng)?jiān)诿總€(gè)平面上的同一個(gè)點(diǎn)上將平面連接在一起。

對(duì)于帶有機(jī)箱連接的電路板，請(qǐng)確保所有接地層連接在一起。

地平面做的并且不是

雖然我總是覺得我是如何移動(dòng)我的兔子耳朵來獲得我想要的通道，但總有一些我對(duì)瘋狂的思考：向左轉(zhuǎn)，然后向右轉(zhuǎn)，然后慢慢地前后移動(dòng)，直到找到最佳清晰度的確切位置。值得慶幸的是，有更多具體方法可以實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)的最佳信號(hào)完整性。通過制定最佳布線決策，采用降噪策略，盡可能使用差分對(duì)，并應(yīng)用良好的接地層使用，您將顯著提高維持信號(hào)完整性的機(jī)會(huì)。