pcb设计的关键要点(pcb设计秘籍)

1.如何选择PCB板?
选择PCB板必须在满足设计要求、量产和成本之间取得平衡。该设计包括两部分:电气和机械。通常,在设计非常高速的PCB板(频率大于GHz)时,这个材料问题会更加重要。例如,通常使用的FR-4材料,其在几GHz的频率下的介电损耗将对信号衰减产生很大影响,可能不适合。就电学而言,要注意介电常数和介质损耗在设计频率下是否兼容。
2.如何避免高频干扰?
避免高频干扰的基本思路是尽量减少高频信号的电磁场干扰,这种干扰称为串扰。您可以加宽高速信号和模拟信号之间的距离,或者在模拟信号旁边添加接地保护/分流走线。还要注意数字地对模拟地的噪声干扰。
3.如何解决高速设计中的信号完整性问题?
信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。影响阻抗匹配的因素包括信号源的架构和输出阻抗、布线的特性阻抗、负载端子的特性、布线的拓扑架构等。解决方案是端接和调整布线拓扑。
4.差分布线是如何实现的?
差分布线有两点需要注意。一是两条线的长度要尽可能长,二是两条线之间的距离(由差分阻抗决定)要始终保持不变,即平行。平行方式有两种,一种是两条线路走在同一个走线层上(并排),另一种是两条线路走在上下相邻层上(上下)。通常,有许多方法可以实现前一种并行方法。
5.对于只有一个输出的时钟信号线如何实现差分布线?
要使用差分布线,信号源和接收端都是差分信号是有意义的。因此,对于只有一个输出端的时钟信号,不可能使用差分布线。
6.能否在接收端的差分对之间添加一个匹配电阻?
通常在接收端的差分线对之间增加匹配电阻,其值应等于差分阻抗的值。这样会让信号质量更好。
7.为什么差分对的布线要紧密平行?
差分对的布线应适当靠近且平行。所谓适当的方法是因为这个距离会影响微分阻抗的值,而微分阻抗是设计微分对的一个重要参数。保持差分阻抗的一致性也需要并行。如果两条线路有远有近,差分阻抗会不一致,影响信号完整性和定时延迟。
8.如何处理实际布线中的一些理论冲突?
1.基本上,对模拟/数字地进行划分和隔离是正确的。必须注意的是,信号路由不应尽可能多地穿过分离位置(壕沟),电源和信号的返回电流路径不应太大。2.晶体振荡器是一个模拟正反馈振荡电路。为了获得稳定的振荡信号,它必须满足环路增益和相位的规格。然而,这种模拟信号的振荡规格很容易受到干扰,即使增加接地保护走线,也不一定能够完全隔离干扰。而且如果太远,地平面上的噪声也会影响正反馈振荡电路。因此,晶体振荡器和芯片之间的距离必须尽可能近。3.诚然,高速布线和EMI要求之间存在许多冲突。但基本原理是EMI增加的阻容或铁氧体磁珠不能导致信号的某些电气特性不符合规范。因此,最好通过安排布线和PCB层压来解决或减少EMI问题,例如高速信号穿过内层。最后,使用电阻电容或铁氧体磁珠来减少对信号的损害。
9.如何解决高速信号手动布线和自动布线的矛盾?
目前大多数强布线软件的自动布线器都设置了约束来控制布线方式和过孔数量。绕线机的能力和EDA公司约束条件的设定项有时相差甚远。例如,是否有足够的约束来控制蛇形线的蜿蜒方式,以及是否可以控制差分对的布线间距。这将影响到自动布线的布线方式能否达到设计者的想法。另外,手动调整布线的难度绝对与绕线机的能力有关。比如走线的推动能力,过孔的推动能力,甚至走线对镀铜的推动能力等等。所以选择绕线机能力强的路由器才是解决之道。
10.关于测试优惠券。
测试片用于用TDR(时域反射仪)测量生产的PCB的特性阻抗是否满足设计要求。一般有两种阻抗需要控制:单线和差分对。因此,测试样片的线宽和线间距(具有差分对)应该与要控制的线相同。最重要的是测量接地点的位置。为了降低接地引线的电感值,TDR探头的地线通常离探头尖端很近。因此,试件上测量信号点和接地点之间的距离和模式应符合所用的探头。
11.在高速PCB的设计中,信号层的空白区域可以镀铜。多个信号层的覆铜层在接地和电源之间应该如何分布?
一般空白区域镀铜多为接地。在高速信号线旁边覆铜的时候只要注意覆铜层和信号线的距离就可以了,因为覆铜会稍微降低布线的特性阻抗。还应注意不要影响其他层的特性阻抗,例如在双带状线结构中。
12.是否可以用微带线模型计算电源层上方信号线的特性阻抗?电源和接地层之间的信号可以用带状线模型计算吗?
是的,计算特性阻抗时,电源层和接地层都必须视为参考层。比如四层板3360的顶层-电源层-接地层-底层,当顶层的特性阻抗的模型是以电源层为参考面的微带线模型时。
13.软件自动生成高密度印制板上的测试点一般能满足量产的测试要求吗?
一般情况下,软件自动生成的测试点是否满足测试要求,取决于添加的测试点规格是否满足测试设备的要求。此外,如果布线过于密集,增加测试点的规范严格,可能无法自动为每段布线增加测试点。当然,需要手动完成待测的地方。
14.增加测试点会影响高速信号的质量吗?
是否会影响信号质量取决于测试点的添加方式和信号的快慢。基本上,额外的测试点(不使用现有的过孔或DIP引脚作为测试点)可以添加到线路中,或者可以从线路中拉出短线。前者相当于在线路上加了一个小电容,后者则是多了一个支路。这两种情况都会对高速信号产生或多或少的影响,影响的程度与信号的频率、速度、边沿速率有关。这种影响可以通过模拟来了解。原则上测试点越小越好(当然要满足测试设备的要求),分支越短越好。
15.几块PCB构成一个系统。板与板之间的地线应该如何连接?
当PCB板之间相互连接的信号或电源在起作用时,比如A板上有电源,或者有信号送到B板,那么一定会有等量的电流从地层层流回A板(这就是Kirchoff电流定律)。这个地层的电流会流回阻抗最低的地方。因此,在电源或信号相互连接的接口处,分配给该结构的引脚数量不应过小,以降低阻抗,从而降低该结构上的噪声。此外,也有可能测试
16.能否介绍一些国外关于高速PCB设计的技术书籍和资料?
如今,高速数字电路的应用包括通信网络、计算机和其他相关领域。通信网络方面,PCB的工作频率已经达到了GHz左右,层数据我所知多达40层。计算机相关的应用也是因为芯片的进步。无论是一般的PC还是服务器,板上最高工作频率都达到了400MHz(如Rambus)以上。为了响应高速和高密度布线的需求,对盲/埋通孔、微通孔和增层工艺的需求逐渐增加。所有这些设计要求都可以由制造商批量生产。
17.两个常用的特性阻抗公式:
A.微带z={ 87/[sqrt(er 1.41)]} ln[5.98H/(0.8 wt)],其中W为线宽,T为走线的铜皮厚度,H为走线到参考平面的距离,Er为PCB材料的介电常数。公式必须是0.1(宽/高)2.0和1(高)15才能应用。b .带状线z=[60/sqrt(er)]ln { 4h/[0.67(t 0.8w)]}其中h是两个参考平面之间的距离,走线位于两个参考平面的中间。该公式只能在W/H0.35和T/H0.25的条件下适用。
18.差分信号线中间可以加地线吗?
一般情况下,差分信号的中间不能接地。因为差分信号的应用原理最重要的一点就是利用差分信号之间的耦合带来的好处,比如通量抵消,抗噪抗扰度等等。如果中间加一根地线,耦合效果就被破坏了。
19.刚柔板设计需要专门的设计软件和规范吗?国内哪里可以承接这种电路板加工?
柔性印刷电路(柔性印刷电路板)可以通过通用PCB设计软件进行设计。使用相同的Gerber格式为FPC制造商生产。因为制造工艺不同于一般的PCB,每个厂商都会根据自己的制造能力,对最小线宽、最小线间距、最小孔径(via)有自己的限制。此外,还可以在柔性印刷电路板的转弯处铺设一些铜皮进行加固。至于制造商,它应该能在互联网上找到关键词“FPC”。
20.PCB与外壳之间接地点的合理选择是什么原理?
PCB与外壳之间接地点的选择原则是利用机箱接地为回流电流提供一个低阻抗路径,并控制这个回流电流的路径。比如,一般情况下,可以在高频器件或时钟发生器附近用固定螺丝将PCB地与机箱地连接起来,使整个电流回路面积最小化,从而减少电磁辐射。
21.电路板调试应该从哪些方面入手?
就数字电路而言,首先要依次确定三件事:1。确认所有功率值满足设计要求。一些具有多个电源的系统可能需要某些电源的顺序和速度的特定规格。2.确认所有时钟信号频率工作正常,信号边沿没有非单调性。
(非单调)的问题。3.确认复位信号是否符合规格要求。如果这些都正常,芯片应该会发出第一个周期的信号。接下来,根据系统工作原理和总线协议进行调试。
22.在电路板尺寸固定的情况下,如果设计中需要容纳更多的功能,往往需要增加PCB的布线密度。但是,这可能会导致布线的相互干扰,同时,如果布线太细,则无法降低阻抗。请专家介绍一下高速(100MHz)高密度PCB设计中的技巧。设计高速高密度PCB时,串扰干扰要特别注意,因为它对时序和信号完整性影响很大。提供以下注意事项:1 .控制线路特性阻抗的连续性和匹配。2.布线间距的大小。一般间距为两倍线宽。通过仿真,可以知道迹线间距对时序和信号完整性的影响,找出最小容许间距。不同码片信号的结果可能不同。3.选择适当的终止方法。4.避免上下相邻层走线方向相同,甚至走线刚好与上下层重叠,因为这种串扰大于同层相邻走线的串扰。5.使用盲/埋通孔增加布线面积。但是PCB的制造成本会增加。在实际实现中要做到完全并行、等长确实很难,但是要尽量做到。此外,可以保留差分端接和共模端接,以减轻对时序和信号完整性的影响。
23.LC电路常用于模拟电源的滤波。但是为什么LC有时候比RC滤波差呢?
对比LC滤波的效果,必须考虑要滤波的频段和电感值是否合适。因为电感与电感值和频率有关。如果电源的噪声频率低,电感值不够大,滤波效果可能不如RC。但使用RC滤波器的代价是电阻本身会消耗能量,效率差,要注意所选电阻能承受的功率。
24.滤波时电感电容的选择方法是什么?
电感值除了要滤除噪声频率外,还要考虑瞬时电流的响应能力。如果LC的输出端有可能需要瞬时输出大电流,则过大的电感值会阻碍大电流流过该电感的速度,并增加纹波噪声。电容值与可容忍的纹波噪声的标准值有关。纹波噪声越小,电容越大。电容的ESR/ESL也会产生影响。另外,如果把这个LC放在开关稳压电源的输出端,还要注意这个LC产生的极点/零点对负反馈控制回路稳定性的影响。
25.如何在不造成太大成本压力的情况下,尽可能满足EMC要求?
PCB因EMC而增加的成本,通常是由于增加层数增强屏蔽效果,增加铁氧体磁珠、扼流圈等器件抑制高频谐波。另外,通常需要配合其他机构的屏蔽结构,才能使整个系统通过EMC的要求。以下仅提供PCB的一些设计技巧,以减少电路产生的电磁辐射效应。1.尽可能选择信号斜率慢的器件,减少信号产生的高频成分。2.注意高频设备的位置,不要太靠近外部连接器。3.注意高速信号、布线层及其回流路径的阻抗匹配,减少高频的反射和辐射。4.在每个器件的电源引脚上放置足够多且合适的去耦电容,以减轻电源层和地的噪声。特别注意电容器的频率响应和温度特性是否符合设计要求。5.外部连接器附近的地可以与地层适当隔离,连接器的地可以连接到附近的机箱地。6.除了一些特别高速的信号之外,还可以适当使用接地保护/分流走线。但要注意保护/分流走线对走线特性阻抗的影响。7.供电层比地层收缩20H,h为供电层与地层的距离。
26.当PCB中有多个数字/模拟功能块时,con
之所以把数字/模拟地分开,是因为数字电路在高低电位之间切换时,电源和地中会产生噪声,噪声与信号速度和电流有关。如果地平面没有划分,数字区电路产生的噪声较大,而模拟区的电路距离很近,那么即使数模信号没有交叉,模拟信号仍然会受到地噪声的干扰。也就是说,只有当模拟电路区域远离产生较大噪声的数字电路区域时,才能使用数模不分的模式。
27.另一种方法是确保数模布局分开,数模信号走线不相互交叉,这样整个PCB的地就不分开,数模地连接到这个接地层。原因是什么?
数模信号走线不能交叉的要求是因为较快数字信号的返回电流路径会尽可能沿着走线底部附近的地流回数字信号源。如果数模信号走线交叉,回流产生的噪声就会出现在模拟电路区域。28.高速PCB设计原理图设计时如何考虑阻抗匹配?
设计高速PCB电路时,阻抗匹配是设计要素之一。但阻抗值绝对与走线方式有关,比如走表层(微带)还是内层(带状线/双带状线)、与参考层(电源层或接地层)的距离、走线宽度、PCB材料等。这将影响路由的特性阻抗值。也就是说,阻抗值只有在接线后才能确定。由于所用电路模型或数学算法的限制,通用仿真软件无法考虑一些阻抗不连续的接线情况。此时,原理图上只能保留一些终结器,如串联电阻,以减轻阻抗不连续的影响。问题的根本解决方法是在布线时尽量避免阻抗不连续。
29.哪里可以提供更准确的IBIS模型库?
IBIS模型的准确性直接影响仿真结果。基本上IBIS可以看作是实际芯片I/O缓冲区等效电路的电气特性数据,一般可以从SPICE模型转换而来(测量也可以,但有很多限制)。但是SPICE数据和芯片制造是绝对相关的,所以不同的芯片厂商为同一款设备提供的SPICE数据是不同的,那么转换后的IBIS模型中的数据也会有所不同。也就是说,如果使用某个厂商的设备,只有他们能提供其设备的准确型号数据,因为没有其他人比他们更清楚他们的设备是由什么工艺制成的。如果厂家提供的IBIS不准确,根本的解决办法是不断要求厂家改进。
30.设计高速PCB时,设计人员应该从哪些方面考虑EMC和EMI的规则?
一般来说,在EMI/EMC设计中,辐射和传导两个方面都应该考虑。前者属于较高频率部分(30MHz),后者属于较低频率部分(30MHz)。所以不能只关注高频部分而忽略低频部分。良好的EMI/EMC设计必须考虑到器件位置、PCB层压排列、重要的在线布线、器件选择等。如果这些事先没有安排好,事后解决会事倍功半,增加成本。比如时钟发生器的位置尽量不要靠近外部连接器,高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配和参考层的连续性以减少反射,器件推送信号的压摆率尽量小以减少高频成分。选择去耦/旁路电容时,注意其频率响应是否满足降低电源层噪声的要求。另外,注意高频信号电流的返回路径,使其回路面积尽可能小(即回路阻抗尽可能小),以减少辐射。还可以划分地层来控制高频噪音的范围。最后,合理选择PCB与外壳之间的接地点。
31.如何选择EDA工具?
目前,热分析并不是pcb设计的强项
32.请推荐一款适合高速信号处理和传输的EDA软件。
常规的电路设计,INNOVEDA的PADS就很不错,有配套的仿真软件,这类设计往往占据70%的应用。对于高速电路设计,模拟和数字混合电路,使用Cadence的解决方案应该是性能价格比更好的软件。当然,Mentor的表现还是很不错的,尤其是它的设计流程管理应该是最好的。(大唐电信技术专家)
3.解释PCB层的含义。
Topoverlay -顶级器件的名称,也称为顶级丝网印刷或顶级元件图例,例如R1 C5,
ic10 . bottom overlay——类似的多层——如果你设计一个4层电路板,你放置一个空闲的焊盘或过孔,并将其定义为
多层,然后其垫将自动出现在4层。如果只定义为顶层,它的pad只会出现在顶层。
34.2G以上高频PCB的设计、布线、布局需要注意什么?
以上2G高频PCB属于射频电路设计,不属于高速数字电路设计的讨论范围。射频电路的布局布线要和原理图一起考虑,因为布局布线会造成分布效应。而且射频电路设计中的一些无源器件是通过参数化定义和异形铜箔实现的,所以需要EDA工具提供参数化器件和编辑异形铜箔。门拓的boardstation有专门的射频设计模块,可以满足这些要求。此外,一般RF设计需要特殊的RF电路分析工具。业内最有名的是安捷伦的eesoft,它和Mentor的工具有很好的接口。
5.2G以上高频PCB设计和微带设计要遵循哪些规则?
在射频微带线的设计中,需要三维场分析工具来提取传输线参数。所有规则都应在此字段提取工具中指定。
36.对于全数字信号的PCB,板上有一个80MHz时钟源。除了钢丝网(接地),为了保证足够的驱动能力,应该使用什么样的电路进行保护?
要保证时钟的驱动能力,不应该靠保护来实现。一般使用时钟驱动芯片。一般我会因为多个时钟负载而担心时钟驱动能力。时钟驱动芯片用于将一个时钟信号转换成多个时钟信号,采用点对点连接。选择驱动芯片,除了保证与负载基本匹配,信号边沿符合要求(一般时钟为有效边沿信号)。计算系统时序时,应计算驱动芯片中时钟的时间延迟。
37.如果使用独立的时钟信号板,一般用什么样的接口来保证时钟信号的传输少受影响?
时钟越短,传输线效应越小。使用单独的时钟信号板会增加信号线的长度。而且单板的接地供电也是个问题。如果需要远距离传输,建议使用差分信号。LVDS信号可以满足驾驶能力的要求,但你的时钟不会太快,所以没有必要。
38,27M,SDRAM时钟线(80M-90M)。这些时钟线的二次和三次谐波正好在VHF频段,接收端高频侵入后会造成很大的干扰。除了缩短线长,还有什么好办法?
如果三次谐波大,二次谐波小,可能是因为信号的占空比是50%,因为在这种情况下,信号没有偶次谐波。此时,需要修改信号占空比。另外,如果时钟信号是单向的,一般采用源端串联匹配。这可以抑制二次反射,但不会影响时钟沿速率。源匹配值可以通过以下公式获得。
39.路由的拓扑结构是什么?
拓扑,其中一些也称为路由顺序。多端口连接网络的路由顺序。
40.如何调整布线的拓扑结构来提高信号的完整性?
这种网络信号方向比较复杂,因为它对单向、双向信号、不同电平的信号、不同拓扑结构的信号都有不同的影响,所以很难说哪种拓扑结构有利于信号质量。更何况在做前期仿真的时候,应该采用什么样的拓扑结构,需要工程师了解电路原理、信号类型甚至布线难度。
41.如何通过排列叠片来减少电磁干扰
首先,EMI要从系统上考虑,单靠PCB是解决不了问题的。就层叠式EMI而言,我认为主要是提供最短的信号返回路径,减少耦合面积,抑制差模干扰。另外,地层与电源层耦合紧密,电源层延伸适当,有利于共模干扰的抑制。
42.为什么要铺铜?
一般来说,铺铜有几个原因。1.EMC。对于大面积的地面或者电源,会起到屏蔽作用,一些特殊的地方,比如PGND,会起到保护作用。2.PCB工艺要求。一般为了保证电镀效果,或者叠片不会变形,布线少的PCB就镀铜。3、信号完整性要求,给高频数字信号一个完整的返回路径,减少DC网络的布线。当然还有散热,特殊器件安装镀铜等等原因。
43.在一个系统中,包括dsp和pld。布线时需要注意哪些问题?
看看你的信号速率与线路长度的比率。如果传输线上信号的时间延迟与信号变化的时间相当,则应考虑信号完整性。此外,对于多个DSP,时钟和数据信号路由拓扑也会影响信号质量和时序,需要注意。
44.除了protel工具布线,还有其他好的工具吗?
至于工具,除了PROTEL,还有很多接线工具,比如门拓的WG2000,EN2000系列和powerpcb,Cadence的allegro,zuken的Cadstar,CR5000等。都各有所长。
45.什么是“信号返回路径”?
信号返回路径,即返回电流。当传输高速数字信号时,信号从驱动器沿PCB传输线流向负载,然后负载通过沿地或电源的最短路径返回驱动器。接地或电源上的这种返回信号称为信号返回路径。约翰逊博士在书中解释说,高频信号传输实际上是对夹在传输线和DC层之间的电介质电容进行充电的过程。SI分析了这个围场的电磁特性以及它们之间的耦合。
46.如何对连接器进行SI分析?
在IBIS3.2规范中,有对连接器型号的描述。使用一般的EBD模型。如果是特殊板,比如背板,就需要SPICE型号。也可以使用多板仿真软件(HYPERLYNX或IS_multiboard)。搭建多板系统时,可以输入连接器的分布参数,一般从连接器手册中获取。当然这种方法会不够准确,但只要在可以接受的范围内。
47.终止的方式有哪些?
终端,也称为匹配。一般根据匹配位置有主动端匹配和终端匹配。其中,源端匹配一般为电阻串联匹配,端端匹配一般为并联匹配。方法很多,包括电阻上拉、电阻下拉、戴维宁匹配、交流匹配、肖特基二极管匹配。
48.什么因素决定了终止(匹配)的方法?
匹配方法一般由缓冲器的特性、拓扑结构、电平类型和判决方法以及信号占空比、系统功耗等决定。也应该考虑。
49.采用终止(匹配)的规则是什么?
时序是数字电路中最重要的问题,增加匹配的目的是提高信号质量,在判决时刻得到确定的信号。对于电平有效信号,在保证建立和保持时间的前提下,信号质量稳定;对于延时有效信号,在保证信号延时单调性的前提下,信号变化延时速度满足要求。Mentocx产品教材里有一些关于搭配的资料。另外,《High Speed Digital design a hand book of blackmagic》有一章专门讲终端,从电磁波的原理讲匹配对信号完整性的作用,供参考。
50.设备的IBIS模型可以用来模拟设备的逻辑功能吗?如果不是,如何在板级和系统级仿真电路?IBIS模型是一个行为模型,不能用于功能模拟。功能模拟需要SPICE模型或其他结构级模型。
51.在数字和模拟并存的系统中,有两种处理方法。一是将数字地与模拟地分开。比如地层中,数字地是独立块,模拟地是独立块,单点用铜皮或FB磁珠连接,但电源不分开;另一种是模拟电源和数字电源分别用FB连接,统一接地。请问李老师,这两种方法是一样的吗?
应该说原则上是一样的。因为电源和地相当于高频信号。区分模拟和数字部分的目的是为了防止干扰,主要是数字电路对模拟电路的干扰。然而,分段可能导致信号返回路径不完整,影响数字信号的信号质量和系统的EMC质量。所以无论分哪个平面,都要看信号回传路径是否放大,以及回传信号对正常工作信号的干扰程度。现在有一些混合设计,不考虑电源和地。布局时,数字部分和模拟部分分开布局,避免跨区域信号。
52.安全问题:FCC和EMC的具体含义是什么?
FCC :联邦通信委员会EMC 3360电磁兼容性EMC是标准组织,EMC是标准。标准的发布有相应的原因、标准和检测方法。
53.什么是差分布线?
差分信号(differential signal),有些也叫差分信号,是用两个极性相反的相同信号一路传输数据,依靠两个信号的电平差来做出决定。为了保证两个信号完全一致,布线要平行,线宽和线距保持不变。
54.有哪些PCB仿真软件?
仿真有很多种,其中常用于高速数字电路信号完整性分析的仿真软件有
Icx,Signal Vision,Hyperlynx,XTK,SpeedraQuest等。有的还用Hspice。
5.PCB仿真软件如何仿真版图?
在高速数字电路中,为了提高信号质量,降低布线难度,一般采用多层板,并配置专门的电源层和接地层。
56.如何处理布局布线保证50M以上信号稳定?
高速数字信号布线的关键是减少传输线对信号质量的影响。因此,100米以上高速信号的布局要求信号走线尽可能短。在数字电路中,高速信号由信号上升时间定义。而且,不同种类的信号(如TTL、GTL、LVTTL)有不同的方法来保证信号质量。
57.用于监控室外机的射频部分、中频部分甚至低频电路部分往往部署在同一块PCB上。这种PCB的材料要求是什么?如何防止射频、中频甚至低频电路之间的干扰?
混合电路设计是一个大问题。很难有完美的解决方案。射频电路一般在系统中作为独立单板布局,甚至有专门的屏蔽腔体。而且射频电路一般都是单面或者双面,电路比较简单,都是为了减少对射频电路分布参数的影响,提高射频系统的一致性。与一般的FR4材料相比,射频电路板更倾向于使用高Q值的基板。这种材料具有更小的介电常数、更小的传输线分布电容、更高的阻抗和更小的信号传输延迟。在混合电路的设计中,虽然射频和数字电路制作在同一块PCB上,但一般分为射频电路区和数字电路区,分别进行布局和布线。通过胶带和屏蔽盒进行接地屏蔽。
58.对于射频部分,中频部分和低频电路部分部署在同一PCB上。导师的解决方案是什么?
门拓的板级系统设计软件除了基本的电路设计功能外,还有专门的射频设计模块。在RF原理图设计模块中,提供了参数化器件模型,并提供了与EESOFT等RF电路分析和仿真工具的双向接口。在射频版图模块中,提供了专门用于射频电路版图和布线的图形编辑功能,同时还有与EESOFT等射频电路分析和仿真工具的双向接口。分析和仿真后的结果可以返回到原理图和PCB上。同时,利用Mentor软件的设计管理功能,可以方便地实现设计重用、设计派生和协同设计。大大加快了混合电路设计的进程。手机板是典型的混合电路设计,很多大型手机设计师和厂商都使用曼图的eesoft作为设计平台。
59.门拓的产品结构是怎样的?
Mentor Graphics的PCB工具有WG(原veribest)系列和Enterprise(boardstation)系列。
60.门拓的PCB设计软件如何支持BGA、PGA、COB等封装?
Mentor的autoactive RE由收购的veribest开发而成,是业内首款无网格和任意角度路由器。众所周知,对于球栅阵列、COB器件,无网格、任意角度布线器是解决布线速率的关键。在最新的autoactive RE中,增加了一些新功能,如推过孔、铜箔和重新布线,使其应用更加方便。此外,他支持高速布线,包括带延时的信号布线和差分对布线。
61.门拓的PCB设计软件如何处理差分线团队?
在OR软件定义了差分对的属性后,两个差分对可以一起走线,严格保证差分对的线宽、间距和长度差。遇到障碍物时,差分对可以自动分离,换层时可以选择via模式。
62.在12层PCb板上,有三个电源层2.2v、3.3v、5v和5V。将三个电源放在一层。地线应该怎么处理?
一般来说,三个电源分别做在三楼,对信号质量有好处。因为信号不太可能在平面层上分离。交叉分割是影响信号质量的关键因素,但仿真软件一般都忽略了这一点。它相当于电力层和地层的高频信号。实际上,除信号质量外,电源层耦合(利用相邻接地层降低电源层的交流阻抗)和堆叠对称性都是需要考虑的因素。
63.如何检查PCB出厂时是否符合设计工艺要求?
很多PCB厂商在PCB加工出厂前都要经过上电网络通断测试,以保证所有连接正确。与此同时,越来越多的制造商也使用X射线检测来检查蚀刻或层压过程中的一些故障。芯片加工后的成品板一般采用ICT测试,这就需要在PCB设计中增加ICT测试点。如果有问题,还可以使用特殊的X射线检测设备来排除是否是加工导致的故障。
64.“保护机制”是保护外壳吗?
是的,外壳应尽可能紧密,使用少量或不使用导电材料,并尽可能接地。
65.选择芯片时是否也需要考虑芯片本身的esd问题?
无论是双层板还是多层板,都要尽量增加地面的面积。在选择芯片时,要考虑芯片本身的ESD特性,一般在芯片描述中都会提到,甚至不同厂商的同一款芯片也会有不同的性能。多注意设计,综合考虑,电路板的性能会有一定的保证。但是ESD问题还是有可能发生的,所以机构的防护对于ESD防护也是非常重要的。
66.制作pcb板时,为了减少干扰,地线是否应该形成闭和形式?
制作PCB板时,一般来说要减少回路面积,减少干扰。敷设接地线时,不应采用封闭形式,而应采用树枝状形式,并尽可能增加地面的面积。
67.如果仿真器用一个电源,pcb板用一个电源,两个电源的地要连在一起吗?
当然,如果能使用独立的电源就更好了,因为电源之间不容易造成干扰,但是大部分设备都有特定的要求。由于模拟器和PCB板使用两个电源,在我看来,不应该共用。
68.一个电路由几块pcb板组成。他们应该分享土地吗?
一个电路由几个PCB组成,其中大多数需要公共接地,因为在一个电路中使用几个电源毕竟是不切实际的。但如果你有具体条件,可以用不同的电源。当然干扰会少一些。69.设计一款带LCD和金属外壳的手持产品。测试ESD时,不能通过ICE-1000-4-2的测试,触点只能通过1100V,空气可以通过6000V,ESD耦合测试时,只能横向通过3000V,纵向通过4000V。CPU主频33MHZ。有什么办法可以通过ESD测试?
手持产品都是金属外壳,ESD问题肯定很明显,恐怕LCD的不良现象会更多。如果没有办法改变现有的金属材料,建议在机构内部增加防电材料,加强PCB的接地,想办法将LCD接地。当然,具体怎么操作要看具体情况。
70.用DSP和PLD设计系统,ESD要考虑哪些方面?
就一般系统而言,应考虑到人体直接接触的部分,在电路和机构上进行适当的保护。至于ESD对系统的影响有多大,要看不同的情况。在干燥的环境下,ESD现象会更加严重,ESD对敏感和脆弱系统的影响会相对明显。虽然ESD对大型系统的影响有时并不明显,但应更加注意防患于未然。
71.PCB设计中如何避免串扰?
变化的信号(如阶跃信号)沿传输线从A传播到B,在传输线C-D上会产生耦合信号,一旦变化的信号结束,即信号回到稳定的DC电平,耦合信号就不存在了,所以串扰只发生在信号跳变的过程中,信号边沿变化(转换速率)越快,产生的串扰越大。空间耦合电磁场可以提取为无数耦合电容和耦合电感的集合,其中耦合电容产生的串扰信号在受害网络上可以分为正向串扰和反向串扰Sc,这两个信号极性相同;耦合电感产生的串扰信号也分为正向串扰和反向串扰SL,两者极性相反。耦合电容产生的正向串扰和反向串扰同时存在,大小几乎相等,使得受害网络上的正向串扰信号由于极性相反而相互抵消,反向串扰信号极性相同,叠加增强。串扰分析的模式通常包括默认模式、三态模式和最坏情况模式分析。默认模式类似于我们实际测试串扰的方式,即攻击者网络驱动器由翻转信号驱动,受害者网络驱动器保持初始状态(高电平或低电平),然后计算串扰值。该方法对于单向信号的串扰分析是有效的。三态模式是指违规网络的驱动器由flip信号驱动,受害网络的三态端子置于高阻态以检测串扰。这种方法对于双向或复杂拓扑网络是有效的。最坏情况分析是指受害网络的驱动保持在初始状态,模拟器计算所有默认受害网络对每个受害网络的串扰之和。这种方法一般只分析单个关键网络,因为需要计算的组合太多,模拟速度慢。
72.导带即微带线的接地面的覆铜面积有规定吗?
对于微波电路设计,接地面的面积影响传输线的参数。具体算法比较复杂(请参考Angelen的EESOFT资料)。一般来说,接地面面积对传输线参数没有影响,或者忽略影响。
73.在EMC测试中,发现时钟信号的谐波超标非常严重,只有去耦电容连接到po
电磁兼容的三要素是辐射源、传播途径和受害者。传输方式分为空间辐射传输和有线传输。所以要抑制谐波,先看它传播的方式。电源去耦是为了解决传导模式的传播。此外,还需要必要的匹配和屏蔽。
74.4层板设计的产品中,为什么有的产品是双面铺,有的不是?
地板铺设的功能有几点考虑:1。屏蔽;2、散热;3.加固;4.PCB加工需求。所以不管铺多少层,首先要看的是它的主要原因。这里主要讨论高速问题,所以主要说屏蔽效应。表面铺设有利于EMC,但铜铺设应尽可能完整以避免孤岛。一般表层器件如果有很多导线,很难保证铜箔的完整性,还会导致内层信号交叉分割的问题。所以建议表面器件或者走线多的板不要铺铜。
75.对于一组总线(地址、数据、命令)驱动多个(最多4、5个)设备(闪存、SDRAM、其他外设.),PCB布线时用哪种方式?
拓扑对信号完整性的影响主要体现在信号在各个节点的到达时间不一致,反射信号在某个节点的到达时间不一致,导致信号质量变差。一般来说,星型拓扑可以控制几个相同长度的短截线,使信号传输和反射延迟一致,达到更好的信号质量。在使用拓扑时,需要考虑信号拓扑节点、实际工作原理和布线的难易程度。不同的缓冲区对信号反射的影响不同,星型拓扑无法解决上述数据地址总线连接flash和sdram的时延,从而无法保证信号质量。另一方面,高速信号一般在dsp和sdram之间通信,flash加载速度不高。所以在高速仿真中,只需要保证实际高速信号有效工作的节点处的波形就可以了,不需要关注flash时的波形。与菊花链拓扑相比,星型拓扑更难布线,尤其是大量数据地址信号采用星型拓扑时。附图是Hyperlynx仿真数据信号连接DDR DDR——DSP——FLASH拓扑和DDR —— Flash 3354 DSP时在150MHz下的仿真波形。可以看出,第二种情况,DSP处信号质量较好,但FLASH处波形较差,而实际工作信号是DSP和DDR处的波形。
76.对于频率超过30M的PCB,是用自动布线还是手动布线?布线的所有软件功能都一样吗?
高速信号是否基于信号的上升沿而不是绝对频率或速度。自动或手动接线取决于软件接线功能的支持。有些手动布线可能比自动布线好,但有些布线,如检查和划分布线和总线延迟补偿布线,会比手动布线有效和高效得多。一般PCB基板主要由树脂和玻璃纤维布组成。由于比例不同,介电常数和厚度也不同。一般来说,树脂含量越高,介电常数越薄。具体参数请咨询PCB制造商。另外,随着新技术的出现,PCB板也出现了一些特殊的材料,比如超厚背板或者低损耗射频板。
7.在PCB设计中,地线通常分为保护地和信号地;接地分为数字接地和模拟接地。为什么要分地线?分地的目的主要是出于EMC的考虑,担心数字电源和地的噪声会通过传导通道干扰其他信号,尤其是模拟信号。至于信号和保护地的划分,是因为EMC中对ESD静电放电的考虑类似于我们生活中避雷针的接地作用。不管怎么分,最后只有一个地球。只是噪音散发的方式不同而已。
78.在铺设时钟时,是否有必要在两侧加接地屏蔽?
是否加屏蔽地线要看板上的串扰/EMI情况,如果屏蔽地线处理不好,可能会让情况变得更糟。
79.相应的co有哪些
80.PCB单层板手工布线时,是放在顶层还是底层?
如果设备放在顶层,则底层是有线的。
81.PCB单层板手工布线时,跳线应该如何表示?
跳线是PCB设计中的一种特殊器件。只有两个衬垫,距离可以是固定的,也可以是可变的。可以根据需要添加手动布线。板上会有一条直线,它也会出现在物料清单中。
82.假设一个4层板,中间两层是VCC和GND,从上到下走线,从下到上的返回路径是VIA还是POWER via这个信号?
关于via信号的返回路径,目前还没有明确的说法。通常认为,返回信号将从接地或连接到电源的最近的通路流回。在一般的EDA工具中,过孔在仿真中被视为具有固定集总参数的RLC网络,这实际上是最坏情况的估计。
83.”进行信号完整性分析,制定相应的接线规则,并根据这些规则进行接线.”这句话怎么理解?
通过前面的仿真分析,可以得到一系列实现信号完整性的布局布线策略。通常,这些策略被转化为一些约束PCB布局和布线的物理规则。常用的规则有拓扑规则、长度规则、阻抗规则、平行间距和平行长度规则等。PCB工具可以在这些约束条件下完成布线。当然,完工后的效果需要通过后期模拟来验证。另外,门拓提供的ICX支持互联合成,可以同时连线和模拟,实现一次性通过。
84.如何选择PCB软件?
根据自己的需求选择PCB软件。市面上有很多先进的软件,重要的是看是否适合你的设计能力、设计规模和设计约束。刀快的时候用起来很轻松,但是太快了会伤到手。找个EDA厂商,请过去做个产品介绍。让我们坐下来谈谈。不管买不买,都会有收获。
85.如何理解断铜和浮铜的概念?
从PCB加工的角度来说,面积小于一定单位面积的铜箔一般称为断铜。由于加工过程中的蚀刻误差,这些面积太小的铜箔会引起问题。从电学的角度来说,没有任何DC网络连接的铜箔称为浮铜,浮铜会因为周围信号的影响而产生天线效应。浮铜可能是碎铜,也可能是大面积的铜箔。
86.近端串扰和远端串扰与信号频率和信号上升时间有关吗?会随着他们的改变而改变吗?如果有,是否可以有一个公式来解释它们之间的关系?
应该说,犯罪网络对受害网络造成的串扰与信号变化的边缘有关,变化越快串扰越大(V=L*di/dt)。串扰影响网络中对数字信号的决策影响与信号频率有关,频率越快影响越大。
8.如何在PROTEL中绘制绑定IC?
具体来说,机械层用于绘制PCB中的键合图,IC衬底衬垫根据IC规范连接到vccgndfloat。机械层用于打印粘接图。
88.使用PROTEL绘制原理图,在制板时生成的网络表总是存在错误,无法自动生成PCB板。原因是什么?
根据原理图,可以手动编辑生成的网络表,检查通过后自动进行布线。用制板软件进行板面自动布局布线不是很理想。网络错误可能是没有指定原理图中的组件包;印刷电路板库也可能不包含指定原理图中的所有元件封装。如果是单板,就不要用自动布线。双面板可以使用自动布线。电源和重要信号线也可以手动控制,其他可以自动。
89.PCB与PCB之间的连接通常是通过插入镀金或镀银的“手指”来实现的。“手指”和插座接触不良怎么办?
如果是清洁问题,使用专用的电触点清洁剂,或者使用书写用的橡皮擦清洁PCB。也考虑1。金手指是否太细,垫是否与t不符
您可以将层定义设置为1:无平面组件(顶部布线)2: cam平面或分割/混合(gnd) : cam平面或分割/混合(power)。4:无平面元件(如果单面元件可以定义为无平面路线)。注意, cam平面生成的电源和接地层是负的,不能在这一层走线,而分/混生成的正的可以作为电源或接地,也可以在这一层走线(建议在电源层和接地层走线,因为这样会破坏这一层的完整性,可能会产生EMI问题)。添加电源网络(如3.3V、5V等。)从左列表到右列表,从而完成层定义。
91.PCB中各层的含义是什么?
机械机械层:定义了整个PCB的外观,即整个PCB的外观结构。Keepoutlayer禁止布线层:定义了布的铜面上的边界电气特性。也就是说,先定义了禁止布线层后,在后面的敷设过程中,敷设的具有电气特性的导线不能超出禁止布线层的边界。Topoverlay顶部丝印层Bottomoverlay底部丝印层:定义顶部和底部的丝印字符,这些字符是PCB板上常见的元件编号和一些字符。Toppaste顶垫层Bottompaste底垫层:指我们能看到的裸露的铜和铂。顶部焊料顶部焊料焊料焊料焊料底部焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料焊料Solder Solder Solder Solder Solder Solder Solder Sold drill guide via guiding层:Drilldrawing via drilling层:多层多层:指PCB板的所有层。
92.在高速PCB中,过孔可以大大减少回流路径,但有人说宁愿弯也不打过孔。应该如何选择?
分析射频电路的回流路径和高速数字电路的回流路径不太一样。首先,它们有共同点,都是分布参数电路,都是用麦克斯韦方程来计算电路的特性。然而,射频电路是模拟电路。在某些电路中,电压V=V (t)和电流I=I(t)都需要控制,而数字电路只关注信号电压V=V (t)的变化。所以在射频布线中,除了信号回流,还应该考虑布线对电流的影响。即弯曲的布线和过孔是否对信号电流有任何影响。另外,大部分射频板都是单面或者双面PCB,没有完整的平面层。回流路径分布在信号周围和电源上,因此在仿真期间需要3D场提取工具进行分析。此时,弯曲布线和过孔的回流需要具体分析。高速电路分析一般只处理具有完整平面层的多层PCB,采用2D场提取分析,只考虑相邻平面的信号回流,过孔只作为一个集总参数的R-L-C处理。
93.PCB板设计时有如下两种层压方案:层压1信号地信号电源+1.5V信号电源+2.5V信号电源+1.25V信号电源+3.3V信号电源+1.8V信号地信号对于stack 2来说,中间分开的两个电源层会不会影响到相邻的信号层?这两个信号层已经有一个信号接地层作为返回路径。
应该说两个栈各有千秋。第一种保证了平面层的完整性,第二种增加了层数,有效降低了电源层的阻抗,有利于抑制系统中的EMI。理论上,电源层和接地层相当于交流信号。但实际上,接地层比电源层具有更好的交流阻抗,信号最好有一个层作为返回层。然而,由于堆叠厚度的影响,例如,信号和电源之间的电介质厚度小于信号和地之间的电介质厚度,并且在第二堆叠中具有交叉分割的信号也存在问题
94.当信号在电源上分压时,是否意味着信号的电源层交流阻抗较大?此时,如果信号层有地平面与之相邻,即使信号层与电源层之间的介质厚度小于信号层与地之间的介质厚度,信号也会选择地平面作为返回路径吗?
是的,这种说法是正确的。根据阻抗计算公式,Z=squa(L/C)。在分离时,C变小,Z增加。当然,在这里,信号仍然与地层相邻,C较大,Z较小,因此信号优先从完整的地平面流回。然而,阻抗不连续性将不可避免地出现在分离处。
95.使用protel 99se软件设计时,处理器为89C51,晶振12MHZ系统超声波信号为40KHZ,音频信号为800hz。这时,如何设计PCB板以提供高抗干扰能力?对于89C51这样的单片机,什么信号可以影响89C51的正常工作?除了拉大两者之间的距离,还有其他提高系统抗干扰能力的技巧吗?
PCB的设计是为了提供高抗干扰能力,所以要尽可能降低干扰源信号的信号变化率。具体的高频信号取决于干扰信号的电平和PCB布线的长度。除了间距,通过匹配或拓扑结构解决干扰信号的反射和过冲问题,也能有效降低信号干扰。
96.pad对高速信号有什么影响?
一个好问题。焊盘对高速信号有一定影响,其影响类似于器件封装。详细分析表明,信号从IC出来后,通过键合线、引脚、封装外壳、焊盘和焊料到达传输线。这个过程中的所有关节都会影响信号的质量。但在实际分析中,很难给出焊盘、焊料、引脚的具体参数。所以一般用IBIS模型中封装的参数来概括。当然,这种分析可以在较低的频率下接收,但是对于以较高的精度模拟较高频率的信号来说,它不够精确。目前的一个趋势是用IBIS的V-I和V-T曲线来描述缓冲器的特性,用SPICE模型来描述封装参数。当然,在IC设计中,也存在信号完整性问题,在封装选择和引脚分配中也考虑了这些因素对信号质量的影响。
97.自动浮铜后,浮铜会根据板上器件的位置和布线布局来填充空白处,但这样会形成很多小于等于90度的尖角和毛刺(比如一个多脚芯片的引脚之间会有很多相对的尖角浮铜),在高压测试中会放电,无法通过高压测试。除了这些尖角和毛刺会在自动浮铜后一点一点用人工修正去除,我不知道。有没有其他的好办法。
自动浮铜中出现的尖角浮铜问题,的确是各很麻烦的问题,除了有你提到的放电问题外,在加工中也会由于酸滴积聚问题,造成加工的问题。从2000年起,mentor在WG和EN当中,都支持动态铜箔边缘修复功能,还支持动态覆铜,可以自动解决你所提到的问题。请见动画演示。(如直接打开有问题,请按鼠标右键选择“在新窗口中打开”,或选择“目标另存为”将该文件下载到本地硬盘再打开。)
98、请问在PCB 布线中电源的分布和布线是否也需要象接地一样注意。若不注意会带来什么样的问题?会增加干扰么? 电源若作为平面层处理,其方式应该类似于地层的处理,当然,为了降低电源的共模辐射,建议内缩20倍的电源层距地层的高度。如果布线,建议走树状结构,注意避免电源环路问题。电源闭环会引起较大的共模辐射。99、地址线是否应该采用星形布线?若采用星形布线,则Vtt的终端电阻可不可以放在星形的连接点处或者放在星形的一个分支的末端?
地址线是否要采用星型布线,取决于终端之间的时延要求是否满足系统的建立、保持时间,另外还要考虑到布线的难度。星型拓扑的原因是确保每个分支的时延和反射一致,所以星型连接中使用终端并联匹配,一般会在所有终端都添加匹配,只在一个分支添加匹配,不可能满足这样的要求。
100、如果希望尽量减少板面积,而打算像内存条那样正反贴,可以吗?
正反贴的PCB设计,只要你的焊接加工没问题,当然可以。
101、如果只是在主板上贴有四片DDRmemory,要求时钟能达到150Mhz,在布线方面有什么具体要求
150Mhz的时钟布线,要求尽量减小传输线长度,降低传输线对信号的影响。如果还不能满足要求,仿真一下,看看匹配、拓扑、阻抗控制等策略是有效。
102、在PCB板上线宽及过孔的大小与所通过的电流大小的关系是怎样的?
答:一般的PCB的铜箔厚度为1盎司,约1.4mil的话,大致1mil线宽允许的最大电流为1A。过孔比较复杂,除了与过孔焊盘大小有关外,还与加工过程中电镀后孔壁沉铜厚度有关。

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