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PCB布線規(guī)則和技巧圖解(下)

華秋DFM隨筆 ? 來源:華秋DFM隨筆 ? 作者:華秋DFM隨筆 ? 2022-12-16 08:59 ? 次閱讀

書接上文:

五、拐角設計

PCB布線時,走線拐彎是不可避免的,當走線出現(xiàn)直角拐角時,在拐角處會產(chǎn)生額外的寄生電容和寄生電感。走線拐彎的拐角應避免設計成銳角和直角形式,以免產(chǎn)生不必要的輻射,同時銳角和直角形式的工藝性能也不好。要求所有線與線的夾角應大于等于135°。在走線確實需要直角拐角的情況下,可以采取兩種改進方法:一種是將90”拐角變成兩個45拐角:另一種是采用圓角。圓角方式是最好的,45拐角可以用到10GHz頻率上對于45°拐角走線拐角長度最好滿足L>3W。

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六.差分對走線

為了避免不理想返回路徑的影響,可以采用差分對走線。為了獲得較好的信號完整性,可以選用差分對走線來實現(xiàn)高速信號傳輸。前面介紹的LVDS電平的傳輸采用的就是差分傳輸線的方式

1.差分信號傳輸優(yōu)點:

a.輸出驅(qū)動總的di/dt會大幅降低,從而減小了軌道塌陷和潛在的電磁干擾

b.與單端放大器相比,接收器中的差分放大器有更高的增益。

c.差分信號在一對緊耦合差分對中傳輸時,在返回路徑中對付串擾和突變的魯棒性更好.

d.因為每個信號都有自己的返回路徑,所以差分信號通過接插件或封裝時,不易受到開關噪聲的干擾。

2.差分信號的缺點

a.如果不對差分信號進行恰當?shù)钠胶饣驗V波,或者存在任何共模信號,就可能會產(chǎn)生EMI問題。

b.與單端信號相比,傳輸差分信號需要雙倍的信號線。

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3.設計差分對走線時,要遵循以下原則。

a.保持差分對的兩信號走線之間的距離S在整個走線上為常數(shù)

b.確保D > 2S,以最小化兩個差分對信號之間的串擾。

c.使差分對的兩信號走線之間的距離S滿足S=3H,以便使元件的反射阻抗最小化。

d.將兩差分信號線的長度保持相等,以消除信號的相位差。

e.避免在差分對上使用多個過孔,因為過孔會產(chǎn)生阻抗不匹配和電感。

七.控制PCB導線的阻抗和走線終端匹配

在高速數(shù)字電路PCB和射頻電路PCB中,對PCB導線的阻抗是有要求的,需要控制PCB導線的阻抗。在PCB布線時,同一網(wǎng)絡的線寬應保持一致。由于線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻,對高速數(shù)字電路傳輸?shù)男盘枙a(chǎn)生反射,故在設計中應該盡量避免出現(xiàn)這種情況。在某些條件下,如接插件引出線、BGA封裝的引出線等類的結(jié)構(gòu)時,如果無法避免線寬的變化,應該盡量控制和減少中間不一致高:分的有效長度。

在高速數(shù)字電路中,當PCB布線的延遲時間大于信號上升時間(或下降時間)的1/4時,該布線即可以看成傳輸線。為了保證信號的輸入和輸出抗與傳輸線的阻抗正確匹配,可以采用多種形式的終端匹配方法,所選擇的匹配方法與網(wǎng)絡的連接方式和布線的拓撲結(jié)構(gòu)有關

八.設計接地保護走線

模擬電路的PCB設計中,保護走線被廣泛地使用,例如,在一個沒有完整的地平面的兩層板中,如果在一個敏感的音頻輸入電路的

在數(shù)字電路中,可以采用一個完整的接地平面取代接地保護走線,接地保護走線在很多地方比完整的接地平面更有優(yōu)勢

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根據(jù)經(jīng)驗,在兩條微帶線之間插入兩端接地的第三條線,兩條微帶之間的耦合則會減半。如果第三條線通過很多通孔連接到接地平面。則它們的合將進一步減小。如果有不止一個地平面層,則要在每條保護走線的兩端接地,而不要在中間接地。

注意:在數(shù)字電路中,如果兩條走線之間的距離(間距)足夠并允許引入一條保護走線,那么兩條走線相互之間的合通常已經(jīng)很低也就沒有必要設置一條接地保護走線了。

審核編輯:湯梓紅

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