高速pcb設(shè)計(jì)指南之六-文庫(kù)吧資料
2024-09-11 08:14本頁(yè)面
【正文】 塊地，最好上面沒(méi)有過(guò)孔 ，當(dāng)然，銅皮越多越好。你可以把他們放在 PCB 板的兩面，或者讓它們交替工作，而不是同時(shí)工作。 一、 RF 布局概念 在設(shè)計(jì) RF 布局時(shí)，有幾個(gè)總的原則必須優(yōu)先加以滿足： 盡可能地把高功率 RF 放大器 (HPA)和低噪音放大器 (LNA)隔離開(kāi)來(lái) ，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是讓高功率 RF 發(fā)射電路遠(yuǎn)離低功率 RF接收電路。電源分配可能對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)噩夢(mèng)，為了延長(zhǎng)電池壽命，電路的不同部分是 根據(jù)需要而分時(shí)工作的，并由軟件來(lái)控制轉(zhuǎn)換。模擬、數(shù)字和 RF 電路都緊密地?cái)D在一起，用來(lái)隔開(kāi)各自問(wèn)題區(qū)域的空間非常小，而且考慮到成本因素，電路板層數(shù)往往又減到最小。 今天的蜂窩電話 設(shè)計(jì)以各種方式將所有的東西集成在一起，這對(duì) RF 電路板設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)很不利。不過(guò)，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，真正實(shí)用的技巧是當(dāng)這些準(zhǔn)則和法則因各種設(shè)計(jì)約束而無(wú)法準(zhǔn)確地實(shí)施時(shí)如何對(duì)它們進(jìn)行折衷處理。 RF 電路板的設(shè)計(jì)是最令設(shè)計(jì)工程師感到頭疼的部分，如想一次獲得成功，仔細(xì)規(guī)劃和注重細(xì)節(jié)是必須加以高度重視的兩大關(guān)鍵設(shè)計(jì)規(guī)則。 。 布線層上。 。 ，數(shù)字信號(hào)只能在電路板的數(shù)字部分布線。 。 。在有些情況下，將模擬電源以 PCB 連接線而不是一個(gè)面來(lái)設(shè)計(jì)可以避免電源面的分割問(wèn)題。 在混合信號(hào) PCB 板上通常有獨(dú)立的數(shù)字和模擬電源，能夠而且應(yīng)該采用分割電源面。比較測(cè)試結(jié)果，會(huì)發(fā)現(xiàn)幾乎在所有的情況下，統(tǒng)一地的方案在功能和 EMC 性能方面比分割地更優(yōu)越。而且， 任何信號(hào)線都不能跨越地間隙或是分割電源之間的間隙 。 如果對(duì)混合信號(hào) PCB 設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一地的做法心存疑 慮，可以采用地線層分割的方法對(duì)整個(gè)電路板布局布線，在設(shè)計(jì)時(shí)注意盡量使電路板在后邊實(shí)驗(yàn)時(shí)易于用間距小于 1/2 英寸的跳線或 0歐姆電阻將分割地連接在一起。如圖 4 所示，將統(tǒng)一的地分為模擬部分和數(shù)字部分。而如果不這樣連接，就違反了廠商的要求。采取該方法時(shí)，必須保證兩個(gè)地之間的連接橋?qū)挾扰c IC 等寬，并且任何 信號(hào)線都不能跨越分割間隙。 如果系統(tǒng)僅有一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器，上面的問(wèn)題就很容易解決。 在將 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬地和數(shù)字地管腳連接在一起時(shí)，大多數(shù)的 A/D 轉(zhuǎn)換器廠商會(huì)建議： 將 AGND 和 DGND 管腳通過(guò)最短的引線連接到同一個(gè)低阻抗的地上 (注：因?yàn)榇蠖鄶?shù) A/D 轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部沒(méi)有 將模擬地和數(shù)字地連接在一起，必須通過(guò)外部管腳實(shí)現(xiàn)模擬和數(shù)字地的連接 )，任何與 DGND 連接的外部阻抗都會(huì)通過(guò)寄生電容將更多的數(shù)字噪聲耦合到 IC 內(nèi)部的模擬電路上。對(duì)于這樣的布線必須仔細(xì)地檢查和核對(duì)，要保證百分之百遵守布線規(guī)則。在這種情況下，元器件的布局和分區(qū) 就成為決定設(shè)計(jì)優(yōu)劣的關(guān)鍵。出現(xiàn)這種問(wèn)題并不是因?yàn)闆](méi)有分割地，真正的原因是數(shù)字信號(hào)的布線不適當(dāng)。 在這種情況下，數(shù)字信號(hào)返回電流不會(huì)流入到模擬信號(hào)的地。 在實(shí)際工作中一般傾向于使用統(tǒng)一地，而將 PCB 分區(qū)為模擬部分和數(shù)字部分。 要深入探討數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾必須先了解高頻電流的特性。對(duì)于前者，跨越分割間隙的是光信號(hào)；在采用變壓器的情況下，跨越分割間隙的是磁場(chǎng)。這 樣，在每一個(gè)信號(hào)線的下方都能夠提供一個(gè)直接的電流回流路徑，從而使形成的環(huán)路面積很小。許多設(shè)計(jì)工程師僅僅考慮信號(hào)電流從哪兒流過(guò)，而忽略了電流的具體路徑。另 外，模擬地和數(shù)字地通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)導(dǎo)線連接在一起會(huì)構(gòu)成偶極天線。流經(jīng)大 環(huán)路的高頻電流會(huì)產(chǎn)生輻射和很高的地電感，如果流過(guò)大環(huán)路的是低電平模擬電流，該電流很容易受到外部信號(hào)干擾。在 PCB 設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的問(wèn)題就是信號(hào)線跨越分割地或電源而產(chǎn)生 EMI 問(wèn)題。盡管這種方法可行，但是存在很多潛在的問(wèn)題，在復(fù)雜的大型系統(tǒng)中問(wèn)題尤其突出。在設(shè)計(jì)中要盡可能避免這兩種情況。 如 何降低數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)間的相互干擾呢？在設(shè)計(jì)之前必須了解電磁兼容 (EMC)的 兩個(gè)基本原則 ： 第一個(gè)原則是盡可能減小電流環(huán)路的面積；第二個(gè)原則是系統(tǒng)只采用一個(gè)參考面 。最后進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查、最終制造的復(fù)查、光罩和復(fù)查并簽發(fā)給制造者，則布板任務(wù)才正式結(jié)束 第二篇 分區(qū)設(shè)計(jì) 摘要：混合信號(hào)電路 PCB 的設(shè)計(jì)很復(fù)雜，元器件的布局、布線以及電源和地線的處理將直接影響到電路性能和電磁兼容性能。 總結(jié) OC48 卡布板完成之后要進(jìn)行信號(hào)完整性核查和時(shí)序仿真。初步布線階段要在 SMD 出口中使用 英寸大尺寸過(guò)孔間距和考慮所使用的封裝類型，后續(xù)布線階段要容許過(guò)孔的位置互相靠得比較近，這樣所有工具都能實(shí)現(xiàn)最高的布通 率和最低的過(guò)孔數(shù)。讓旁路電容跨過(guò)開(kāi)口的電源層對(duì)一些數(shù)字信號(hào)的布板有好處，但不推薦在數(shù)字和模擬電源層之間進(jìn)行橋接，這是因?yàn)樵肼晻?huì)通過(guò)旁路電容互相耦合。如果布線必須穿過(guò)開(kāi)口區(qū)域到另一層，應(yīng)確保與布線相鄰的另一層為連續(xù)的接地層。 如果要采用一個(gè)電源和接地層開(kāi)口 (split)方案，應(yīng)在平行于 開(kāi)口的鄰近布線層上選擇偏移層 (layer bias)。要確保 ATE 接觸到 100%的節(jié)點(diǎn)。 電源出路圖確定之后，就可以開(kāi)始自動(dòng)布線。在 OC48 接口卡這樣的混合信號(hào) PCB 上，要特別注意電源分支的布線。要采用同樣的 “最短和最寬的走線 ”方法對(duì)旁路電容出路圖進(jìn)行布線。 采用數(shù)字旁路電容可以得到最佳的布局和布線方案。對(duì)于高頻器件來(lái)說(shuō)，電源的印制線相當(dāng)于小電感，它將惡化電源噪 聲，使模擬和數(shù)字電路之間產(chǎn)生不期望的耦合。 四、 OC48 卡的數(shù)字布線 對(duì)于數(shù)字器件電源線和混合信號(hào) DSP 的數(shù)字部分，數(shù)字布線要從 SMD 出路圖 (escape patterns)開(kāi)始。但是，在開(kāi)始布線之前，很重要的一步是按照布局方案驗(yàn)證數(shù)字部分的時(shí)序。但是你 或許不知道，也有人提出更新的建議，即增加若干端接電阻。 數(shù)字布線的電氣和制造準(zhǔn)則規(guī)范此時(shí)才可以恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到設(shè)計(jì)之中。 高頻模擬部分的位置和布線確定后，就可以按照框圖中所示的分組方法放置其余的數(shù)字電路。在信號(hào)完整性 (SI)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，新器件的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)特別重要。許多芯片分銷商對(duì)提供高質(zhì)量的布板建議有嚴(yán)格的時(shí)間限制。 要向芯片分銷商咨詢 PCB 排板的設(shè)計(jì)指南。差分布局和布線的對(duì)稱性將減少共模噪聲的影響。對(duì) OC48 卡來(lái)說(shuō)， DSP 模擬電路部分包含有模擬參考電壓和模擬電源旁路電容的部分應(yīng)首先互動(dòng)布線。 與大多數(shù)成功的高密度模擬布局和布線方案一樣，布局要滿足布線的要求，布局和布線的要求必須互相兼顧。系統(tǒng) I/O 連接器位置和信號(hào)分配也是固定的。有時(shí)，受機(jī)殼形狀的限制，不得不設(shè)計(jì)高密度板卡。 三、 OC4
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