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日志

PCB设计

已有 1491 次阅读2009-10-20 22:16

本文以日户软件为例, 结合一些实际的布线经验介绍高频电路布线的排版技巧。
一、多层板布线
    高频电路往往集成度较高, 布线密度大, 采用多层板既是布线所必须的, 也是降低干扰的有效手段。在日丫丁阶段, 合理选择一定层数的印制版能大幅度降低印制板尺寸, 能充分利用中间层来设置屏蔽, 更好地实现就近接地, 并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度, 同时还能大幅度地降低信号间的交叉干扰等, 所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。有资料显示, 同种材料时, 四层板要比双面板的噪声低。但是, 同时也存在
一个问题, 板层数越高, 制造工艺越复杂, 单位成本也就越高, 这就要求我们在进行尸日丫下时, 除了选择合适层数的户板, 还需要进行合理的元器件布局规划, 并采用正确的布线规则来完成设计。高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好所谓“ 引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔越少越好。据测, 一个过孔可带来约的分布电容, 减少过孔数能显著提高速度和减少数据出错的可能性。高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好高频电路布线的引线最好采用全直线, 需要转折, 可用度折线或圆弧转折, 这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度, 而在高频电路中, 满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的祸合。高频电路器件管脚间的引线越短越好信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的, 高频的信号引线越长, 它就越容易祸合到靠近它的元器件上去, 所以对于诸如信号的时钟、晶振、数据线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。注意信号线近距离平行走线引入的‘ 串扰”高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“ 串扰” , 串扰是指没有直接连接的信号线之间的祸合现象。由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的, 信号线会起到天线的作用, 电磁场的能量会在传输线的周围发射, 信号之间由于电磁场的相互祸合而产生的不期望的噪声信号称为串扰。板层的参数、信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性以及信号线端接方式对串扰都有一定的影响。所以为了减少高频信号的串扰, 在布线的时候要求尽可能做到以下几点:
   ①在布线空间允许的条件下, 在串扰较严重的两条线之间插入一条地线或地平面, 可以起到隔离的作用而减小串扰。
   ② 当信号线周围的空间本身就存在时变的电磁场时, 若无法避免平行分布, 可在平行信号线的反面布置大面积“ 地”来大幅度减少干扰。
   ③在布线空间许可的前提下, 加大相邻信号线之间的间距, 减小信号线的平行长度, 时钟线尽量与关键信号线垂直而不要平行。
   ④如果同一层内的平行走线几乎无法避免, 在相邻的两个层, 走线的方向务必取为相互垂直。
   ⑤在数字电路中, 通常的时钟信号都是边沿变化快的信号, 对外串扰大。所以在设计中, 时钟线宜
用地线包围起来并多打地线孔来减少分布电容, 从而减少串扰。
   ⑥对高频信号时钟尽最使用低电压差分时钟信号并包地的方式, 需要注意包地打孔的完整性。
   ⑦ 闲置不用的输入端不要悬空, 而是将其接地或接电源电源在高频信号回路中也是地, 因为悬空的线有可能等效于发射天线, 接地就能抑制发射。实践证明, 用这种办法消除串扰有时能立即见效。
   避免走线形成环路各类高频信号走线尽最不要形成环路, 若无法避免则应使环路面积尽量小。集成电路块的电源引脚增加高频退祸电容每个集成电路块的电源引脚就近增加一个高频退辐电容。增加电源引脚的高频退祸电容, 可以有效地抑制电源引脚上高频谐波形成的干扰。
   高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流磁珠连接或者直接隔离并选择合适的地方单点互联。高频数字信号地线的地电位和模拟地线的地电位一般是不一致的, 两者间常常存在一定的电压差, 而且, 高频数字信号的地线还常常带有非常丰富的高频信号的谐波分量, 当直接连接数字信号地线和模拟信号地线时, 高频信号的谐波就会通过地线祸合的方式对模拟信号进行干扰。所以通常情况
下, 对于高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做隔离的, 可以采用在合适位置单点互联的方式,或者采用高频扼流磁珠互联的方式。
  把晶振外围的地线和模拟信号的地线进行隔离, 防止晶振的高频谐波祸合到模拟信号上去,必须保证良好的信号阻抗匹配信号在传输的过程中, 当阻抗不匹配的时候, 信号就会在传输通道中发生信号的反射, 反射会使合成信号形成过冲, 导致信号波形在逻辑门限附近波动,信号在跳变的过程中可能跨越逻辑电平门限, 多次跨越逻辑电平门限则会导致逻辑功能紊乱。消除反射的根本办法是使传输信号的阻抗良好匹配, 由于负载阻抗与传输线的特性阻抗相差越大反射也越大, 所以应尽可能使信号传输线的特性阻抗与负载阻抗相等。同时还要注意户日上的传输线不能出现突变或拐角, 尽量保持传输线各点的阻抗连续, 否则在传输线的各段之间也将会出现反射。这
就要求在进行高速布线, 如日布线、日布线、布线、布线等等一些高速高频信号布线时, 必须要遵守如下的布线规则:
  (1)、线规则。要求日信号差分走线, 线宽为线距地线和信号间距
  (2)、规则。要求日信号差分走线, 线宽为“,线距, 每两组差分信号对的间距超过原则是指导线的宽度,即导线间距不小于倍信号线宽度。
  (3)、布线规则。要求信号差分走线,线宽为“, 线距“, 目的是控制的差分信号对阻抗
 

发表评论 评论 (7 个评论)
回复 soso 2009-10-21 08:52
请把格式调整下,看着眼花 呵呵
回复 yqy1231988 2009-10-21 09:28
soso: 请把格式调整下,看着眼花 呵呵
回复 soso 2009-10-21 13:08
yqy1231988:
呵呵
回复 qin2805 2009-10-21 17:00
哈哈,排版呀
回复 yqy1231988 2009-10-22 08:36
soso: 呵呵
soso姐好啊!!
回复 yqy1231988 2009-10-22 08:36
qin2805: 哈哈,排版呀
怎么都说这了??
回复 soso 2009-10-22 08:54
yqy1231988: soso姐好啊!!
hehe早上好~~

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