做好PCB板設計的一些經驗之談
發布時間:2014-01-26 責任編輯:sherryyu
根據我們以往的經驗,想就以下幾方麵談談自己的看法:
要明確設計目標
接受到一個設計任務,首先要明 確其設計目標,是普通的PCB板高頻PCB板小信號處理PCB板還是既有高頻率又有小信號處理的PCB板如果是普通的 PCB板ban,隻zhi要yao做zuo到dao布bu局ju布bu線xian合he理li整zheng齊qi,機ji械xie尺chi寸cun準zhun確que無wu誤wu即ji可ke,如ru有you中zhong負fu載zai線xian和he長chang線xian,就jiu要yao采cai用yong一yi定ding的de手shou段duan進jin行xing處chu理li,減jian輕qing負fu載zai,長chang線xian要yao加jia強qiang驅qu動dong,重zhong點dian是shi防fang止zhi長chang線xian反fan射she當dang板ban上shang有you超chao過guo40MHz的信號線時就要對這些信號線進行特殊的考慮比如線間串擾等問題如果頻率更高一些對布線的長度就有更嚴格的限製。
genjufenbucanshudewangluolilungaosudianluyuqilianxianjiandexianghuzuoyongshijuedingxingyinsuzaixitongshejishibunenghulve,suizhemenchuanshusududetigaozaixinhaoxianshangdefanduijianghuixiangyingzengjiaxianglinxinhaoxianjiande 串擾將成正比地增加通常高速電路的功耗和熱耗散也都很大。在做高速PCB時應引起足夠的重視當板上有毫伏級甚至微伏級的微弱信號時對這些信號線就需要特別 的(de)關(guan)照(zhao)小(xiao)信(xin)號(hao)由(you)於(yu)太(tai)微(wei)弱(ruo)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)其(qi)它(ta)強(qiang)信(xin)號(hao)的(de)幹(gan)擾(rao)屏(ping)蔽(bi)措(cuo)施(shi)常(chang)常(chang)是(shi)必(bi)要(yao)的(de)否(fou)則(ze)將(jiang)大(da)大(da)降(jiang)低(di)信(xin)噪(zao)比(bi)以(yi)致(zhi)於(yu)有(you)用(yong)信(xin)號(hao)被(bei)噪(zao)聲(sheng)淹(yan)沒(mei)不(bu)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)提(ti)取(qu)出(chu)來(lai)對(dui)板(ban)子(zi)的(de)調(tiao)測(ce)也(ye)要(yao)在(zai)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)加(jia)以(yi)考(kao)慮(lv)測(ce)試(shi)點(dian)的(de)物(wu)理(li)位(wei)置(zhi)測(ce)試(shi)點(dian)的(de)隔(ge)離(li)等(deng)因(yin)素(su)不(bu)可(ke)忽(hu)略(lve)因(yin)為(wei)有(you)些(xie)小(xiao)信(xin)號(hao)和(he)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)是(shi)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)把(ba)探(tan)頭(tou)加(jia)上(shang)去(qu)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)的(de),此(ci)外(wai)還(hai)要(yao)考(kao)慮(lv)其(qi)他(ta)一(yi)些(xie)相(xiang) 關因素如板子層數采用元器件的封裝外形板子的機械強度等在做PCB板子前要做出對該設計的設計目標心中有數。
了解所用元器件的功能對布局布線的要求
我們知道有些特殊元器件在布局布線時有特殊的要求比如LOTI和APH所用的模擬信號放大器模擬信號放大器對電源要求要平穩紋波小模擬小信號部分要盡量遠離功率器件在OTI板上小信號放大部分還專門加有屏蔽罩把雜散的電磁幹擾給屏蔽掉NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工藝功耗大發熱厲害對散熱問 題必須在布局時就必須進行特殊考慮若采用自然散熱。
要把GLINKxinpianfangzaikongqiliutongbijiaoshunchangdedifangerqiesanchulaiderelianghaibunengduiqitaxinpiangouchengdadeyingxiangruguobanzishangzhuangyoulabahuoqitadagonglvdeqijianyoukenengduidianyuanzaochengyanzhongdewuranzheyidianyeyingyinqizugoudezhongshi。
元器件布局的考慮元器件的布局
首shou先xian要yao考kao慮lv的de一yi個ge因yin素su就jiu是shi電dian性xing能neng把ba連lian線xian關guan係xi密mi切qie的de元yuan器qi件jian盡jin量liang放fang在zai一yi起qi尤you其qi對dui一yi些xie高gao速su線xian布bu局ju時shi就jiu要yao使shi它ta盡jin可ke能neng地di短duan功gong率lv信xin號hao和he小xiao信xin號hao器qi件jian要yao分fen開kai在zai滿man足zu電dian路lu性xing能neng的de 前qian提ti下xia還hai要yao考kao慮lv元yuan器qi件jian擺bai放fang整zheng齊qi美mei觀guan便bian於yu測ce試shi板ban子zi的de機ji械xie尺chi寸cun插cha座zuo的de位wei置zhi等deng也ye需xu認ren真zhen考kao慮lv高gao速su係xi統tong中zhong的de接jie地di和he互hu連lian線xian上shang的de傳chuan輸shu延yan遲chi時shi間jian也ye是shi在zai係xi統tong設she計ji時shi首shou先xian要yao考kao慮lv的de因yin素su信xin號hao線xian上shang的de傳chuan輸shu時shi間jian對dui總zong的de係xi統tong速su度du影ying響xiang很hen大da,特te別bie是shi對dui高gao速su的deECL電路雖然集成電路塊本身速度很高,但由於在底板上用普通的互連線每 30cm線長約有2ns的延遲量帶來延遲時間的增加可使係統速度大為降低。象移位寄存器同步計數器。
這種同步工作部件最好放在同一塊插件板 shangyinweidaobutongchajianbanshangdeshizhongxinhaodechuanshuyanchishijianbuxiangdengkenengshiyiweijicunqichanzhucuowuruobunengfangzaiyikuaibanshangzezaitongbushiguanjiandedifangconggonggongshizhongyuanliandaogechajianbandeshizhongxiandechangdubixuxiangdengsiduibuxiandekaolvsuizheOTNI和星形光纖網的設計完成以後會有更多的100MHz以上的具有高速信號線的板子需要設計這裏將介紹高速線的一些基本概念。
傳(chuan)輸(shu)線(xian)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)任(ren)何(he)一(yi)條(tiao)長(chang)的(de)信(xin)號(hao)通(tong)路(lu)都(dou)可(ke)以(yi)視(shi)為(wei)一(yi)種(zhong)傳(chuan)輸(shu)線(xian)如(ru)果(guo)該(gai)線(xian)的(de)傳(chuan)輸(shu)延(yan)遲(chi)時(shi)間(jian)比(bi)信(xin)號(hao)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)短(duan)得(de)多(duo)那(na)麼(me)信(xin)號(hao)上(shang)升(sheng)期(qi)間(jian)所(suo)產(chan)主(zhu)的(de)反(fan)射(she)都(dou)將(jiang)被(bei)淹(yan)沒(mei)不(bu)再(zai)呈(cheng)現(xian)過(guo)衝(chong)反(fan)衝(chong)和(he)振(zhen)鈴(ling)對(dui)現(xian)時(shi)大(da)多(duo)數(shu)的(de)MOS電路來說由於上升時間對線傳輸延遲時間之比大得多所以走線可長以米計而無信號失真而對於速度較快的邏輯電路特別是超高速ECL jichengdianlulaishuoyouyubianyansududezengkuairuowuqitacuoshizouxiandechangdubixudadasuoduanyibaochixinhaodewanzhengxingyouliangzhongfangfanengshigaosudianlu,zaixiangduichangdexianshanggongzuoerwuyanzhongdeboxingshizhen TTL對(dui)快(kuai)速(su)下(xia)降(jiang)邊(bian)沿(yan)采(cai)用(yong)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)箝(qian)位(wei)方(fang)法(fa)使(shi)過(guo)衝(chong)量(liang)被(bei)箝(qian)製(zhi)在(zai)比(bi)地(di)電(dian)位(wei)低(di)一(yi)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)壓(ya)降(jiang)的(de)電(dian)平(ping)上(shang)這(zhe)就(jiu)減(jian)少(shao)了(le)後(hou)麵(mian)的(de)反(fan)衝(chong)幅(fu)度(du),較(jiao)慢(man)的(de)上(shang)升(sheng)邊(bian)緣(yuan)允(yun)許(xu)有(you)過(guo)衝(chong)但(dan)它(ta)被(bei)在(zai)電(dian)平(ping)H狀態下電路的相對高的輸出阻抗5080所衰減此外由於電平H狀態的抗擾度較大使反衝問題並不十分突出對HCT係列的器件若采用肖特基二極管箝位和串聯電阻端接方法相結合其改善的效果將會更加明顯。
做好PCB板設計的一些經驗之談(二)
[page]
當沿信號線有扇出時在較高的位速率和較快的邊沿速率下上述介紹的TTL整(zheng)形(xing)方(fang)法(fa)顯(xian)得(de)有(you)些(xie)不(bu)足(zu)因(yin)為(wei)線(xian)中(zhong)存(cun)在(zai)著(zhe)反(fan)射(she)波(bo)它(ta)們(men)在(zai)高(gao)位(wei)速(su)率(lv)下(xia)將(jiang)趨(qu)於(yu)合(he)成(cheng)從(cong)而(er)引(yin)起(qi)信(xin)號(hao)嚴(yan)重(zhong)失(shi)真(zhen)和(he)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)降(jiang)低(di)因(yin)此(ci)為(wei)了(le)解(jie)決(jue)反(fan)射(she)問(wen)題(ti)在(zai)ECL係統中通常使用另外一種方法 線阻抗匹配法用這種方法能使反射受到控製信號的完整性得到保證嚴格他說對於有較慢邊沿速度的常規TTL和CMOS器件來說傳輸線並不是十分需要的。對有較 快邊沿速度的高速ECL器件傳輸線也不總是需要的但是當使用傳輸線時它們具有能預測連線時延和通過阻抗匹配來控製反射和振蕩的優點:
1、決定是否采用傳輸線的基本因素有以下五個它們是1係統信號的沿速率
2、連線距離3容性負載(扇出的多少)
3、電阻性負載線的端接方式5允許的反衝和過衝百分比交流抗擾度的降低程度2傳輸線的幾種類型,同軸電纜和雙絞線它們經常用在係統與係統之間的連接同軸電纜的特性阻抗通常有50和75雙絞線通常為110 2印製板上的微帶線微帶線是一根帶狀導(信號線)yudipingmianzhijianyongyizhongdianjiezhigelikairuguoxiandehoudukuanduyijiyudipingmianzhijiandejulishikekongzhidezetadetexingzukangyeshikeyikongzhideweidaixiandetexingzukangZ0為式中Er為印製板介質材料的相對介電常數。
4、為介電質層的厚度W為線的寬度t為線的厚度單位長度微帶線的傳輸延遲時間僅僅取決於介電常數而與線的寬度或間隔無關。
設計者的愛好和係統的要求而定 ,並bing聯lian端duan接jie線xian的de主zhu要yao優you點dian是shi係xi統tong速su度du快kuai和he信xin號hao在zai線xian上shang傳chuan輸shu完wan整zheng無wu失shi真zhen長chang線xian上shang的de負fu載zai,既ji不bu會hui影ying響xiang驅qu動dong長chang線xian的de驅qu動dong門men的de傳chuan輸shu延yan遲chi時shi間jian,又you不bu會hui影ying響xiang它ta的de信xin號hao邊bian沿yan速su度du,但dan將jiang使shi信xin號hao沿yan該gai長chang線xian的de傳chuan輸shu延yan遲chi時shi間jian增zeng大da在zai驅qu動dong大da扇shan出chu時shi負fu載zai可ke經jing分fen支zhi短duan線xian沿yan線xian分fen布bu而er不bu象xiang串chuan聯lian端duan接jie中zhong那na樣yang必bi須xu把ba負fu載zai集ji總zong在zai線xian的de終zhong端duan串chuan聯lian端duan接jie方fang法fa使shi電dian路lu有you驅qu動dong幾ji tiaopingxingfuzaixiandenenglichuanlianduanjiexian。youyurongxingfuzaisuoyinqideyanchishijianzengliangyuebixiangyingbinglianduanjiexiandedayibeierduanxianzeyinrongxingfuzaishibianyansudufangmanhequdongmenyanchishijianzengdadanshichuanlianduanjiexiandechuanraobibinglianduanjiexiandeyaoxiaoqizhuyaoyuanyinshiyanchuanlianduanjiexianchuansongdexinhaofudu,jinjinshierfenzhiyideluojibaifuyiner開關電流也隻有並聯端接的開關電流的一半信號 能量小串擾也就小,PCB板的布線技術做PCB時是選用雙麵板還是多層板要看最高工作頻率和電路係統的複雜程度以及對組裝密度的要求來決定在時鍾頻率超過200MHZ時,最好選用多層板如果工作頻率超過350MHz最好選用以聚四氟乙烯作為介質層的印製電路板。因為它的高頻衰耗要小些寄生電容要小些傳輸速度要快些還由於Z0較大而省功耗對印製電路板的走線有如下原則要求1所(suo)有(you)平(ping)行(xing)信(xin)號(hao)線(xian)之(zhi)間(jian)要(yao)盡(jin)量(liang)留(liu)有(you)較(jiao)大(da)的(de)間(jian)隔(ge)以(yi)減(jian)少(shao)串(chuan)擾(rao)如(ru)果(guo)有(you)兩(liang)條(tiao)相(xiang)距(ju)較(jiao)近(jin)的(de)信(xin)號(hao)線(xian)最(zui)好(hao)在(zai)兩(liang)線(xian)之(zhi)間(jian)走(zou)一(yi)條(tiao)接(jie)地(di)線(xian)這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)起(qi)到(dao)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)。
shejixinhaochuanshuxianshiyaobimianjiguaiwanyifangchuanshuxiantexingzukangdetubianerchanshengfanshe,yaojinliangshejichengjuyouyidingchicundejunyundeyuanhuxianyinzhixiandekuandukegenjushangshuweidaixianhedaizhuangxiandetexingzukangjisuangongshijisuanyinzhidianlubanshangdeweidaixiandetexingzukangyibanzai50120之間要想得到大的特性阻抗線寬,必須做得很窄但很細的線條又不容易製作綜合各種因素考慮一般選擇68左右的阻抗值比較合適,因為選擇68的特性阻抗可以在延遲時間和功耗之間達到最佳平衡一條50的傳輸線將消耗更多的功率較大的阻抗固然可以使 消xiao耗hao功gong率lv減jian少shao,但dan會hui使shi傳chuan輸shu延yan遲chi時shi間jian。憎zeng大da由you於yu負fu線xian電dian容rong會hui造zao成cheng傳chuan輸shu延yan遲chi時shi間jian的de增zeng大da和he特te性xing阻zu抗kang的de降jiang低di,但dan特te性xing阻zu抗kang很hen低di的de線xian段duan單dan位wei長chang度du的de本ben征zheng電dian容rong比bi較jiao大da所suo以yi傳chuan輸shu延yan遲chi時shi間jian及ji特te性xing阻zu抗kang受shou負fu載zai電dian容rong的de影ying響xiang較jiao小xiao。具ju有you適shi當dang端duan接jie的de傳chuan輸shu線xian的de一yi個ge重zhong要yao特te征zheng是shi分fen枝zhi短duan線xian對dui線xian延yan遲chi時shi間jian應ying沒mei有you什shen麼me影ying響xiang。當dangZ0為50時分枝短線的長度必須 限製在25cm以內以免出現很大的振鈴。
5、對於雙麵板或六層板中走四層線,電路板兩麵的線要互相垂直以防止互相感應產主串擾。
6、印(yin)製(zhi)板(ban)上(shang)若(ruo)裝(zhuang)有(you)大(da)電(dian)流(liu)器(qi)件(jian)如(ru)繼(ji)電(dian)器(qi)指(zhi)示(shi)燈(deng)喇(la)叭(ba)等(deng)它(ta)們(men)的(de)地(di)線(xian)最(zui)好(hao)要(yao)分(fen)開(kai)單(dan)獨(du)走(zou)以(yi)減(jian)少(shao)地(di)線(xian)上(shang)的(de)噪(zao)聲(sheng),這(zhe)些(xie)大(da)電(dian)流(liu)器(qi)件(jian)的(de)地(di)線(xian)應(ying)連(lian)到(dao)插(cha)件(jian)板(ban)和(he)背(bei)板(ban)上(shang)的(de)一(yi)個(ge)獨(du)立(li)的(de)地(di)總(zong)線(xian)上(shang)去(qu),而(er)且(qie)這(zhe)些(xie)獨(du)立(li)的(de)地(di)線(xian)還(hai)應(ying)該(gai)與(yu)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)接(jie)地(di)點(dian)相(xiang)連(lian)接(jie)。
【相關閱讀】
技巧分享:提高PCB電磁兼容性設計方法彙總
詳解ESD防護關鍵要素:合理的PCB布線準則
超實用的PCB設計技巧(上篇)
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
- 從技術研發到規模量產:恩智浦第三代成像雷達平台,賦能下一代自動駕駛!
- 從機械執行到智能互動:移遠Q-Robotbox助力具身智能加速落地
- 品英Pickering將亮相2026航空電子國際論壇,展示航電與電池測試前沿方案
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall


