欢迎光临深圳市速超电子有限公司官方网站!
速超电子
高精密双面,多层板制造商
大中小批量生产
电话
  栏目分类
  联系我们
  • 深圳市速超电子有限公司
  • Mob:13380787009 高先生
  • Tel:0755-85277895/85277896
  • Fax:0755-27389996
  • E-mail:SCPCBVIP@126.COM
  • 网址:www.suchaopcb.com
  • 一厂:广东省深圳市宝安区 沙井镇新和大道湾厦工业园
  • 二厂:广东省深圳市宝安区昊海弘工业园A2栋
  正文
您当前位置:首页 / PCB技术

PCB设计技巧百问,教你轻松掌握PCB设计(二)

  36、对于全数字信号的PCB,板上有一个80MHz的钟源。除了采用丝网(接地)外,为了保证有足够的驱动能力,还应该采用什么样的电路进行保护?

  确保时钟的驱动能力,不应该通过保护实现,一般采用时钟驱动芯片。一般担心时钟驱动能力,是因为多个时钟负载造成。采用时钟驱动芯片,将一个时钟信号变成几个,采用点到点的连接。选择驱动芯片,除了保证与负载基本匹配,信号沿满足要求(一般时钟为沿有效信号),在计算系统时序时,要算上时钟在驱动芯片内时延。

  37、如果用单独的时钟信号板,一般采用什么样的接口,来保证时钟信号的传输受到的影响小?

  时钟信号越短,传输线效应越小。采用单独的时钟信号板,会增加信号布线长度。而且单板的接地供电也是问题。如果要长距离传输,建议采用差分信号。LVDS信号可以满足驱动能力要求,不过您的时钟不是太快,没有必要。

  38、27M,SDRAM时钟线(80M-90M),这些时钟线二三次谐波刚好在VHF波段,从接收端高频窜入后干扰很大。除了缩短线长以外,还有那些好办法?

  如果是三次谐波大,二次谐波小,可能因为信号占空比为50%,因为这种情况下,信号没有偶次谐波。这时需要修改一下信号占空比。此外,对于如果是单向的时钟信号,一般采用源端串联匹配。这样可以抑制二次反射,但不会影响时钟沿速率。源端匹配值,可以采用下图公式得到。

  39、什么是走线的拓扑架构?

  Topology,有的也叫routingorder.对于多端口连接的网络的布线次序。

  40、怎样调整走线的拓扑架构来提高信号的完整性?

  这种网络信号方向比较复杂,因为对单向,双向信号,不同电平种类信号,拓朴影响都不一样,很难说哪种拓朴对信号质量有利。而且作前仿真时,采用何种拓朴对工程师要求很高,要求对电路原理,信号类型,甚至布线难度等都要了解。

  41、怎样通过安排迭层来减少EMI问题?

  首先,EMI要从系统考虑,单凭PCB无法解决问题。层叠对EMI来讲,我认为主要是提供信号最短回流路径,减小耦合面积,抑制差模干扰。另外地层与电源层紧耦合,适当比电源层外延,对抑制共模干扰有好处。

  42、为何要铺铜?

  一般铺铜有几个方面原因。1,EMC.对于大面积的地或电源铺铜,会起到屏蔽作用,有些特殊地,如PGND起到防护作用。2,PCB工艺要求。一般为了保证电镀效果,或者层压不变形,对于布线较少的PCB板层铺铜。3,信号完整性要求,给高频数字信号一个完整的回流路径,并减少直流网络的布线。当然还有散热,特殊器件安装要求铺铜等等原因。

  43、在一个系统中,包含了dsp和pld,请问布线时要注意哪些问题呢?

  看你的信号速率和布线长度的比值。如果信号在传输线上的时延和信号变化沿时间可比的话,就要考虑信号完整性问题。另外对于多个DSP,时钟,数据信号走线拓普也会影响信号质量和时序,需要关注。

  44、除protel工具布线外,还有其他好的工具吗?

  至于工具,除了PROTEL,还有很多布线工具,如MENTOR的WG2000,EN2000系列和powerpcb,Cadence的allegro,zuken的cadstar,cr5000等,各有所长。

  45、什么是“信号回流路径”?

  信号回流路径,即returncurrent。高速数字信号在传输时,信号的流向是从驱动器沿PCB传输线到负载,再由负载沿着地或电源通过最短路径返回驱动器端。这个在地或电源上的返回信号就称信号回流路径。Dr.Johson在他的书中解释,高频信号传输,实际上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的过程。SI分析的就是这个围场的电磁特性,以及他们之间的耦合。

  46、如何对接插件进行SI分析?

  在IBIS3.2规范中,有关于接插件模型的描述。一般使用EBD模型。如果是特殊板,如背板,需要SPICE模型。也可以使用多板仿真软件(HYPERLYNX或IS_multiboard),建立多板系统时,输入接插件的分布参数,一般从接插件手册中得到。当然这种方式会不够精确,但只要在可接受范围内即可。

  47、请问端接的方式有哪些?

  端接(terminal),也称匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和终端匹配。其中源端匹配一般为电阻串联匹配,终端匹配一般为并联匹配,方式比较多,有电阻上拉,电阻下拉,戴维南匹配,AC匹配,肖特基二极管匹配。

  48、采用端接(匹配)的方式是由什么因素决定的?

  匹配采用方式一般由BUFFER特性,拓普情况,电平种类和判决方式来决定,也要考虑信号占空比,系统功耗等。

  49、采用端接(匹配)的方式有什么规则?

  数字电路最关键的是时序问题,加匹配的目的是改善信号质量,在判决时刻得到可以确定的信号。对于电平有效信号,在保证建立、保持时间的前提下,信号质量稳定;对延有效信号,在保证信号延单调性前提下,信号变化延速度满足要求。MentorICX产品教材中有关于匹配的一些资料。另外《HighSpeedDigitaldesignahandbookofblackmagic》有一章专门对terminal的讲述,从电磁波原理上讲述匹配对信号完整性的作用,可供参考。

  50、能否利用器件的IBIS模型对器件的逻辑功能进行仿真?如果不能,那么如何进行电路的板级和系统级仿真?

  IBIS模型是行为级模型,不能用于功能仿真。功能仿真,需要用SPICE模型,或者其他结构级模型。

  51、在数字和模拟并存的系统中,有2种处理方法,一个是数字地和模拟地分开,比如在地层,数字地是独立地一块,模拟地独立一块,单点用铜皮或FB磁珠连接,而电源不分开;另一种是模拟电源和数字电源分开用FB连接,而地是统一地地。请问李先生,这两种方法效果是否一样?

  应该说从原理上讲是一样的。因为电源和地对高频信号是等效的。

  区分模拟和数字部分的目的是为了抗干扰,主要是数字电路对模拟电路的干扰。但是,分割可能造成信号回流路径不完整,影响数字信号的信号质量,影响系统EMC质量。因此,无论分割哪个平面,要看这样作,信号回流路径是否被增大,回流信号对正常工作信号干扰有多大。现在也有一些混合设计,不分电源和地,在布局时,按照数字部分、模拟部分分开布局布线,避免出现跨区信号。

  52、安规问题:FCC、EMC的具体含义是什么?

  FCC:federalcommunicationcommission美国通信委员会

  EMC:electromegneticcompatibility电磁兼容

  FCC是个标准组织,EMC是一个标准。标准颁布都有相应的原因,标准和测试方法。

  53、何谓差分布线?

  差分信号,有些也称差动信号,用两根完全一样,极性相反的信号传输一路数据,依靠两根信号电平差进行判决。为了保证两根信号完全一致,在布线时要保持并行,线宽、线间距保持不变。

  54、PCB仿真软件有哪些?

  仿真的种类很多,高速数字电路信号完整性分析仿真分析(SI)常用软件有icx,signalvision,hyperlynx,XTK,speectraquest等。有些也用Hspice。

  55、PCB仿真软件是如何进行LAYOUT仿真的?

  高速数字电路中,为了提高信号质量,降低布线难度,一般采用多层板,分配专门的电源层,地层。

  56、在布局、布线中如何处理才能保证50M以上信号的稳定性

  高速数字信号布线,关键是减小传输线对信号质量的影响。因此,100M以上的高速信号布局时要求信号走线尽量短。

  数字电路中,高速信号是用信号上升延时间来界定的。而且,不同种类的信号(如TTL,GTL,LVTTL),确保信号质量的方法不一样。

  57、室外单元的射频部分,中频部分,乃至对室外单元进行监控的低频电路部分往往采用部署在同一PCB上,请问对这样的PCB在材质上有何要求?如何防止射频,中频乃至低频电路互相之间的干扰?

  混合电路设计是一个很大的问题。很难有一个完美的解决方案。

  一般射频电路在系统中都作为一个独立的单板进行布局布线,甚至会有专门的屏蔽腔体。而且射频电路一般为单面或双面板,电路较为简单,所有这些都是为了减少对射频电路分布参数的影响,提高射频系统的一致性。相对于一般的FR4材质,射频电路板倾向与采用高Q值的基材,这种材料的介电常数比较小,传输线分布电容较小,阻抗高,信号传输时延小。

  在混合电路设计中,虽然射频,数字电路做在同一块PCB上,但一般都分成射频电路区和数字电路区,分别布局布线。之间用接地过孔带和屏蔽盒屏蔽。

  58、对于射频部分,中频部分和低频电路部分部署在同一PCB上,mentor有什么解决方案?

  Mentor的板级系统设计软件,除了基本的电路设计功能外,还有专门的RF设计模块。在RF原理图设计模块中,提供参数化的器件模型,并且提供和EESOFT等射频电路分析仿真工具的双向接口;在RFLAYOUT模块中,提供专门用于射频电路布局布线的图案编辑功能,也有和EESOFT等射频电路分析仿真工具的双向接口,对于分析仿真后的结果可以反标回原理图和PCB。同时,利用Mentor软件的设计管理功能,可以方便的实现设计复用,设计派生,和协同设计。大大加速混合电路设计进程。

  手机板是典型的混合电路设计,很多大型手机设计制造商都利用Mentor加安杰伦的eesoft作为设计平台。

  59、mentor的产品结构如何?

  61、Mentor的PCB设计软件对差分线队的处理又如何?

  Mentor软件在定义好差分对属性后,两根差分对可以一起走线,严格保证差分对线宽,间距和长度差,遇到障碍可以自动分开,在换层时可以选择过孔方式。

  62、在一块12层PCb板上,有三个电源层2.2v,3.3v,5v,将三个电源各作在一层,地线该如何处理?

  一般说来,三个电源分别做在三层,对信号质量比较好。因为不大可能出现信号跨平面层分割现象。跨分割是影响信号质量很关键的一个因素,而仿真软件一般都忽略了它。对于电源层和地层,对高频信号来说都是等效的。在实际中,除了考虑信号质量外,电源平面耦合(利用相邻地平面降低电源平面交流阻抗),层叠对称,都是需要考虑的因素。

  63、PCB在出厂时如何检查是否达到了设计工艺要求?

  很多PCB厂家在PCB加工完成出厂前,都要经过加电的网络通断测试,以确保所有联线正确。同时,越来越多的厂家也采用x光测试,检查蚀刻或层压时的一些故障。对于贴片加工后的成品板,一般采用ICT测试检查,这需要在PCB设计时添加ICT测试点。如果出现问题,也可以通过一种特殊的X光检查设备排除是否加工原因造成故障。

  64、“机构的防护”是不是机壳的防护?

  是的。机壳要尽量严密,少用或不用导电材料,尽可能接地。

  65、在芯片选择的时候是否也需要考虑芯片本身的esd问题?

  不论是双层板还是多层板,都应尽量增大地的面积。在选择芯片时要考虑芯片本身的ESD特性,这些在芯片说明中一般都有提到,而且即使不同厂家的同一种芯片性能也会有所不同。设计时多加注意,考虑的全面一点,做出电路板的性能也会得到一定的保证。但ESD的问题仍然可能出现,因此机构的防护对ESD的防护也是相当重要的。

  66、在做pcb板的时候,为了减小干扰,地线是否应该构成闭和形式?

  在做PCB板的时候,一般来讲都要减小回路面积,以便减少干扰,布地线的时候,也不应布成闭合形式,而是布成树枝状较好,还有就是要尽可能增大地的面积。

  67、如果仿真器用一个电源,pcb板用一个电源,这两个电源的地是否应该连在一起?

  如果可以采用分离电源当然较好,因为如此电源间不易产生干扰,但大部分设备是有具体要求的。既然仿真器和PCB板用的是两个电源,按我的想法是不该将其共地的。

  68、一个电路由几块pcb板构成,他们是否应该共地?

  一个电路由几块PCB构成,多半是要求共地的,因为在一个电路中用几个电源毕竟是不太实际的。但如果你有具体的条件,可以用不同电源当然干扰会小些。

  69、设计一个手持产品,带LCD,外壳为金属。测试ESD时,无法通过ICE-1000-4-2的测试,CONTACT只能通过1100V,AIR可以通过6000V。ESD耦合测试时,水平只能可以通过3000V,垂直可以通过4000V测试。CPU主频为33MHZ。有什么方法可以通过ESD测试?

  手持产品又是金属外壳,ESD的问题一定比较明显,LCD也恐怕会出现较多的不良现象。如果没办法改变现有的金属材质,则建议在机构内部加上防电材料,加强PCB的地,同时想办法让LCD接地。当然,如何操作要看具体情况。

  70、设计一个含有DSP,PLD的系统,该从那些方面考虑ESD?

  就一般的系统来讲,主要应考虑人体直接接触的部分,在电路上以及机构上进行适当的保护。至于ESD会对系统造成多大的影响,那还要依不同情况而定。干燥的环境下,ESD现象会比较严重,较敏感精细的系统,ESD的影响也会相对明显。虽然大的系统有时ESD影响并不明显,但设计时还是要多加注意,尽量防患于未然。

客服中心

客服热线

0755-85277895

133-8078-7009


展开客服