高速pcb設(shè)計指南之六-資料下載頁
2025-05-10 14:00本頁面
【導(dǎo)讀】模擬電路的工作依賴連續(xù)變化的電流和電壓。電平的檢測，它相當(dāng)于判斷邏輯狀態(tài)的“真”或“假”。果數(shù)字信號跳變的速度足夠快，則將產(chǎn)生過沖和回鈴反射現(xiàn)象。對于現(xiàn)代板極設(shè)計來說，混合信號PCB的概念比較模糊，因此，在設(shè)計初期，為了可靠實現(xiàn)嚴(yán)格的時序分配，必須。對模擬效應(yīng)進(jìn)行仿真。實際上，除了通信產(chǎn)品必須具備無故障持。圖1所示的矩陣對混合信號PCB. 的設(shè)計規(guī)劃有幫助。際布局和布線中達(dá)到要求的PCB設(shè)計目標(biāo)。局和布線的復(fù)雜性進(jìn)一步增加。息來識別潛在的電氣影響。OC48代表光載波標(biāo)準(zhǔn)48，基本上面向串。和布線過程將指明解決混合信號PCB布局方案的順序和步驟。鄰近走線層的耦合并改善阻抗控制。線與在第一層的微處理器和DSP器件相隔離。這樣將降低電源和地之間的阻抗，從而減少電源信號上的噪聲。高電流或尖峰期間引起的電壓波動。查初步的分層方案。書面提供分層建議。系統(tǒng)I/O連接器位置和信號分配也是固定的。完成布線后，具有模擬元件和布線的整個DSP要放到距離
【正文】 器的輸入端繞回輸出端，這可能會嚴(yán)重?fù)p害濾波器的帶通特性。為了使輸入和輸出得到良好的隔離，首先必須在濾波器周圍布一圈地，其次濾波器下層區(qū)域也要布一塊地，并與圍繞濾波器的主地連接起來。把需要穿過濾波器的信號線盡可能遠(yuǎn)離濾波器引腳也是個好方法。此外，整塊板上各個地方的 接地都要十分小心，否則你可能會在不知不覺之中引入一條你不希望發(fā)生的耦合通道。圖 3 詳細(xì)說明了這一接地辦法。 有時 可以選擇走單端或平衡 RF 信號線 ，有關(guān)交叉干擾和EMC/EMI 的原則在這里同樣適用。平衡 RF 信號線如果走線正確的話，可以減少噪聲和交叉干擾，但是它們的阻抗通常比較高，而且要保持一個合理的線寬以得到一個匹配信號源、走線和負(fù)載的阻抗，實際布線可能會有一些困難。 緩沖器可以用來提高隔離效果，因為它可把同一個信號分為兩個部分，并用于驅(qū)動不同的電路，特別是本振可能需要緩沖器 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 21 頁 共 25 頁 來驅(qū)動多個混頻器。當(dāng)混 頻器在 RF 頻率處到達(dá)共模隔離狀態(tài)時，它將無法正常工作。緩沖器可以很好地隔離不同頻率處的阻抗變化，從而電路之間不會相互干擾。 緩沖器對設(shè)計的幫助很大，它們可以緊跟在需要被驅(qū)動電路的后面，從而使高功率輸出走線非常短，由于緩沖器的輸入信號電平比較低，因此它們不易對板上的其它電路造成干擾。 還有許多非常敏感的信號和控制線需要特別注意，但它們超出了本文探討的范圍，因此本文僅略作論述，不再進(jìn)行詳細(xì)說明。 壓控振蕩器 (VCO)可將變化的電壓轉(zhuǎn)換為變化的頻率，這一特性被用于高速頻道切換，但它們同樣 也將控制電壓上的微量噪聲轉(zhuǎn)換為微小的頻率變化，而這就給 RF 信號增加了噪聲?？偟膩碚f，在這一級以后你再也沒有辦法從 RF 輸出信號中將噪聲去掉。那么困難在哪里呢？首先，控制線的期望頻寬范圍可能從DC 直到 2MHz，而通過濾波來去掉這么寬頻帶的噪聲幾乎是不可能的；其次， VCO 控制線通常是一個控制頻率的反饋回路的一部分，它在很多地方都有可能引入噪聲，因此 必須非常小心處理 VCO 控制線 。 要確保 RF 走線下層的地是實心的，而且所有的元器件都牢固地連到主地上，并與其它可能帶來噪聲的走線隔離開來。此外，要確保 VCO 的電源 已得到充分去耦，由于 VCO 的 RF 輸出往往是一個相對較高的電平， VCO 輸出信號很容易干擾其它電路， 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 22 頁 共 25 頁 因此必須對 VCO 加以特別注意。事實上， VCO 往往布放在 RF區(qū)域的末端，有時它還需要一個金屬屏蔽罩 。 諧振電路 (一個用于發(fā)射機(jī)，另一個用于接收機(jī) )與 VCO 有關(guān)，但也有它自己的特點。簡單地講，諧振電路是一個帶有容性二極管的并行諧振電路，它有助于設(shè)置 VCO 工作頻率和將語音或數(shù)據(jù)調(diào)制到 RF 信號上。 所有 VCO 的設(shè)計原則同樣適用于諧振電路。由于諧振電路含有數(shù)量相當(dāng)多的元器件、板上分布區(qū)域較寬以及通常運(yùn)行在一個很高的 RF 頻率下，因此諧振電路通常對噪聲非常敏感。信號通常排列在芯片的相鄰腳上，但這些信號引腳又需要與相對較大的電感和電容配合才能工作，這反過來要求這些電感和電容的位置必須靠得很近，并連回到一個對噪聲很敏感的控制環(huán)路上。要做到這點是不容易的。 自動增益控制 (AGC)放大器同樣是一個容易出問題的地方，不管是發(fā)射還是接收電路都會有 AGC 放大器。 AGC 放大器通常能有效地濾掉噪聲，不過由于蜂窩電話具備處理發(fā)射和接收信號強(qiáng)度快速變化的能力，因此要求 AGC 電路有一個相當(dāng)寬的帶寬，而這使某些關(guān)鍵電路上的 AGC 放 大器很容易引入噪聲。 設(shè)計 AGC線路必須遵守良好的模擬電路設(shè)計技術(shù)，而這跟很短的運(yùn)放輸入引腳和很短的反饋路徑有關(guān)，這兩處都必須遠(yuǎn)離RF、 IF 或高速數(shù)字信號走線。同樣，良好的接地也必不可少，而且芯片的電源必須得到良好的去耦 。如果必須要在輸入或輸出 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 23 頁 共 25 頁 端走一根長線，那么最好是在輸出端，通常輸出端的阻抗要低得多，而且也不容易感應(yīng)噪聲。通常信號電平越高，就越容易把噪聲引入到其它電路。 在所有 PCB 設(shè)計中， 盡可能將數(shù)字電路遠(yuǎn)離模擬電路 是一條總的原則，它同樣也適用于 RF PCB 設(shè)計。公共模擬地和用于屏蔽和隔 開信號線的地通常是同等重要的，問題在于如果沒有預(yù)見和事先仔細(xì)的計劃，每次你能在這方面所做的事都很少。因此在設(shè)計早期階段，仔細(xì)的計劃、考慮周全的元器件布局和徹底的布局評估都非常重要，由于疏忽而引起的設(shè)計更改將可能導(dǎo)致一個即將完成的設(shè)計又必須推倒重來。這一因疏忽而導(dǎo)致的嚴(yán)重后果，無論如何對你的個人事業(yè)發(fā)展來說不是一件好事。 同樣 應(yīng)使 RF 線路遠(yuǎn)離模擬線路和一些很關(guān)鍵的數(shù)字信號，所有的 RF 走線、焊盤和元件周圍應(yīng)盡可能多填接地銅皮，并盡可能與主地相連 。類似面包板的微型過孔構(gòu)造板在 RF 線路開發(fā)階段很有用，如果你 選用了構(gòu)造板，那么你毋須花費任何開銷就可隨意使用很多過孔，否則在普通 PCB 板上鉆孔將會增加開發(fā)成本，而這在大批量生產(chǎn)時會增加成本。 如果 RF 走線必須穿過信號線，那么盡量在它們之間沿著RF 走線布一層與主地相連的地。如果不可能的話，一定要保證它們是十字交叉的，這可將容性耦合減到最小，同時盡可能在每根 RF 走線周圍多布一些地，并把它們連到主地。 此外，將并行RF 走線之間的距離減到最小可以將感性耦合減到最小。 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 24 頁 共 25 頁 一個實心的整塊接地面直接放在表層下第一層時，隔離效果最好，盡管小心一點設(shè)計時其它的做法也管用。 我曾試過把接地面分成幾塊來隔離模擬、數(shù)字和 RF 線路，但我從未對結(jié)果感到滿意過，因為最終總是有一些高速信號線要穿過這些分開的地，這不是一件好事。 在 PCB 板的每一層，應(yīng)布上盡可能多的地，并把它們連到主地面。盡可能把走線靠在一起以增加內(nèi)部信號層和電源分配層的地塊數(shù)量，并適當(dāng)調(diào)整走線以便你能將地連接過孔布置到表層上的隔離地塊。應(yīng)當(dāng) 避免在 PCB 各層上生成游離地 ，因為它們會像一個小天線那樣拾取或注入噪音。在大多數(shù)情況下，如果你不能把它們連到主地，那么你最好把它們?nèi)サ簟? 本文小結(jié) 在拿到一張工程更改單 (ECO)時，要冷靜，不要輕易消除你所有辛辛苦苦才完成的工作。一張 ECO 很輕易使你的工作陷入混亂，不管需要做的修改是多么的微小。當(dāng)你必須在某個時間段里完成一份工作時，你很容易就會忘記一些關(guān)鍵的東西，更不用說要作出更改了。 不論是不是 “黑色藝術(shù) ”，遵守一些基本的 RF 設(shè)計規(guī)則和留意一些優(yōu)秀的設(shè)計實例將可幫助你完成 RF 設(shè)計工作。成功的 RF設(shè)計必須仔細(xì)注意整個設(shè)計過程中每個步驟及每個細(xì)節(jié)才有可能實現(xiàn)，這意味著必須在設(shè)計開始階段就要進(jìn)行徹底的、仔細(xì)的 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 25 頁 共 25 頁 規(guī)劃，并對每個設(shè)計步驟的工作進(jìn)展進(jìn)行全面持續(xù)地評估。
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