【正文】 時間片內將有流經(jīng)電源系統(tǒng)的電流。根據(jù)使用的不同的邏輯門系列，可以容忍500 mil 的走線長度偏差。 因此，如果你依賴這樣的假定，即：差分信號是大小相等且極性相反，并且因此沒有通過地的電流，那么這個假定的一個必要推論就是差分信號對的長度必須相等。但是，盡管如此，平面層上存在一個感應電流！所有的返回電流已經(jīng)抵消了。因此電流完全在差分走線下方的一個環(huán)路中流動（圖3）。有人反對這條規(guī)則，事實上這條規(guī)則在上升時間較慢并且EMI 不是問題時并不是必須的。差分線布得越彼此靠近，任何偶合噪聲在每根走線上就越相近。假使它們分別攜帶信號V1 和V2。設計規(guī)則3：差分阻抗因互耦而變，而互耦因線距而變。我們要把差分線彼此靠近布線與EMI 和噪聲免疫有關。 Impedance Terminations: What39。文中肯定還有諸多紕漏、謬誤，歡迎大家批評指正。 如何在高速系統(tǒng)設計中考慮信號完整性的因素，并采取有效的控制措施，已成為當今國內外系統(tǒng)設計工程師和PCB設計業(yè)界的一個熱門課題。而差分線對的低壓幅或電流驅動輸出實現(xiàn)了高速集成功耗的要求。 LVDS是一種低擺幅的差分信號技術，它上面的信號可以以幾百Mbps的速率傳輸。有時為了增加抗噪聲性能，差分線的正負兩路信號之間用2個5OΩ的電阻串聯(lián)，并在電阻中間加1個濾波電容到地，這樣可以減少高頻噪聲。 在實際的工程設計中，增加一個電源就意味著增加了新的干擾源，也會增加布線空間(電源的濾波網(wǎng)絡要使用大量的布線空間)，改變電源分割層的布局。4 差分線的一些設計規(guī)則折線代替； 6. 信號線在不同的信號層時，要注意調整差分線的線寬和線距，避免因介質條件改變引起的阻抗不連續(xù)。LVDS是一種低擺幅的差分信號技術，它使得信號能在差分PCB線對或平衡電纜上以幾百Mbps的速率傳輸，其低壓幅和低電流驅動輸出實現(xiàn)了低噪聲和低功耗。按照IEEE規(guī)定，電阻為100歐。 從差分信號傳輸線路上可以看出，若是理想狀況，線路沒有干擾時，在發(fā)送側，可以形象理解為：IN=IN+IN在接收側，可以理解為：IN+IN=OUT所以：OUT=IN在實際線路傳輸中，線路存在干擾，并且同時出現(xiàn)在差分線對上，在發(fā)送側，仍然是：IN=IN+IN線路傳輸干擾同時存在于差分對上，假設干擾為q，則接收則：(IN++q)(INq)=IN+IN=OUT所以：OUT=IN噪聲被抑止掉。LVDS信號被廣泛應用于計算機、通信以及消費電子領域，并被以PCIExpress為代表的第三代I/O標準中采用。 如圖1所示。只要我們在布線時考慮到以上這些要素，設計高速差分線路板并不很困難。為了確保信號在傳輸線當中傳播時不受反射信號的影響，LVDS信號要求傳輸線阻抗受控，通常差分阻抗為(100177。以上微帶線和帶狀線種方式阻抗計算公式分別為：(i)微帶線(microstrip)Z={87/[sqrt(εr+)]}ln[(+T)]其中，W為線寬，T為走線的銅皮厚度，H為走到參考平面的距離，εr是PCB板材質的介電常數(shù)(dielectric Constant)。② 走平行等距線(如圖4)。在計算線寬和間距時最好遵守緊耦合的原則，也就是差分對線間距小于或等于線寬。對不同差分線之間的間距要求間隔不能太小，至少應大于3～5倍差分線間距。如圖5的矩形處為接收端的匹配電阻。 根據(jù)以上處理原則，簡單介紹一塊LVDS信號PCB設計實例，此板為16層多層印制板，疊層與板材(FR4板材)關系如圖6。本文探討了相關的基本原則，并提供了一些實用的、經(jīng)過驗證的電源布線、電源旁路和接地技術，可有效提高RF設計的性能指標。對于沒有經(jīng)過認真考慮的設計，電路周圍的電源電壓很容易產(chǎn)生錯誤的輸出和噪聲，這會進一步影響到RF電路的性能。 另外，每條引線還具有一定的寄生電感，這恰好是我們所希望的，它有助于濾除電源線上的高頻噪聲。之后，電容的阻抗將呈現(xiàn)出電感性。 在Vcc星型拓撲的主節(jié)點處最好放置一個大容量的電容器?？梢詫⒌仄矫婊蛞€分為模擬信號地和數(shù)字信號地，還可以隔離大電流或功耗較大的電路。圖3所示為過孔精確的電氣特性模型，其中Lvia為過孔電感，Cvia為過孔PCB焊盤的寄生電容。 第三個電容(對于三階濾波器)應該直接與VCO的地層連接，以避免控制電壓隨數(shù)字電流浮動。 在發(fā)送通道優(yōu)化ACPR特性的大量工作是靠憑借經(jīng)驗對Tx IC和PA的偏置進行調節(jié)，并對PA的輸入級、輸出級和中間級的匹配網(wǎng)絡進行調諧實現(xiàn)的。這一混頻效應只有在PLL雜散成分高于一定門限時才會產(chǎn)生問題，低于一定門限時，ACPR將主要受PA非線性的制約。 上述措施并不需要全部用在每個設計中，適當采用每種方式都會有效降低雜散幅度。自1991年IBM公司首先成功開發(fā)出高密度多層板（SLC）以來，各國各大集團也相繼開發(fā)出各種各樣的高密度互連（HDI）微孔板。認真校核原理圖：任何一塊印制板的設計，都離不開原理圖。 多層板的各層應保持對稱，而且最好是偶數(shù)銅層，即四、六、八層等。合理的放置元器件，在某種意義上，已經(jīng)預示了該印制板設計的成功。3．導線布層、布線區(qū)的要求4．導線走向及線寬的要求導線的寬窄，應根據(jù)該電路對電流及阻抗的要求來確定，電源輸入線應大些，信號線可相對小一些。一般來說，元件孔孔徑及焊盤大小的計算方法為： PAD)直徑≥過孔直徑＋12mil。 元件焊盤直徑≥元件孔直徑＋18mil且導線應盡量走短線，特別是對小信號電路來講，線越短，電阻越小，干擾越小。大面積的銅箔應比較均勻分布在內、外層，這將有助于減少板的翹曲度，也使電鍍時在表面獲得較均勻的鍍層。 另一方面，應從印制板的整體結構來考慮，避免元器件的排列疏密不均，雜亂無章。 元器件的位置、擺放方向，首先應從電路原理方面考慮，迎合電路的走向。但從生產(chǎn)工藝角度考慮，應盡量簡單，一般為長寬比不太懸殊的長方形，以利于裝配，提高生產(chǎn)效率，降低勞動成本。三．多層印制板設計的基本要求1．板外形、尺寸、層數(shù)的確定封裝不一樣，印制板上器件的焊孔（盤）就不一樣。 下面，作者以多年設計印制板的經(jīng)驗，著重印制板的電氣性能，結合工藝要求，從印制板穩(wěn)定性、可靠性方面，來談談多層制板設計的基本要領。多層印制板，就是指兩層以上的印制板，它是由幾層絕緣基板上的連接導線和裝配焊接電子元件用的焊盤組成，既具有導通各層線路，又具有相互間絕緣的作用。另外，如果電源布線不合理，例如VCO的電源引線恰好位于電荷泵電源的下面，可以在VCO電源上觀察到同樣的噪聲，所產(chǎn)生的雜散信號足以影響到ACPR特性，即使加強去耦，測試結果也不會得到改善。如果沒有足夠的隔離，電流脈沖產(chǎn)生的噪聲會耦合到VCO的電源，對VCO頻率進行調制，通常稱為“VCO牽引”。一旦發(fā)現(xiàn)了雜散成分，首先想到的方案就是將PLL環(huán)路濾波器的帶寬變窄，以便衰減雜散信號的幅度。這時，需要注意來自發(fā)送器鎖相環(huán)中本振(LO)的雜散信號同樣會使ACPR性能變差。IEEE +15dBm，頻率偏差20MHz時為28dBr。方框內的電路是PLL環(huán)路濾波器，第一個電容直接與GND_CP相連，第二個電容(與一個R串聯(lián))旋轉180度，返回到相同的GND_CP，第三個電容則與GND_VCO相連?？拷姾杀幂敵龅膬蓚€電容必須直接與電荷泵電路的地連接。 濾除其它級電路的噪聲、抑制本地產(chǎn)生的噪聲，從而消除級與級之間通過電源線的交叉干擾，這是Vcc去耦帶來的好處。除此之外，功率放大器的功耗也需要多個連接地層的過孔。 地層的布局和引線同樣是WLAN電路板設計的關鍵，它們會直接影響到電路板的寄生參數(shù)，存在降低系統(tǒng)性能的隱患。 使用星型拓撲Vcc引線時，還有必要采取適當?shù)碾娫慈ヱ?，而去耦電容存在一定的寄生電感。圖中建立了一個主Vcc節(jié)點，從該點引出不同分支的電源線，為RF IC的電源引腳供電。第二層采用連續(xù)的地平面布局對于建立阻抗受控的RF信號通路非常必要，它還便于獲得盡可能短的地環(huán)路，為第一層和第三層提供高度的電氣隔離，使得兩層之間的耦合最小。 在LVDS信號PCB設計上，我們要考慮的因素很多，不僅要考慮與其他信號相互間的影響，更關心是其自身阻抗的控制和線長控制等。 8. 接收端的匹配電阻的布局。 5. 不同差分線對間處理。圖圖3為POLARSI6000阻抗計算軟件計算阻抗值。 2. LVDS信號阻抗計算與控制。 態(tài)。 新興的CM0S工藝的低壓差分信號(Low Voltage Differential Signal，簡稱LVDS)器件給了我們另一種選擇。LVDS信號的PCB設計1 LVDS信號的工作原理和特點這個共模范圍是：+～+。在實際芯片中，是在噪聲容限內，采用“比較”及“量化”來處理的。通常由一個IC來完成，如：DS90C031差分信號接收器：將平衡傳輸?shù)腖VDS信號轉換成非平衡傳輸?shù)腡TL信號。參考文獻[1] 廖承恩．微波技術基礎[M]．西安：西安電子科技大學出版社．1994．[2] 霍華德約翰遜．高速數(shù)字設計[M]．沈立譯．北京：電子工業(yè)出版社，2004．[3] 王先富，牛忠霞．微波寬帶放大器的設計與EDA仿真[J]．無線電通信技術，2005，31(1)：51—53．LVDS(低電壓差分信號)原理簡介1 LVDS信號介紹LVDS：Low Voltage Differential Signaling，低電壓差分信號。一般使用FR4介質時，50 Ω布線規(guī)則(差分線阻抗為100Ω)時， mm； 2. 信號線的長度應匹配，不然會引起信號扭曲，引起電磁輻射； 3. 不要僅僅依賴軟件的自動布線功能，要仔細修改以實現(xiàn)差分線的阻抗匹配和隔離； 4. 盡量減少使用過孔和其他一些引起阻抗不連續(xù)的因素； 5. 不要使用90176。 在圖3中，對交流信號而言，相當于120Ω電阻和82Ω電阻并聯(lián)，；對于直流信號，兩個電阻分壓，信號的直流電位為：82／(120+82)= V。 LVPECL電平信號也是適合高速傳輸?shù)牟罘中盘栯娖街?，最快可以讓信號? GBaud波特的速率傳輸。終端負載電阻的控制要根據(jù)不同的邏輯電平接口，來選擇適當?shù)碾娮杈W(wǎng)絡和負載并聯(lián)，以達到阻抗匹配的目的。只要我們通過阻抗匹配使ΓL和ΓG等于0，就可以消除信號反射現(xiàn)象。數(shù)字信號在差分線上傳輸時是奇模傳輸方式，即正負兩路信號的相位相差180176。如果耦合信號只是隨機地彼此相關，平均耦合是零并且對端接阻抗沒有影響。5 阻抗控制走線在行業(yè)中有許多參考。這將依次影響到為防止反射而對走線進行正確的端接的值，以及如果走線必須緊耦合，通常也是需要的，它們的間距必須全線為常數(shù)。 注意對差分阻抗的影響只是規(guī)則2 的推論。因為沒有流經(jīng)地的電流（大概這是個假設）那么端接電阻被連接在線1 和線2 之間，且確切的端接阻抗算得是2(Z0Z12)。但是如果（+）和（）輸入一起偏移（在同樣的方向），相對而言接收器對這種偏移不敏感。原因之一是減小或消除走線下方的感應電流環(huán)路。因此如果我們想控制EMI，就需要將環(huán)路面積最小化。其中一根走線在平面一個方向上耦合了一個信號，另一根在平面另一個方向上耦合了一個信號。因此，如同單端信號的返回電流傾向于在直接位于走線下方的平面上傳播，差分線也會在其下方的平面上產(chǎn)生一個感應電流。同時假設走線長度完全相等，信號嚴格大小相等且極性相反。通常他們的爭論的基礎包括了信號時序。 考慮差分對的“正”走線。差分對的交叉點定義得非常精確（圖1）。 差分電路在低壓信號的應用中是非常有益的。一般來講，結果最好情況是中性的，最壞情況是具有破壞性的。 單模是我們最熟悉的。公式為：事實上，有人認為，為了將差分信號和地噪聲隔離，一定不能將它們連接到地。重寫式1：V1 = Z11*i1 + Z11*k*i2其特征阻抗是Z0，其上流經(jīng)的電流為i?！　．轉阻焊時，將文檔類型選為SOLD_MASK，在頂層阻焊中要將過孔選中?？梢杂肞owerPCB中的拷貝功能，很方便地將已存在的 PowerPCB中的其它庫里的元件封裝拷貝到這個庫中，存成與VIEWDRAW中相對應的名字。　　有時我們需要將印制板圖加入到結構圖中，這時可以通過轉換工具將PCB文件轉換成AUTOCAD能夠識別的格式。這個問題主要還是出在建庫上?！　∷援斘覀円ㄒ粋€符合國標的電源符號時，需要先打開現(xiàn)有的電源符號組，選擇“編輯電氣連接”按鈕，點按“添加”按鈕，輸入你新建的符號的名字等信息。但是如果在你完成了預布線之后，要自動布線時，最好將預布好的線固定住，否則自動布線時，軟件會認為此線段可移動，而將你的工作完全推翻，造成不必要的損失。Split/Mixed主要用于多個電源或地共用一個層的情況，但只有一個電源和地時也可以用。　　對于大多數(shù)使用過PROTEL的人來說，剛開始使用PowerPCB的時候，可能會覺得PowerPCB的限制太多。3. 按常規(guī)方法用菜單PCB－Send netlist to PADS。至此已基本完成整個布線工作，最后用POUR MANAGERPLANE CONNECT進行灌銅，即可出現(xiàn)下圖的效果。 然后把POWER層的圖層屬性改回SPLIT/MIXED，再點擊DRAFTINGPLACE AREA，下一步即可繪制第一個電源網(wǎng)絡的鋪銅。（用2D LINE分割負片的方法，由于沒有網(wǎng)絡連接和設計規(guī)則的約束，容易出錯，不推薦使用）這兩點是它們在圖層設置與內層分割方面的主要區(qū)別。 INTERNAL 帶內層分割（最常見的多電源情況）－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ POWER : 正片 NO PLANE 純線路層 時間倉促，如有錯誤疏漏指出還請多加指正！一、POWER PCB的圖層與PROTEL的異同 3號網(wǎng)絡（紅色）：下面第三個網(wǎng)絡，由于此網(wǎng)絡較靠近板邊，所以我們還可以用另外一個命令來做。 1號網(wǎng)絡（黃色）：