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PCB設(shè)計(jì)中如何考慮信號(hào)傳輸線的匹配問題?
其實(shí)PCB設(shè)計(jì)中如何考慮信號(hào)傳輸線的匹配問題?的問題并不復(fù)雜,但是又很多的朋友都不太了解PCB滿足阻抗會(huì)怎么調(diào)整,因此呢,今天小編就來為大家分享PCB設(shè)計(jì)中如何考慮信號(hào)傳輸線的匹配問題?的一些知識(shí),希望可以幫助到大家,下面我們一起來看看這個(gè)問題的分析吧!
pcblayout中什么叫做信號(hào)的完整性
在PCB設(shè)計(jì)中,信號(hào)的完整性是指信號(hào)在傳輸過程中不會(huì)失真、變形或產(chǎn)生任何誤差,確保原始信號(hào)到達(dá)目的地的準(zhǔn)確性和可靠性。影響信號(hào)完整性的因素包括信號(hào)傳輸路徑、電磁干擾、阻抗匹配、信號(hào)交叉干擾等。為保證信號(hào)完整性,需要采用一系列技術(shù)措施,如良好的信號(hào)布線、合理的信號(hào)保護(hù)措施、地平面設(shè)計(jì)、電源穩(wěn)定等,同時(shí)通過仿真軟件進(jìn)行仿真測試。
良好的信號(hào)完整性不僅可以提高信號(hào)的可靠性和傳輸速度,還有助于降低系統(tǒng)的噪聲和電磁輻射。
PCB滿足阻抗會(huì)怎么調(diào)整
會(huì)通過改變PCB的尺寸、布線和材料等方面來調(diào)整。因?yàn)镻CB中導(dǎo)線的阻抗與其幾何尺寸、介電常數(shù)和電源頻率等因素有關(guān),因此可以通過更改它們來調(diào)整阻抗。除了上述方法外,設(shè)計(jì)者還可以使用阻抗仿真軟件來模擬和優(yōu)化PCB的阻抗匹配,以保證電路工作性能的穩(wěn)定和可靠性。此外,對(duì)于高頻或高速信號(hào)傳輸?shù)腜CB,在阻抗匹配時(shí)還需要考慮信號(hào)的傳輸延遲。
為什么PCB板上常見的單根線阻抗是50歐,這個(gè)到底有什么講究
阻抗不匹配的電路信號(hào)傳輸會(huì)發(fā)生發(fā)射,負(fù)載得不到最大功率。頻率越高,對(duì)阻抗匹配要求越高,功率級(jí)輸出且電路保護(hù)功能不完善時(shí),阻抗不匹配造成的反射功率會(huì)燒毀器件。50Ω與75Ω相差不算太大,如果不是長線或功率傳輸,問題不大。
印制線路板(PCB)布線注意事項(xiàng)有哪些
PCB布線時(shí)遵循的一些基本原則:;連線要精簡,盡可能短,盡量少拐彎,力求走線簡單明了(特殊要求除外,如阻抗匹配和時(shí)序要求).過長的走線會(huì)改變傳輸線的阻抗特性,使信號(hào)的上升時(shí)間變長,從而抑制信號(hào)的最高傳輸頻率.;
避免尖角走線和直角走線,宜45°走線和圓弧走線.;
走線盡可能少換層,少打過孔(via).;
信號(hào)間的距離(S)盡可能增大,相鄰信號(hào)層的走線宜互相垂直/0斜交/彎曲走線,避免相互平行.減少串?dāng)_和耦合造成的信號(hào)干擾.;
電源線和地線的寬度盡可能寬(通常為W20).;元器件換層引線和電容的引線盡可能縮短.
pcb設(shè)計(jì)中需要注意哪些問題
布線拓樸對(duì)信號(hào)完整性的影響當(dāng)信號(hào)在高速PCB板上沿傳輸線傳輸時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生信號(hào)完整性問題。意法半導(dǎo)體的網(wǎng)友tongyang問:對(duì)于一組總線(地址,數(shù)據(jù),命令)驅(qū)動(dòng)多達(dá)4、5個(gè)設(shè)備(FLASH、SDRAM等)的情況,在PCB布線時(shí),是總線依次到達(dá)各設(shè)備,如先連到SDRAM,再到FLASH……還是總線呈星型分布,即從某處分離,分別連到各設(shè)備。這兩種方式在信號(hào)完整性上.對(duì)此,李寶龍指出,布線拓?fù)鋵?duì)信號(hào)完整性的影響,主要反映在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上信號(hào)到達(dá)時(shí)刻不一致,反射信號(hào)同樣到達(dá)某節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻不一致,所以造成信號(hào)質(zhì)量惡化。一般來講,星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以通過控制同樣長的幾個(gè)分支,使信號(hào)傳輸和反射時(shí)延一致,達(dá)到比較好的信號(hào)質(zhì)量。在使用拓?fù)渲g,要考慮到信號(hào)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)情況、實(shí)際工作原理和布線難度。不同的Buffer,對(duì)于信號(hào)的反射影響也不一致,所以星型拓?fù)洳⒉荒芎芎媒鉀Q上述數(shù)據(jù)地址總線連接到FLASH和SDRAM的時(shí)延,進(jìn)而無法確保信號(hào)的質(zhì)量;另一方面,高速的信號(hào)一般在DSP和SDRAM之間通信,F(xiàn)LASH加載時(shí)的速率并不高,所以在高速仿真時(shí)只要確保實(shí)際高速信號(hào)有效工作的節(jié)點(diǎn)處的波形,而無需關(guān)注FLASH處波形;星型拓?fù)浔容^菊花鏈等拓?fù)鋪碇v,布線難度較大,尤其大量數(shù)據(jù)地址信號(hào)都采用星型拓?fù)鋾r(shí)。焊盤對(duì)高速信號(hào)的影響在PCB中,從設(shè)計(jì)的角度來看一個(gè)過孔主要由兩部分組成:中間的鉆孔和鉆孔周圍的焊盤。有名為fulonm的工程師請(qǐng)教嘉賓焊盤對(duì)高速信號(hào)有何影響,對(duì)此,李寶龍表示:焊盤對(duì)高速信號(hào)有影響,其影響類似器件的封裝對(duì)器件的影響。詳細(xì)的分析,信號(hào)從IC內(nèi)出來以后,經(jīng)過邦定線、管腳、封裝外殼、焊盤、焊錫到達(dá)傳輸線,這個(gè)過程中的所有關(guān)節(jié)都會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量。但實(shí)際分析時(shí),很難給出焊盤、焊錫加上管腳的具體參數(shù)。所以一般就用IBIS模型中的封裝的參數(shù)將他們都概括了,當(dāng)然這樣的分析在較低的頻率上可以接收,但對(duì)于更高頻率信號(hào)更高精度仿真就不夠精確?,F(xiàn)在的一個(gè)趨勢是用IBIS的V-I、V-T曲線描述Buffer特性,用SPICE模型描述封裝參數(shù)。如何抑制電磁干擾PCB是產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的源頭,所以PCB設(shè)計(jì)直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的電磁兼容性(EMC)。如果在高速PCB設(shè)計(jì)中對(duì)EMC/EMI予以重視,將有助縮短產(chǎn)品研發(fā)周期加快產(chǎn)品上市時(shí)間。因此,不少工程師在此次論壇中非常關(guān)注抑制電磁干擾的問題。例如,無錫祥生醫(yī)學(xué)影像有限責(zé)任公司的舒劍表示,在EMC測試中發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的諧波超標(biāo)十分嚴(yán)重,請(qǐng)問是不是要對(duì)使用到時(shí)鐘信號(hào)的IC的電源引腳做特殊處理,目前只是在電源引腳上連接去耦電容。在PCB設(shè)計(jì)中還有需要注意哪些方面以抑止電磁輻射呢?對(duì)此,李寶龍指出,EMC的三要素為輻射源,傳播途徑和受害體。傳播途徑分為空間輻射傳播和電纜傳導(dǎo)。所以要抑制諧波,首先看看它傳播的途徑。電源去耦是解決傳導(dǎo)方式傳播,此外,必要的匹配和屏蔽也是需要的。李寶龍也在回答WHITE網(wǎng)友的問題時(shí)指出,濾波是解決EMC通過傳導(dǎo)途徑輻射的一個(gè)好辦法,除此之外,還可以從干擾源和受害體方面入手考慮。干擾源方面,試著用示波器檢查一下信號(hào)上升沿是否太快,存在反射或Overshoot、undershoot或ringing,如果有,可以考慮匹配;另外盡量避免做50%占空比的信號(hào),因?yàn)檫@種信號(hào)沒有偶次諧波,高頻分量更多。受害體方面,可以考慮包地等措施。RF布線是選擇過孔還是打彎布線對(duì)此,李寶龍指出,分析RF電路的回流路徑,與高速數(shù)字電路中信號(hào)回流不太一樣。二者有共同點(diǎn),都是分布參數(shù)電路,都是應(yīng)用Maxwell方程計(jì)算電路的特性。但射頻電路是模擬電路,有電路中電壓V=V(t)、電流I=I(t)兩個(gè)變量都需要進(jìn)行控制,而數(shù)字電路只關(guān)注信號(hào)電壓的變化V=V(t)。因此,在RF布線中,除了考慮信號(hào)回流外,還需要考慮布線對(duì)電流的影響。即打彎布線和過孔對(duì)信號(hào)電流有沒有影響。此外,大多數(shù)RF板都是單面或雙面PCB,并沒有完整的平面層,回流路徑分布在信號(hào)周圍各個(gè)地和電源上,仿真時(shí)需要使用3D場提取工具分析,這時(shí)候打彎布線和過孔的回流需要具體分析;高速數(shù)字電路分析一般只處理有完整平面層的多層PCB,使用2D場提取分析,只考慮在相鄰平面的信號(hào)回流,過孔只作為一個(gè)集總參數(shù)的R-L-C處理。
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