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PCB科技

PCB科技 - 高速電路PCB設計技巧

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高速電路PCB設計技巧

2021-08-11
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Author:IPCB

介紹


電子技術的發展和變化必然給板級設計帶來許多新問題和新挑戰。 首先,由於高密度引脚和引脚尺寸的物理限制不斷增加,導致部署率較低; 其次,系統時鐘頻率新增引起的定時和信號完整性問題; 第3,工程師希望能夠使用PC平臺使用更好的工具來完成複雜和高性能的設計。 囙此,我們不難看出印刷電路板板設計有以下3種趨勢:


1 的設計 高速印刷電路板 (that is, high clock frequency and fast edge rate) has become the mainstream.


2 Product miniaturization and high performance must face the problem of distribution effect caused by mixed signal design technology (ie digital, analog and RF mixed design) on the same 印刷電路板板.


3、設計難度的新增導致了傳統的設計過程和設計方法,PC上的CAD工具難以滿足當前的科技挑戰。 囙此,將EDA軟體工具平臺從UNIX平臺轉移到NT平臺已成為業界公認的趨勢。


高頻電路佈線技巧


1、高頻電路往往具有高集成度和高佈線密度。 使用多層板不僅是佈線的必要條件,也是减少干擾的有效手段。


2、高頻電路器件引脚之間的導線彎曲越小越好。 高頻電路接線的引線最好採用全直線,需要轉動。 它可以通過4.5.°折線或圓弧旋轉。 這一要求僅用於提高低頻電路中銅箔的固定强度,而在高頻電路中,這是可以滿足的。 一個要求可以减少高頻訊號的外部發射和互耦。


3. 領先優勢越短 高頻印刷電路板 設備pin碼, 更好的.


4、高頻電路器件引脚之間交替的引線層越少越好。 也就是說,組件連接過程中使用的過孔(Via)越少越好。 據量測,一個通孔可以產生0.5pF的分佈電容,减少通孔的數量可以顯著提高速度。


5. 對於 高頻印刷電路板 裝電線, 注意訊號線緊密平行佈線帶來的串擾. 如果無法避免平行分佈, 平行訊號線的對側可佈置大面積,大大减少干擾. 在同一層中並行佈線幾乎是不可避免的, 但兩個相鄰層的佈線方向必須相互垂直.


6.、對特別重要的訊號線或本地單元實施地線環繞措施。


7.、各種訊號線不能形成回路,地線不能形成電流回路。


8.、每個集成電路塊(IC)附近應至少安裝一個高頻去耦電容器,去耦電容器應盡可能靠近裝置的Vcc。


9、當類比地線(AGND)、數位地線(DGND)等連接到公共地線時,應使用高頻扼流圈。 在高頻扼流圈連杆的實際裝配中,通常使用帶有穿過中心導線的高頻鐵氧體磁珠,該磁珠可在原理圖中用作電感器,並且在印刷電路板元件庫中為其單獨定義元件封裝和佈線。 手動將其移動到靠近公共接地線的適當位置。

高速電路印刷電路板設計


印刷電路板的電磁相容性設計方法


選擇 印刷電路板 基材和數量的設定 印刷電路板 層, 電子元器件的選擇與電子元器件的電磁特性, 組件佈局, 以及組件之間互連線的長度和寬度, 所有這些都限制了 印刷電路板. The integrated circuit chip (IC) on the 印刷電路板 is the main energy source of electromagnetic interference (EMI). Conventional electromagnetic interference (EMI) control technology generally includes: reasonable layout of components, 合理控制接線, 電力線路的合理配置, 接地, 濾波電容器, shielding and other measures to suppress electromagnetic interference (EMI) are very effective, 廣泛應用於工程實踐.


1、高頻數位信號線應短,一般小於2英寸(5cm),越短越好。


2. 主要訊號線最好集中在 印刷電路板板.


3、時鐘產生電路應靠近印刷電路板板的中心,時鐘扇出應以菊花鏈或並聯管道接線。


4. 電源線應盡可能遠離高頻數位信號線或用地線隔開. The distribution of the power supply must be low inductance (multi-channel design). The power layer in the 多層印刷電路板 與地面層相鄰, 相當於一個電容器, 起到過濾作用. 同一層上的電源線和地線應盡可能靠近. 電源層周圍的銅箔應收縮到兩個平面層之間距離的20倍,以確保系統具有更好的EMC效能. 不應分割地平面. 如果高速訊號線要在電源平面上分開, 幾個低阻抗橋式電容器應靠近訊號線放置.


5、用於輸入和輸出端子的導線應儘量避免相鄰和平行。 最好在導線之間添加地線,以避免迴響耦合。


6、當銅箔的厚度為50um,寬度為1-1.5毫米時,通過2A的電流,導線的溫度將低於3攝氏度。 印刷電路板板的導線應盡可能寬。 對於集成電路,尤其是數位電路的訊號線,通常使用4mil-12mil的線寬,電源線和地線的線寬優於40mil。 導線的最小間距主要由導線之間的絕緣電阻和擊穿電壓决定。在最壞的情况下,通常選擇大於4mil的導線間距。 為了减少導線之間的串擾,必要時可以新增導線之間的距離,並且可以插入地線作為導線之間的隔離。


7、在印刷電路板的所有層中,數位信號只能在電路板的數位部分佈線,類比信號只能在電路板的類比部分佈線。 低頻電路的接地應盡可能在單點並聯接地。 當實際接線困難時,可將其部分串聯,然後並聯接地。 為了實現類比和數位電源的劃分,佈線不能跨越劃分的電源之間的間隙。 必須穿過分開電源之間間隙的訊號線應位於靠近大面積接地的佈線層上。


8. 有兩個主要的電磁相容性問題是由電源和地面引起的 印刷電路板, 一是電源譟音, 另一個是地面雜訊. 根據 印刷電路板板 現在的, 儘量加大電源線的寬度,减小回路電阻. 同時, 使電源線和地線的方向與資料傳輸的方向一致, 有助於增强抗譟音能力. 現時, 電源和接地板的雜訊只能由經驗豐富的工程師根據其經驗通過量測原型產品或去耦電容器的容量設定為預設值.