要画好PCB,先学好信号完整性!

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了要画好PCB,先学好信号完整性!。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

要画好PCB,先学好信号完整性!

在电子设计领域,高性能设计有其独特挑战。

1 高速设计的诞生

近些年,日益增多的高频信号设计与稳步增加的电子系统性能紧密相连。

随着系统性能的提高,PCB设计师的挑战与日俱增:更微小的晶粒,更密集的电路板布局,更低功耗的芯片要求。

随着所有技术的迅猛发展,我们已成为高速设计的核心,需要考虑其复杂性和所有因素。

2 回顾

在过去30年,PCB设计发生了很大变化。1987年,我们认为0.5微米是技术的终结者,但今天,22纳米工艺已变成了常态。

如下图所示,1985年的边缘速率推进了设计复杂性的提升(通常为30纳秒),而如今边缘速率已变成1纳秒。

过去30年边缘速率的变化

3 技术进步中伴随各种问题

技术的进步总是伴随着一系列问题。随着系统性能的提升和高速设计的采纳,一些问题必须在设计环境中进行处理。

下面,我们来总结一下面临的挑战:

信号质量

IC制造商倾向于更低的核心电压和更高的工作频率,这就导致了急剧上升的边缘速率。无端接设计中的边缘速率将会引发反射和信号质量问题。

串扰

在高速信号设计中,密集路径往往会导致串扰——在PCB上,走线间的电磁耦合关联现象。

串扰可以是同一层上走线的边缘耦合,也可以是相邻层上的宽边耦合。

耦合是三维的。与并排走线路径相比,平行路径和宽边走线会造成更多串扰。

宽边耦合(顶部)相比于边缘耦合(底部)

辐射

在传统设计中的快速边缘速率,即使使用与先前相同的频率和走线长度,也会在无端接传输线上产生振铃。

这从根本上导致了更高的辐射,远远超过了无终端传输线路的FCC/CISPR B类限制。

10纳秒(左)和1纳秒(右)的边缘速率辐射

4 设计解决方案

信号和电源完整性问题会间歇出现,很难进行判别。所以最好的方法,就是在设计过程中找到问题根源,将之清除,而不是在后期阶段试图解决,延误生产。

通过叠层规划工具,能更容易地在您的设计中,实现信号完整性问题的解决方案。

5 电路板叠层规划

高速设计的头等大事一定是电路板叠层。基板是装配中最重要的组成部分,其规格必须精心策划,避免不连续的阻抗、信号耦合和过量的电磁辐射。

在查看下次设计的电路板叠层时,请牢记以下提示和建议:

所有信号层需相邻并紧密耦合至不间断的参考平面,该平面可以创建一个明确的回路,消除宽边串扰。

每个信号层的基板都邻接至参考平面

有良好的平面电容来减少高频中的交流阻抗。紧密耦合的内电层平面来减小顶层的交流阻抗,极大程度减少电磁辐射。

降低电介质高度会大大减少串扰现象,而不会对电路板的可用空间产生影响。

基板应能适用一系列不同的技术。例如:50/100欧姆数位,40/80欧姆DDR4,90欧姆USB。

6 布线和工作流程

精心策划叠层后,下一步便需关注电路板布线。基于设计规则和工作区域的精心配置,您能够最高效成功地对电路板进行布线。

以下这些提示,能帮助您的布线更加容易,避免不必要的串扰、辐射和信号质量问题:

简化视图,以便清楚查看分割平面和电流回路。

为此,首先确定哪个铜箔平面(地或电源)作为每个信号层的参考平面,然后打开信号层和内电层平面同时查看。这能帮助您更容易地看到分割平面的走线。

多重信号层(左)、顶层和相邻平面视图(右)

如果数字信号必须穿越电源参考平面,您可以靠近信号放置一或两个去耦电容(100nF)。这样,就在两个电源之间提供了一个电流回路。

避免平行布线和宽边布线,这会比并排布线导致更多串扰。

除非使用的是同步总线,否则,平行区间越短越好,以减少串扰。为信号组留出空间,使其地址和数据间隔是走线宽度的三倍。

在电路板的顶层和底层使用组合微带层时要小心。这可能导致相邻板层间走线的串扰,危及信号完整性。

按信号组的最长延迟为时钟(或选通)信号走线,这保证了在时钟读取前,数据已经建立。

在平面之间对嵌入式信号进行走线,有助于辐射最小化,还能提供ESD保护。

7 信号清晰度

在未来,电子设计的复杂性毫无疑问会持续增加,这会给PCB设计师带来一系列亟待解决的挑战。确保电路板叠层、阻抗、电流回路的正确配置,是设计稳定性的基础。(转)文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-826740.html

到了这里,关于要画好PCB,先学好信号完整性!的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 信号完整性相关基础知识

    一、GHz传输链路信号损耗的特征,高频和低频分量信号损耗问题 • 1. 信号沿 FR4 传播,两种有功损耗 : 导体损耗和介质损耗两种损耗的高频衰减大于低频衰减。当信号传播 4in 长时, 8GHz 以上高频分量的功率衰减量大于 50 %,而对低频分量的影响却小得多。 • 2.FR4 板上 4i

    2024年02月08日
    浏览(39)
  • 信号完整性(SIPI)学习--20--返回路径

    前面的章节我们知道了传输线的阻抗不连续会发生反射,并且了解了阻抗匹配抑制反射的方法。而且也知道传输线并不仅仅是一条线而是包含了信号路径和返回路径。信号不只是在信号路径中传输,需要通参考平面提供电流返回路径才能完成从驱动到负载之间的传输。因此,

    2024年02月13日
    浏览(36)
  • 轨道交通信号安全完整性等级(SIL)

    轨道交通行业中,对于信号系统、车辆子系统等安全相关的系统有安全完整性(SIL)等级的要求,需要进行通用产品层安全评估和工程特定应用项目安全评估,已经形成了行业共识。对于初次了解SIL的人,在实际应用中存在着对SIL的错误理解,并且不恰当地应用SIL。本文解答

    2024年02月04日
    浏览(46)
  • 信号完整性-我的均衡之CTLE学习笔记

    1、写在前面 相信大家在进行信号完整学习时,遇到的最大的困惑就是不知道何从下手,当初我也跟你们有同样的困惑,这也是我写这篇文章的目的之一。一是希望自己的学习过程有个记录,通过文章来整理自己的思路;二是希望这篇文章对你有一点帮助。 如何利用软件进行

    2024年02月03日
    浏览(38)
  • OCP浸没式液冷基本规范(概述和信号完整性部分)

    数据中心行业主要考虑两种类型的液体冷却技术来推动节能和可持续发展,分别是冷板式和浸没式,每一种技术里的液体又包含单相和双相两种规格: 冷板技术与浸没技术的主要区别之一是,在浸没的情况下,液体与 IT 设备直接接触。目前,有大量液体被用于单相和两相浸

    2024年02月08日
    浏览(41)
  • 计算机网络——38报文完整性

    数字签名类比于手写签名 发送方数字签署了文件,前提是他是文件的拥有者/创建者 可验证性,不可伪造性,不可抵赖性 谁签署,接收方可以向他人证明是他,而不是其他人签署了这个文件 签署了什么:这份文件,而不是其他文件 简单的对m的数字签名 Bob使用他自己的私钥

    2024年04月12日
    浏览(37)
  • 哈工大计算机网络课程网络安全基本原理详解之:消息完整性与数字签名

    这一小节,我们继续介绍网络完全中的另一个重要内容,就是消息完整性,也为后面的数字签名打下基础。 首先来看一下什么是报文完整性。 报文完整性,也称为消息完整性(message integrity),有时也称为报文/消息认证(或报文鉴别),目标: 证明报文确实来自声称的发送

    2024年02月15日
    浏览(44)
  • Mysql列的完整性约束(调整列的完整性约束)

    目录 一、 主键PK、外键FK和 唯一键UK 新增 删除         修改         修改默认值DEFAULT、自增长和非空NK 总结 alter table [table_name] add constraint [constraint_name] [unique key| primary key|foreign key] ([column_name])         1.通过如下命令查询键值的约束名:                 

    2024年02月01日
    浏览(51)
  • mysql索引--普通索引,唯一索引,主键索引,参照完整性约束,数据完整性约束

    -- 方法1:create index -- 对employee表的员工部门号列创建普通索引depart_ind -- create index depart_ind on employees(员工部门号); -- 对employee表的姓名和地址列创建复合索引ad_ind; -- create index ad_ind on employees(姓名,地址); -- 对departments表的部门名称列创建唯一索引un_ind; -- create unique index un_ind

    2023年04月21日
    浏览(42)
  • 5.1 实体完整性

    第5章 数据库完整性笔记 定义 : 完整性 :确保数据的正确性和相容性。 正确性 :数据与现实世界语义相符、反映实际状况。 相容性 :同一对象在数据库的不同关系表中数据逻辑上是一致的。 示例 : 学号唯一性。 性别限定为男或女。 本科学生年龄为14-50之间的整数。 学

    2024年02月06日
    浏览(41)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包