高速pcb畢業(yè)設(shè)計-資料下載頁
2025-06-24 14:12本頁面
【正文】 電磁兼容的目的。大家都知道理做PCB板就是把設(shè)計好的原理圖變成一塊實實在在的PCB電路板,請別小看這一過程,有很多原理上行得通的東西在工程中卻難以實現(xiàn),或是別人能實現(xiàn)的東西另一些人卻實現(xiàn)不了,因此說做一塊PCB板不難,但要做好一塊PCB板卻不是一件容易的事情。 微電子領(lǐng)域的兩大難點在于高頻信號和微弱信號的處理,在這方面PCB制作水平就顯得尤其重要,同樣的原理設(shè)計,同樣的元器件,不同的人制作出來的PCB就具有不同的結(jié)果,那么如何才能做出一塊好的PCB板呢? 接受到一個設(shè)計任務(wù),首先要明確其設(shè)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,只要做到布局布線合理整齊,機械尺寸準確無誤即可,如有中負載線和長線,就要采用一定的手段進行處理,減輕負載,長線要加強驅(qū)動,重點是防止長線反射。 當板上有超過40MHz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制，根據(jù)分布參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)理論，高速電路與其連線間的相互作用是決定性因素，在系統(tǒng)設(shè)計時不能忽略。隨著門傳輸速度的提高，在信號線上的反對將會相應(yīng)增加，相鄰信號線間的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(yīng)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關(guān)照，小信號由于太微弱，非常容易受到其它強信號的干擾，屏蔽措施常常是必要的，否則將大大降低信噪比。以致于有用信號被噪聲淹沒，不能有效地提取出來。 對板子的調(diào)測也要在設(shè)計階段加以考慮，測試點的物理位置，測試點的隔離等因素不可忽略，因為有些小信號和高頻信號是不能直接把探頭加上去進行測量的。 此外還要考慮其他一些相關(guān)因素，如板子層數(shù)，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(shè)計的設(shè)計目標心中有數(shù)。 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(wěn)、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，把雜散的電磁干擾給屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工藝，功耗大發(fā)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，就要把GLINK芯片放在空氣流通比較順暢的地方，而且散出來的熱量還不能對其它芯片構(gòu)成大的影響。如果板子上裝有喇叭或其他大功率的器件，有可能對電源造成嚴重的污染這一點也應(yīng)引起足夠的重視。 元器件的布局首先要考慮的一個因素就是電性能，把連線關(guān)系密切的元器件盡量放在一起，尤其對一些高速線，布局時就要使它盡可能地短，功率信號和小信號器件要分開。在滿足電路性能的前提下，還要考慮元器件擺放整齊、美觀，便于測試，板子的機械尺寸，插座的位置等也需認真考慮。 高速系統(tǒng)中的接地和互連線上的傳輸延遲時間也是在系統(tǒng)設(shè)計時首先要考慮的因素。信號線上的傳輸時間對總的系統(tǒng)速度影響很大，特別是對高速的ECL電路，雖然集成電路塊本身速度很高，但由于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，同步計數(shù)器這種同步工作部件最好放在同一塊插件板上，因為到不同插件板上的時鐘信號的傳輸延遲時間不相等，可能使移位寄存器產(chǎn)主錯誤，若不能放在一塊板上，則在同步是關(guān)鍵的地方，從公共時鐘源連到各插件板的時鐘線的長度必須相等。 做PCB時是選用雙面板還是多層板，要看最高工作頻率和電路系統(tǒng)的復雜程度以及對組裝密度的要求來決定。在時鐘頻率超過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(zhì)層的印制電路板，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，還由于Z0較大而省功耗，對印制電路板的走線有如下原則要求:u 所有平行信號線之間要盡量留有較大的間隔，以減少串擾。如果有兩條相距較近的信號線，最好在兩線之間走一條接地線，這樣可以起到屏蔽作用。u 設(shè)計信號傳輸線時要避免急拐彎，以防傳輸線特性阻抗的突變而產(chǎn)生反射，要盡量設(shè)計成具有一定尺寸的均勻的圓弧線。 u 印制線的寬度可根據(jù)上述微帶線和帶狀線的特性阻抗計算公式計算，印制電路板上的微帶線的特性阻抗一般在50～120Ω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制作。綜合各種因素考慮，一般選擇68Ω左右的阻抗值比較合適，因為選擇68Ω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50Ω的傳輸線將消耗更多的功率；較大的阻抗固然可以使消耗功率減少，但會使傳輸延遲時間憎大。由于負線電容會造成傳輸延遲時間的增大和特性阻抗的降低。但特性阻抗很低的線段單位長度的本征電容比較大，所以傳輸延遲時間及特性阻抗受負載電容的影響較小。具有適當端接的傳輸線的一個重要特征是，分枝短線對線延遲時間應(yīng)沒有什么影響。當Z0為50Ω時。分枝短線的長度必須限制在2．5cm以內(nèi)．以免出現(xiàn)很大的振鈴。 u 對于雙面板（或六層板中走四層線）．電路板兩面的線要互相垂直，以防止互相感應(yīng)產(chǎn)主串擾。 u 印制板上若裝有大電流器件，如繼電器、指示燈、喇叭等，它們的地線最好要分開單獨走，以減少地線上的噪聲，這些大電流器件的地線應(yīng)連到插件板和背板上的一個獨立的地總線上去，而且這些獨立的地線還應(yīng)該與整個系統(tǒng)的接地點相連接。 u 如果板上有小信號放大器，則放大前的弱信號線要遠離強信號線，而且走線要盡可能地短，如有可能還要用地線對其進行屏蔽。致謝在任老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體構(gòu)思和內(nèi)容，無不凝聚著老師的心血和汗水，三年的學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 通過做論文，讓我學到了更多的知識，高速PCB應(yīng)用之廣泛涉及知識面之寬廣。在這個即將畢業(yè)的時候又使得我的能力和見識有了很大的提高，雖然這些還是出識廬山，但已經(jīng)給我?guī)砹撕艽蟮囊嫣?。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向國防學院，電子系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷Ｗ詈笪抑孕牡淖Ｄ感Ｔ睫k越好，祝所有辛勤的老師們工作順利！參考文獻[1]謝金明. 高速數(shù)字電路設(shè)計及噪聲控制技術(shù). 電子工業(yè)出版社. [2] Howard W. Johnson ， Martin Graham. 高速數(shù)字設(shè)計：Black Magic 手冊. 1993[3] Henry Ott. 電子系統(tǒng)中的降噪技術(shù). 1988[4] Bruce Archambeault. 揭秘有關(guān)印刷電路板電源層/接地層的去耦. IBM公司 2001[5][M].[6]劉蕓江，甄蜀春，. 武漢水利電力大學出版社24 / 24
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