高速pcb設計指南之六-在線瀏覽
2025-07-29 14:00本頁面
【正文】 銷商的應用工程師充分交流。有時，他們提供的解決方案對于使用該器件的 “一級客戶 ”是可行的。根據(jù)分銷商的基本指南并與封裝中每條電源和接地引腳的特定要求相結合，就可以開始對集成了 DSP 和微處理器的 OC48 卡布局布線。要注意仔細設計下列電路：對模擬信號靈敏度高的 CPU 中 PLL 電源濾波電路的位置；本地CPU內(nèi)核電壓調(diào)整器；用于 “數(shù)字 ”微處理器的參考電壓電路。前述對高速數(shù)字總線和時鐘信號的信號完整性的設計，揭示出一些對處理器總線、平衡 Ts 及某些時鐘信號布線的時滯匹配的特殊布線拓撲要求。 在解決問題的過程中，布板階段做一些調(diào)整是當然的事。此時此刻，對板卡進行完整 DFM/DFT布局復查將有助于確保該卡滿足客戶的需要。要采用裝配工藝允許的最短和最寬的印制線。電源印制線越長，電感越大。簡言之，根據(jù)需要微調(diào)旁路電容的位置，使之安裝方便并分布在數(shù)字部件和混合信號器件數(shù)字部分的周圍 。 當電源分支要穿過連續(xù)的平面時 (如 OC48 接口卡上的 電源層 )，則電源引腳和旁路電容本身不必共享相同的出口圖，就可以得到最低的電感和 ESR 旁路。記住，要在整個卡上以矩陣排列的形式放置額外的旁路電容，即使在無源器件附近也要放置 (見圖 6)。 OC48 卡上的ATE 測試觸點要在邏輯設計時定義。為了以 英寸的最小 ATE 測試探頭實現(xiàn) ATE 測試，必須保留引出過孔 (breakout via)的位置，以保證電源層不會被過孔的反面焊盤 (antipads)交叉所隔斷。在鄰近層上按該開口區(qū)域的周長定義禁止布線區(qū)，防止布線進入。這將減少反射路徑。 若干最新的自動布線應用程序能夠對高密度多層數(shù)字電路進行布線。由于 OC48 處理器總線采用一種改進的星形拓撲結構，在自動布線時其優(yōu)先級最高 (見圖 7)。仿真證明布線指導達到預期的要求并改善了第二層總 線的時序指標。本文介紹的地和電源的分區(qū)設計能優(yōu)化混合信號電路的性能。相反，如果系統(tǒng)存在兩個參考面，就可能形成一個偶極天線 (注：小型偶極天線的輻射大小與線的長度、流過的電流大小以及頻率成正比 )；而如果信號不能通過盡可能小的環(huán)路返回，就可能形成一個大的環(huán)狀天線 (注：小型環(huán)狀天線的輻射大小與環(huán)路面積、流過環(huán)路的電流大小以及頻率的平方成正比 )。 有人建議將混合信號電路板上的數(shù)字地和模擬地分割開，這樣能實現(xiàn)數(shù)字地和模擬地之間的隔離。 最關鍵的問題是不能跨越分割間隙布線 ，一旦跨越了分割間隙布線，電磁輻射和信號串擾都會急劇增加 。 如圖 1 所示，我們采用上述分割方法，而且信號線跨越了兩個地之間的間隙，信號電流的返回路徑是什么呢？假定被分割的兩個地在某處連接在一起 (通常情況下是在某個位置單點連接 )，在這種情況下，地電流將會形成一個大的環(huán)路。最糟糕的是當把分割地在電源處連接在一起時，將形成一個非常大的電流環(huán)路。 了解電流回流到地的路徑和方式是優(yōu)化混合信號電路板設計的關鍵。如果必須對地線層進行分割，而且必須通過分割之間的間隙布線，可以先在被分割的地之間進行 單點連接 ，形成兩個地之間的連接橋，然后通過該連接橋布線。 采用 光隔離器件或變壓器也能實現(xiàn)信號跨越分割間隙 。還有一種可行的辦法是 采用差分信號 ：信號從一條線流入從另外一條信號線返回，這種情況下，不需要地作為回流路徑。 高頻電流總是選擇阻抗最小 (電感最低 )，直接位于信號下方的路徑，因此返回電流會流過鄰近的電路層，而無論這個臨近層是電源層還是地線層。 模擬信號在電路板所有層的模擬區(qū)內(nèi)布線，而數(shù)字信號在數(shù)字電路區(qū)內(nèi)布線。 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權歸原作者所有 ) 第 11 頁 共 25 頁 只有將數(shù)字信號布線在電路板的模擬部分之上或者將模擬信號布線在電路板的數(shù)字部分之上時，才會出現(xiàn)數(shù)字信號對模擬信號的干擾。 PCB 設計采用統(tǒng)一地，通過數(shù)字電路和模擬電路分區(qū)以及合適的信號布線，通?？梢越鉀Q一些比較困難的布局布線問題，同時也不會產(chǎn)生因地分割帶來的一些潛在的麻煩。如果布局布線合理，數(shù)字地電流將限制在電路板的數(shù)字部分，不會干擾模擬信號。否則，一條信號線走線不當就會徹底破壞一個本來非常不錯的電路板。按照這個建議，需要把 A/D 轉換器的 AGND 和 DGND 管腳都 連接到模擬地上，但這種方法會產(chǎn)生諸如數(shù)字信號去耦電容的接地端應該接到模擬地還是數(shù)字地的問題。 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權歸原作者所有 ) 第 12 頁 共 25 頁 如圖 3 中所示，將地分割開，在 A/D 轉換器下面把模擬地和數(shù)字地部分連接在一起。 如果系統(tǒng)中 A/D 轉換器較多，例如 10 個 A/D 轉換器怎樣連接呢？如果在每一個 A/D 轉換器的下面都將模擬地和數(shù)字地連接在一起，則產(chǎn)生多點相連，模擬地和數(shù)字地之間的隔離就毫無意義。 最好的辦法是開始時就用統(tǒng)一地。這樣的布局布線既滿足了 IC 器件廠商對模擬地和數(shù)字地管腳低阻抗連接的要求，同時又不會形成環(huán)路天線或偶極天線而產(chǎn)生 EMC 問題。注意分區(qū)和布線，確保在所有的層上沒有數(shù)字信號線位于模擬部分之上，也沒 有任何模擬信號線位于數(shù)字部分之上。 要測試該電路板的功能和 EMC 性能，然后將兩個地通過 0 歐姆電阻或跳線連接在一起，重新測試該電路板的功能和 EMC 性能。 在以下三種情況可以用到這種方法：一些醫(yī)療設備要求在與 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權歸原作者所有 ) 第 13 頁 共 25 頁 病人連接的電路和系統(tǒng)之間的漏電流很低；一些工業(yè)過程控制設備的輸出可能連接到噪聲很大而且功率高的機電設備上；另外一種情況就是在 PCB 的布局受到特定限制時。但是 緊鄰電源層的信號線不能跨越電源之間的間隙，而所有跨越該間隙的信號線都必須位于緊鄰大面積地的電路層上 。 混合信號 PCB 設計是一個復雜的過程，設計過程要注意以下幾點： PCB 分區(qū)為獨立的模擬部分和數(shù)字部分。 。在電路板的模擬部分和數(shù)字部分下面敷設統(tǒng)一地。 ，模擬信號只能在電路板的模擬部分布線。 。 。 第六篇 RF 產(chǎn)品設計過程中降低信號耦合的 PCB 布線技巧 一輪藍牙設備、無繩電話和蜂窩電話需求高潮正促使中國電子工程師越來越關注 RF 電路設計技巧。 射頻 (RF)電路板設計由于在理論上還有很多不確定性，因此常被形容為一種 “黑色藝術 ”，但這個觀點只有部分正確， RF 電路板設計也有許多可以遵循的準則和不應該被忽視的法 則。 當然，有許多重要的 RF 設計課題值得討論，包括阻抗和阻抗匹配、絕緣層材料和層疊板以及波長和駐波，不過，本文將集中探討與 RF 電路板分區(qū)設計有關的各種問題?，F(xiàn)在業(yè)界競爭非常激烈，人人 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權歸原作者所有 ) 第 15 頁 共 25 頁 都在找辦法用最小的尺寸和最小的成本集成最多的功能。令人感到不可思議的是，多用途芯片可將多種功能集成在一個非
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