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画高速pcb 的时候需要信号完整分析吗

时间:2017/6/28 9:11:29

问题描述:先说说信号完整性的作用吧,信号完整性主要作用是防止信号在传输过程中失真,比如上升沿下降沿的延时,过冲等。其实实际就是想让信号在接收端可以完整的解析信号。还有就是减小对其他信号线的串扰。 信号可靠性没听过, 就听过产品的可靠性。产品可靠性内容太多,主要关键点就是:对外IO;静电防护,EMI,系统鲁棒性,电源抗冲击跌落等。但这些主要是靠设计,并不是单纯PCB可以解决的,是产品整套方案考虑的内容。 画PCB 主要点是:高频信号信号完整性;EMC;电源完整性;时序;最关键的是布局。没了!

回答(1).问题太多了,一句两句也说不清,自己看吧。 高速PCB设计指南之一 第一篇 PCB布线 在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而 做的, 在整个PCB中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细,工作量最大.PCB布线有 单面布线, 双面布线及多层布线.布线的方式也有两种:自动布线及交互式布线,在自动 布线之前, 可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线,输入端与输出端的边线应避 免相邻平行, 以免产生反射干扰.必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平 行容易产生寄生耦合. 自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则可以预先设定, 包括走线的弯曲次数, 导通孔的数目,步进的数目等.一般先进行探索式布经线,快速地把短线连通, 然后进行 迷宫式布线,先把要布的连线进行全局的布线路径优化,它可以根据需要断开已布的线. 并 试着重新再布线,以改进总体效果. 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了, 它浪费了许多宝贵的布线通道, 为解决这一矛盾,出现了盲孔和埋孔技术,它不仅完成了导通孔的作用, 还省出许多布线 通道使布线过程完成得更加方便,更加流畅,更为完善,PCB 板的设计过程是一个复杂而 又简单的过程,要想很好地掌握它,还需广大电子工程设计人员去自已体会, 才能得到其 中的真谛. 1 电源,地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源, 地线的考虑不周到而引起的干 扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率.所以对电, 地线的布线要认真 对待,把电,地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量. 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因, 现只对降低式抑制噪音作以表述: (1),众所周知的是在电源,地线之间加上去耦电容. (2),尽量加宽电源,地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线> 信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不 能这样使用) (3),用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用.或 是做成多层板,电源,地线各占用一层. 2 数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混 合构成的.因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰. 数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感 的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行 处理数,模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只 是在PCB与外界连接的接口处(如插头等).数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一 个连接点.也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定. 高速PCB设计指南 - 2 - 3 信号线布在电(地)层上 在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成 浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地) 层上进行布线.首先应考虑用电源层,其次才是地层.因为最好是保留地层的完整性. 4 大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿......

回答(2).布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个 系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过Layout得以实现并验证,由此可见,布 线在高速PCB设计中是至关重要的。下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其 合理性,并给出一些比较优化的走线策略。主要从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。 1. 直角走线 直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一, 那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说,直角走线会使传输线的 线宽发生变化,造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成 阻抗变化的情况。 直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性 负载,减缓上升时间;二是阻抗不连续会造成信号的反射;三是直角尖端产生的EMI。 传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算:- C=61W(Er)1/2/Z0 在上式中,C就是指拐角的等效电容(单位:pF),W指走线的宽度(单位:inch),εr 指介质的介电常数,Z0就是传输线的特征阻抗。举个例子,对于一个4Mils的50欧姆传输 线(εr为4.3)来说,一个直角带来的电容量大概为0.0101pF,进而可以估算由此引起的 上升时间变化量: T10-90?.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps 通过计算可以看出,直角走线带来的电容效应是极其微小的。 由于直角走线的线宽增加,该处的阻抗将减小,于是会产生一定的信号反射现象,我们可 以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗,然后根据经验公 式计算反射系数:ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走线导致的阻抗变化在7?0?间,因 而反射系数最大为0.1左右。而且,从下图可以看到,在W/2线长的时间内传输线阻抗变化到最小,再经过W/2时 间又恢复到正常的阻抗,整个发生阻抗变化的时间极短,往往在10ps之内,这样快而且微 小的变化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。 很多人对直角走线都有这样的理解,认为尖端容易发射或接收电磁波,产生EMI,这也成 为许多人认为不能直角走线的理由之一。然而很多实际测试的结果显示,直角走线并不会 比直线产生很明显的EMI。也许目前的仪器性能,测试水平制约了测试的精确性,但至少 说明了一个问题,直角走线的辐射已经小于仪器本身的测量误差。 总的说来,直角走线并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的应用中,其产生的任何 诸如电容,反射,EMI等效应在TDR测试中几乎体现不出来,高速PCB设计工程师的重点还 是应该放在布局,电源/地设计,走线设计,过孔等其他方面。当然,尽管直角走线带来 的影响不是很严重,但并不是说我们以后都可以走直角线,注意细节是每个优秀工程师必备的基本素质,而且,随 着数字电路的飞速发展,PCB工程师处理的信号频率也会不断提高,到10GHz以上的RF设计 领域,这些小小的直角都可能成为高速问题的重点对象。 2. 差分走线 差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键 的信号往往都要采用差分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保 证其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。 何为差分信号?通俗地说,就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端......

回答(3).我们在用示波器测量PCB板上信号时,经常会在信号的波形上发现一些奇怪的现象:比如信号跳变后会产生很大的尖峰毛刺,可能尖峰后面还会有上下起伏波动。有时候信号的边沿会出现一个平台,有点像人的肩膀。还有时你可能会遇到信号的边沿不是平滑上升的,会出现一个回沟,上升到中途突然跌落下来然后再继续上升。回想一下,你是否遇到过类似情况?这些现象就是信号完整性问题的典型表现。 信号完整性一词没有一个唯一的规范定义,通常是指高速PCB中由于信号、互连结构、电源系统等因素相互作用,最终使信号产生扭曲畸变的一种现象。这时可以说信号在传输过程中被破坏了,变得不完整。 关于信号完整性,于博士是这方面的专家。你可以到网上查询一下于博士的网站,里面有很多解释以及学习的内容,也可关注一下于博士信号完整性的微信公众号(SIG007),视频内容都有,可以去学习一下。

回答(4).强烈推荐allegro,学了绝对不后悔;对高速信号的处理、需要软件自动处理等,值得你拥有。

回答(5).1、单一网络的信号完整性问题,例如反射和失真,可通过适当端接解决。 2、两个或多个网络之间的串扰,可通过增加信号路径之间的距离,减小耦合长度等方法解决。 3、电源和地分布系统的轨道塌陷,合理安排电源和地的布线,提高电源完整性。 4、来自整个系统的电磁干扰及辐射,可通过减小共模电流,适当屏蔽来解决。

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