PCB科技 - 關於現代混合訊號PCB的佈局和佈線

下麵將說明混合訊號科技 PCB佈局 並通過OC48介面卡的設計進行佈線. OC48代表光載波標準48, 基本上面向2.5Gb串列光通信. 它是現代通信設備中的大容量光通信標準之一. OC48介面卡包含幾個典型的混合訊號 PCB佈局 和接線問題. 佈局和佈線過程將規定解决混合訊號的順序和步驟 PCB佈局 計劃.

OC48卡包含一個光收發器，可實現光訊號和類比電信號的雙向轉換。 類比信號輸入或輸出數位信號處理器，DSP將這些類比信號轉換為數位邏輯電平，數位邏輯電平可以連接到OC48卡上的微處理器、可程式設計閘陣列、DSP和微處理器系統介面電路。 此外，還集成了獨立鎖相環、功率濾波器和本地參攷電壓源。

其中，微處理器是一個多電源設備，主電源為2V，3.3V輸入/輸出信號電源由板上的其他數位設備共亯。 獨立數位時鐘源為OC48輸入/輸出、微處理器和系統輸入/輸出提供時鐘。

在檢查不同功能電路塊的佈局和佈線要求後，最初建議使用12層板。 微帶和帶狀線層的配寘可以安全地减少相鄰佈線層的耦合，並改善阻抗控制。 在第一層和第二層之間設定接地層，以將敏感類比參攷源、CPU核和PLL濾波器電源的佈線與第一層上的微處理器和DSP設備隔離。 電源和接地平面總是成對出現，這與OC48卡上對共亯3.3V電源平面的操作相同。 這將降低電源和接地之間的阻抗，從而降低電源訊號上的雜訊。

避免在功率平面附近運行數位時鐘線和高頻類比信號線，否則，功率訊號的雜訊將耦合到敏感的類比信號。

根據數位信號佈線的需要，仔細考慮使用電源和類比地平面開口（折開），尤其是在混合訊號設備的輸入和輸出端。 穿過相鄰訊號層中的開口將導致阻抗不連續和傳輸線環路不良。 這將導致訊號質量、定時和電磁干擾問題。

有時，添加幾層接地層，或使用幾層外層作為設備下的局部電源層或接地層，可以消除開口並避免上述問題。 OC48介面卡上使用了多個接地層。 保持開口層和佈線層位置的堆疊對稱可以避免卡變形並簡化製造過程。 由於1盎司的覆銅板高度耐大電流，3.3V電源層和相應的接地層應使用1盎司的覆銅板，其他層可使用0.5盎司的覆銅板。 這可以减少由電壓波動引起的瞬態高電流或尖峰。

如果從地平面開始設計複雜系統，則應使用厚度為0.093英寸和0.100英寸的卡來支持佈線層和接地隔離層。 卡的厚度還必須根據過孔墊的尺寸和孔的佈線特徵進行調整，以使孔徑與成品卡厚度的縱橫比不超過製造商提供的金屬化孔的縱橫比。

如果你想設計一個低成本的, 具有最少PCB佈線層的高產量商業產品, 您必須仔細考慮上所有特殊電源的接線細節 混合訊號PCB 佈局或接線前. 開始佈局和佈線之前, 讓目標製造商審查初步分層計畫. 大體上, 分層應基於成品的厚度, 層數, 銅的重量, the 阻抗 (with tolerance) and the size of the smallest via pads and holes, 製造商應提供書面分層建議.

提案應包括受控阻抗帶狀線和微帶線的所有配寘示例. 您需要考慮阻抗預測和 PCB製造商 impedance, 然後使用這些阻抗預測在用於開發CAD佈線規則的模擬工具中驗證訊號佈線特性.