標(biāo)題: PCB設(shè)計(jì)新手常見(jiàn)問(wèn)題解決技巧(二) [打印本頁(yè)]
作者: 板兒妹0517 時(shí)間: 2018-3-8 09:47
標(biāo)題: PCB設(shè)計(jì)新手常見(jiàn)問(wèn)題解決技巧(二)
1、高速PCB設(shè)計(jì),多個(gè)信號(hào)層的敷銅在接地和接電源的分配
一般在空白區(qū)域的敷銅絕大部分情況是接地。 只是在高速信號(hào)線(xiàn)旁敷銅時(shí)要注意敷銅與信號(hào)線(xiàn)的距離, 因?yàn)樗蟮你~會(huì)降低一點(diǎn)走線(xiàn)的特性阻抗。 也要注意不要影響到它層的特性阻抗, 例如在dual stripline的結(jié)構(gòu)時(shí)。
2、兩個(gè)常被參考的特性阻抗公式:
a.微帶線(xiàn)(microstrip)
Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中,W為線(xiàn)寬,T為走線(xiàn)的銅皮厚度,H為走線(xiàn)到參考平面的距離,Er是PCB板材質(zhì)的介電常數(shù)(dielectric constant)。此公式必須在0.1<(W/H)<2.0及1<(Er)<15的情況才能應(yīng)用。
b.帶狀線(xiàn)(stripline)
Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} 其中,H為兩參考平面的距離,并且走線(xiàn)位于兩參考平面的中間。此公式必須在W/H<0.35及T/H<0.25的情況才能應(yīng)用。
3、在高密度印制板上通過(guò)軟件自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試點(diǎn)一般情況下能滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的測(cè)試要求嗎?
一般軟件自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試點(diǎn)是否滿(mǎn)足測(cè)試需求必須看對(duì)加測(cè)試點(diǎn)的規(guī)范是否符合測(cè)試機(jī)具的要求。另外,如果走線(xiàn)太密且加測(cè)試點(diǎn)的規(guī)范比較嚴(yán),則有可能沒(méi)辦法自動(dòng)對(duì)每段線(xiàn)都加上測(cè)試點(diǎn),當(dāng)然,需要手動(dòng)補(bǔ)齊所要測(cè)試的地方。
4、添加測(cè)試點(diǎn)對(duì)高速信號(hào)質(zhì)量的影響
至于會(huì)不會(huì)影響信號(hào)質(zhì)量就要看加測(cè)試點(diǎn)的方式和信號(hào)到底多快而定。基本上外加的測(cè)試點(diǎn)(不用線(xiàn)上既有的穿孔(via or DIP pin)當(dāng)測(cè)試點(diǎn))可能加在線(xiàn)上或是從線(xiàn)上拉一小段線(xiàn)出來(lái)。前者相當(dāng)于是加上一個(gè)很小的電容在線(xiàn)上,后者則是多了一段分支。這兩個(gè)情況都會(huì)對(duì)高速信號(hào)多多少少會(huì)有點(diǎn)影響,影響的程度就跟信號(hào)的頻率速度和信號(hào)緣變化率(edge rate)有關(guān)。影響大小可透過(guò)仿真得知。原則上測(cè)試點(diǎn)越小越好(當(dāng)然還要滿(mǎn)足測(cè)試機(jī)具的要求)分支越短越好。
5、在若干PCB組成的系統(tǒng),各板之間地線(xiàn)的連接
各個(gè)PCB板子相互連接之間的信號(hào)或電源在動(dòng)作時(shí),例如A板子有電源或信號(hào)送到B板子,一定會(huì)有等量的電流從地層流回到A板子 (此為Kirchoff current law)。這地層上的電流會(huì)找阻抗最小的地方流回去。(邁威PCB設(shè)計(jì)培訓(xùn)班開(kāi)班了,培訓(xùn)完畢學(xué)員能獨(dú)立完成中等難度PCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目,勝任PCB設(shè)計(jì)助理工程師崗位。公眾號(hào):eqpcb_cp)所以,在各個(gè)不管是電源或信號(hào)相互連接的接口處,分配給地層的管腳數(shù)不能太少,以降低阻抗,這樣可以降低地層上的噪聲。另外,也可以分析整個(gè)電流環(huán)路,尤其是電流較大的部分,調(diào)整地層或地線(xiàn)的接法,來(lái)控制電流的走法(例如,在某處制造低阻抗,讓大部分的電流從這個(gè)地方走),降低對(duì)其它較敏感信號(hào)的影響。
6、電源平面上面的信號(hào)線(xiàn)可使用微帶線(xiàn)模型計(jì)算特性阻抗;電源和地平面之間的信號(hào)也可以使用帶狀線(xiàn)模型計(jì)算
電源平面上面的信號(hào)線(xiàn)可以使用微帶線(xiàn)模型計(jì)算特性阻抗,電源和地平面之間的信號(hào)也可以使用帶狀線(xiàn)模型計(jì)算。在計(jì)算特性阻抗時(shí)電源平面跟地平面都必須視為參考平面。 例如四層板: 頂層-電源層-地層-底層, 這時(shí)頂層走線(xiàn)特性阻抗的模型是以電源平面為參考平面的微帶線(xiàn)模型。
7、 PCB與外殼接地的點(diǎn)的選擇原則
選擇PCB與外殼接地點(diǎn)選擇的原則是利用chassis ground提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。例如,通常在高頻器件或時(shí)鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將PCB的地層與chassis ground做連接,以盡量縮小整個(gè)電流回路面積,也就減少電磁輻射。
8、柔板檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通常依據(jù)IPC6013
可以用一般設(shè)計(jì)PCB的軟件來(lái)設(shè)計(jì)柔性電路板(Flexible Printed Circuit)。一樣用Gerber格式給FPC廠(chǎng)商生產(chǎn)。由于制造的工藝和一般PCB不同,各個(gè)廠(chǎng)商會(huì)依據(jù)他們的制造能力會(huì)對(duì)最小線(xiàn)寬、最小線(xiàn)距、最小孔徑(via)有其限制。除此之外,可在柔性電路板的轉(zhuǎn)折處鋪些銅皮加以補(bǔ)強(qiáng)。軟板的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通常依據(jù)IPC6013 。
9、差分信號(hào)線(xiàn)中間一般不可加地線(xiàn)
差分信號(hào)中間一般是不能加地線(xiàn)。因?yàn)椴罘中盘?hào)的應(yīng)用原理最重要的一點(diǎn)便是利用差分信號(hào)間相互耦合(coupling)所帶來(lái)的好處,如flux cancellation,抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線(xiàn),便會(huì)破壞耦合效應(yīng)。
10、三個(gè)方面著手路板DEBUG?
就數(shù)字電路而言,首先先依序確定三件事情:
(1)確認(rèn)所有電源值的大小均達(dá)到設(shè)計(jì)所需。有些多重電源的系統(tǒng)可能會(huì)要求某些電源之間起來(lái)的順序與快慢有某種規(guī)范。
(2)確認(rèn)所有時(shí)鐘信號(hào)頻率都工作正常且信號(hào)邊緣上沒(méi)有非單調(diào)(non-monotonic)的問(wèn)題。
(3)確認(rèn)reset信號(hào)是否達(dá)到規(guī)范要求。
這些都正常的話(huà),芯片應(yīng)該要發(fā)出第一個(gè)周期(cycle)的信號(hào)。接下來(lái)依照系統(tǒng)運(yùn)作原理與bus protocol來(lái)debug。
以上即是PCB設(shè)計(jì)新手常見(jiàn)問(wèn)題解決技巧(二),下期預(yù)告:PCB設(shè)計(jì)新手常見(jiàn)問(wèn)題解決技巧(三)
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