PCB科技 - 應掌握高速訊號、PCB設計

高速訊號現已成為 PCB設計. 作為PCB工程師, 在實際工程設計中除了逐步積累高速訊號工程經驗外, 我們還需要不斷更新我們的知識結構.

高速訊號的分類

常見的高速訊號按物理介面分類，包括：USB、RJ45、S-Video、VGA、DVI、HDMI、PCIe、PCI、SAS/SATA等。；

按邏輯級別分類，包括：LVDS、CML、PECL等。

高速訊號PCB design 過程

1、高速訊號預模擬分析

根據硬體電路模塊的劃分和結構的初步佈局，模擬評估關鍵高速訊號質量是否通過測試。 如果沒有通過，則需要修改硬體模塊架構甚至系統架構； 如果模擬訊號質量合格，則給出了總體模塊佈局圖和高速電路板。 訊號拓撲和設計規則。

2、PCB佈局設計

3、PCB佈線設計

根據電路板的實際佈局，如果與之前類比製定的設計規則存在差异，則有必要重新類比並分析高速訊號質量是否滿足要求。 規則應該很小，這可能會導致高速訊號線的過度損耗，並且接收端的訊號幅度不滿足晶片輸入要求，導致電路板功能失效。

高速訊號PCB設計與處理原理

一般的高速訊號PCB設計和處理原則如下：

（1）層選擇：處理高速訊號優先選擇兩側接地的層處理；

（2）處理時應優先考慮高速訊號的總長度；

（3）對高速訊號過孔數量的限制：允許高速訊號改變一次層，改變層時新增GND過孔。

（4）如果連接器一端的高速訊號沒有與GND相鄰的引脚，則應在設計中添加GND通孔。

（5）連接器中高速訊號的佈線要求：連接器中的佈線應居中；

（6）對於高速訊號，設定原始訊號對的未耦合長度和長度誤差。 在產生長度誤差時，考慮是否添加引脚延遲；

（7）在處理高速訊號時，嘗試在不同的層上發送和接收訊號。 如果空間有限，需要發送和接收同一層，則應新增接收和發送訊號之間的距離；

（8）高速訊號與12V的距離必須為180密耳，與時鐘訊號的距離必須為65密耳。

PCB設計工程師需要掌握的高速訊號知識

（1）信號完整性的基本知識

主要包括：傳輸線的基本理論、阻抗控制原理、反射/串擾控制設計方法

（2）電源完整性的基本知識

主要包括：電源雜訊的基本理論、電路板濾波原理和設計方法

(3) Basic knowledge of PCB原材料

主要包括：電路板和平板銅箔的電力特性

（4）訊號拓撲知識

主要包括：常見匯流排類型和PCB設計拓撲