高速pcb設(shè)計指南之六-文庫吧資料
2025-07-06 10:05本頁面
【正文】 論實現(xiàn)這個原則的幾種方法。 確保PCB板上高功率區(qū)至少有一整塊地，最好上面沒有過孔，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，而不是同時工作。一、RF布局概念 在設(shè)計RF布局時，有幾個總的原則必須優(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)隔離開來，簡單地說，就是讓高功率RF發(fā)射電路遠(yuǎn)離低功率RF接收電路。電源分配可能對設(shè)計者來說是一個噩夢，為了延長電池壽命，電路的不同部分是根據(jù)需要而分時工作的，并由軟件來控制轉(zhuǎn)換。模擬、數(shù)字和RF電路都緊密地擠在一起，用來隔開各自問題區(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)計以各種方式將所有的東西集成在一起，這對RF電路板設(shè)計來說很不利。不過，在實際設(shè)計時，真正實用的技巧是當(dāng)這些準(zhǔn)則和法則因各種設(shè)計約束而無法準(zhǔn)確地實施時如何對它們進(jìn)行折衷處理。RF電路板的設(shè)計是最令設(shè)計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)計規(guī)則。 。 。 。 ，數(shù)字信號只能在電路板的數(shù)字部分布線。 。 。在有些情況下，將模擬電源以PCB連接線而不是一個面來設(shè)計可以避免電源面的分割問題。 在混合信號PCB板上通常有獨立的數(shù)字和模擬電源，能夠而且應(yīng)該采用分割電源面。比較測試結(jié)果，會發(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，任何信號線都不能跨越地間隙或是分割電源之間的間隙。 如果對混合信號PCB設(shè)計采用統(tǒng)一地的做法心存疑慮，可以采用地線層分割的方法對整個電路板布局布線，在設(shè)計時注意盡量使電路板在后邊實驗時易于用間距小于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，必須保證兩個地之間的連接橋?qū)挾扰cIC等寬，并且任何信號線都不能跨越分割間隙。 如果系統(tǒng)僅有一個A/D轉(zhuǎn)換器，上面的問題就很容易解決。 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，大多數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器廠商會建議：將AGND和DGND管腳通過最短的引線連接到同一個低阻抗的地上(注：因為大多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部沒有將模擬地和數(shù)字地連接在一起，必須通過外部管腳實現(xiàn)模擬和數(shù)字地的連接)，任何與DGND連接的外部阻抗都會通過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。對于這樣的布線必須仔細(xì)地檢查和核對，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)計優(yōu)劣的關(guān)鍵。出現(xiàn)這種問題并不是因為沒有分割地，真正的原因是數(shù)字信號的布線不適當(dāng)。在這種情況下，數(shù)字信號返回電流不會流入到模擬信號的地。 在實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)字信號對模擬信號的干擾必須先了解高頻電流的特性。對于前者，跨越分割間隙的是光信號；在采用變壓器的情況下，跨越分割間隙的是磁場。這樣，在每一個信號線的下方都能夠提供一個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)計工程師僅僅考慮信號電流從哪兒流過，而忽略了電流的具體路徑。另外，模擬地和數(shù)字地通過一個長導(dǎo)線連接在一起會構(gòu)成偶極天線。流經(jīng)大環(huán)路的高頻電流會產(chǎn)生輻射和很高的地電感，如果流過大環(huán)路的是低電平模擬電流，該電流很容易受到外部信號干擾。在PCB設(shè)計中最常見的問題就是信號線跨越分割地或電源而產(chǎn)生EMI問題。盡管這種方法可行，但是存在很多潛在的問題，在復(fù)雜的大型系統(tǒng)中問題尤其突出。在設(shè)計中要盡可能避免這兩種情況。 如何降低數(shù)字信號和模擬信號間的相互干擾呢？在設(shè)計之前必須了解電磁兼容(EMC)的兩個基本原則：第一個原則是盡可能減小電流環(huán)路的面積；第二個原則是系統(tǒng)只采用一個參考面。最后進(jìn)行設(shè)計規(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)計摘要：混合信號電路PCB的設(shè)計很復(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)行信號完整性核查和時序仿真。后續(xù)布線階段要容許過孔的位置互相靠得比較近，這樣所有工具都能實現(xiàn)最高的布通率和最低的過孔數(shù)。讓旁路電容跨過開口的電源層對一些數(shù)字信號的布板有好處，但不推薦在數(shù)字和模擬電源層之間進(jìn)行橋接，這是因為噪聲會通過旁路電容互相耦合。如果布線必須穿過開口區(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。 如果要采用一個電源和接地層開口(split)方案，應(yīng)在平行于開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。 電源出路圖確定之后，就可以開始自動布線。在OC48接口卡這樣的混合信號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。對于高頻器件來說，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 對于數(shù)字器件電源線和混合信號DSP的數(shù)字部分，數(shù)字布線要從SMD出路圖(escape patterns)開始。但是，在開始布線之前，很重要的一步是按照布局方案驗證數(shù)字部分的時序。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)范此時才可以恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到設(shè)計之中。 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。在信號完整性(SI)設(shè)計領(lǐng)域，新器件的信號完整性設(shè)計特別重要。許多芯片分銷商對提供高質(zhì)量的布板建議有嚴(yán)格的時間限制。 要向芯片分銷商咨詢PCB排板的設(shè)計指南。差分布局和布線的對稱性將減少共模噪聲的影響。對OC48卡來說，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連接器位置和信號分配也是固定的。有時
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