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                      解析PCB高速電路板設計技術的方法及技巧

                      發布時間:2016-06-17 08:12:32 分類:資料中心

                      高速電路設計技術阻抗匹配是指負載阻抗與激勵源內部阻抗互相適配,并且得到最大功率輸出的一種工作狀態。高速pcb布線時,為了防止信號的反射,要求線路的阻抗為50Ω。這是個大約的數字,一般規定同軸電纜基帶50Ω,頻帶75Ω,對絞線則為100Ω,只是取整數而已,為了匹配方便。 根據具體的電路分析采用并行AC端接,使用電阻和電容網絡作為端接阻抗,端接電阻R要小于等于傳輸線阻抗Z0,電容C必須大于100pF,推薦使用0.1UF的多層陶瓷電容。電容有阻低頻、通高頻的作用,因此電阻R不是驅動源的直流負載,故這種端接方式無任何直流功耗。
                        
                        串擾是指當信號在傳輸線上傳播時,因電磁耦合對相鄰的傳輸線產生不期望的電壓噪聲干擾。耦合分為容性耦合和感性耦合,過大的串擾可能引起電路的誤觸發,導致系統無法正常工作。根據串擾的一些特性,可以歸納出幾種減小串擾的方法:
                        
                        1、加大線間距,減小平行長度,必要時采用jog 方式布線。
                        
                        2、高速信號線在滿足條件的情況下,加入端接匹配可以減小或消除反射,從而減小串擾。
                        
                        3、對于微帶傳輸線和帶狀傳輸線,將走線高度限制在高于地線平面范圍要求以內,可以顯著減小串擾。
                        
                        4、在布線空間允許的條件下,在串擾較嚴重的兩條線之間插入一條地線,可以起到隔離的作用,從而減小串擾。傳統的pcb設計由于缺乏高速分析和仿真指導,信號的質量無法得到保證,而且大部分問題必須等到制版測試后才能發現。這大大降低了設計的效率,提高了成本,在激烈的市場競爭下顯然是不利的。于是針對高速pcb設計,業界人士提出了一種新的設計思路,成為“自上而下”的設計方法,經過多方面的方針分析和優化,避免了絕大部分可能產生的問題,節省了大量的時間,確保滿足工程預算,產生高質量的印制板,避免繁瑣而高耗的測試檢錯等。利用差分線傳輸數字信號就是高速數字電路中控制破壞信號完整性因素的一項有效措施。在印制電路板(pcb抄板)上的差分線,等效于工作在準TEM模的差分的微波集成傳輸線對。其中,位于pcb頂層或底層的差分線等效于耦合微帶線,位于多層pcb內層的差分線,等效于寬邊耦合帶狀線。數字信號在差分線上傳輸時是奇模傳輸方式,即正負兩路信號的相位差是180,而噪聲以共模的方式在一對差分線上耦合出現,在接受器中正負兩路的電壓或電流相減,從而可以獲得信號消除共模噪聲。而差分線對的低壓幅或電流驅動輸出實現了高速集成低功耗的要求。
                        
                        隨著電子技術的不斷發展,了解信號完整性理論,進而指導和驗證高速pcb設計是一件刻不容緩的事情。本文總結的一些經驗可以幫助高速電路pcb設計者縮短開發周期,避免走不必要的彎路,節省人力物力。設計者要在實際的工作中不斷研究和探索,不斷積累經驗,結合新的技術才能設計出性能優良的高速pcb電路板。

                      來源:解析PCB高速電路板設計技術的方法及技巧

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