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超有用70个问答的高频PCB电路设计(二)

41、怎样通过安排叠层来减少EMI问题?首先,EMI要从系统考虑,单凭PCB无法解决问题。层迭对EMI来讲,我认为主要是提供信号最短回流路径,减小耦合面积,抑制差模干扰。另外地层与电源层紧耦合

  41、怎样经过安排叠层来削减 EMI 问题?

  首要,EMI 要从体系考虑,单凭 PCB 无法处理问题。层迭对 EMI 来讲,我以为首要是供给信号最短回流途径,减小耦合面积,按捺差模搅扰。别的地层与电源层紧耦合,恰当比电源层外延,对按捺共模搅扰有优点。

  42、为何要铺铜?

  一般铺铜有几个方面原因。1,EMC.关于大面积的地或电源铺铜,会起到屏蔽作用,有些特别地,如 PGND 起到防护作用。2,PCB 工艺要求。一般为了确保电镀作用,或许层压不变形,关于布线较少的PCB 板层铺铜。3,信号完好性要求,给高频数字信号一个完好的回流途径,并削减直流网络的布线。当然还有散热,特别器材装置要求铺铜等等原因。

  43、在一个体系中,包含了dsp和 pld,请问布线时要留意哪些问题呢?

  看你的信号速率和布线长度的比值。假如信号在传输在线的时延和信号改动沿时刻可比的话,就要考虑信号完好性问题。别的关于多个 DSP,时 钟,数据 信号走线拓普也会影响信号质量和时序,需求重视。

  44、除 protel 东西布线外,还有其他好的东西吗?

  至于东西,除了 PROTEL,还有许多布线东西,如 MENTOR 的 WG2000,EN2000 系列和 powerpcb,Cadence 的 allegro,zuken 的 cadstar,cr5000 等,各有所长。

  45、什么是“信号回流途径”?

  信号回流途径,即 return current。高速数字信号在传输时,信号的流向是从驱动器沿 PCB 传输线到负载,再由负载沿着地或电源经过最短途径回来驱动器端。这个在地或电源上的回来信号就称信号回流途径。Dr.Johson 在他的书中解说,高频信号传输,实践上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的进程。SI 剖析的便是这个围场的电磁特性,以及他们之间的耦合。

  46、怎么对接插件进行SI剖析?

  在 IBIS3.2 规范中,有关于接插件模型的描绘。一般运用 EBD 模型。假如是特别板,如背板,需求SPICE 模型。也能够运用多板仿真软件(HYPERLYNX 或 IS_multiboard),树立多板体系时,输入接插件的散布参数,一般从接插件手册中得到。当然这种办法会不行准确,但只要在可接受范围内即可。

  47、请问端接的办法有哪些?

  端接(terminal),也称匹配。一般依照匹配方位分有源端匹配和终端匹配。其间源端匹配一般为电阻串联匹配,终端匹配一般为并联匹配,办法比较多,有电阻上拉,电阻下拉,戴维南匹配,AC 匹配,肖特基二极管匹配。

  48、选用端接(匹配)的办法是由什么要素决议的?

  匹配选用办法一般由 BUFFER 特性,拓普状况,电平品种和判定办法来决议,也要考虑信号占空比,体系功耗等。

  49、选用端接(匹配)的办法有什么规矩?

  数字电路最要害的是时序问题,加匹配的意图是改进信号质量,在判定时刻得到能够确认的信号。关于电平有用信号,在确保树立、坚持时刻的前提下,信号质量安稳;对延有用信号,在确保信号延单调性前提下,信号改动延速度满足要求。Mentor ICX 产品教材中有关于匹配的一些资料。别的《High Speed Digital design a hand book of blackmagic》有一章专门对 terminal 的叙述,从电磁波原理上叙述匹配对信号完好性的作用,可供参考。

  50、能否使用器材的 IBIS 模型对器材的逻辑功用进行仿真?假如不能,那么怎么进行电路的板级和体系级仿真?

  IBIS 模型是行为级模型,不能用于功用仿真。功用仿真,需求用 SPICE 模型,或许其他结构级模型。

  51、在数字和模仿并存的体系中,有 2 种处理办法,一个是数字地和模仿地分隔,比如在地层,数字地是独登时一块,模仿地独立一块,单点用铜皮或 FB 磁珠衔接,而电源不分隔;另一种是模仿电源和数字电源分隔用 FB 衔接,而地是一致地地。请问李先生,这两种办法作用是否相同?

  应该说从原理上讲是相同的。由于电源和地对高频信号是等效的。

  区别模仿和数字部分的意图是为了抗搅扰,首要是数字电路对模仿电路的搅扰。可是,切割或许形成信号回流途径不完好,影响数字信号的信号质量,影响体系 EMC 质量。因而,不管切割哪个平面,要看这样作,信号回流途径是否被增大,回流信号对正常作业信号搅扰有多大。现在也有一些混合规划,不分电源和地,在布局时,依照数字部分、模仿部分分隔布局布线,避免呈现跨区信号。

  52、安规问题:FCC、EMC 的详细意义是什么?

  FCC: federal communication commission 美国通讯委员会

  EMC: electro megnetic compatibility 电磁兼容

  FCC 是个规范安排,EMC 是一个规范。规范公布都有相应的原因,规范和测验办法。

  53、何谓差散布线?

  差分信号,有些也称差动信号,用两根彻底相同,极性相反的信号传输一路数据,依托两根信号电平差进行判定。为了确保两根信号彻底一致,在布线时要坚持并行,线宽、线距离坚持不变。

  54、PCB 仿真软件有哪些?

  仿 真 的品种许多, 高 速 数 字电 路 信 号 完 整 性 分 析 仿 真 剖析(SI) 常 用 软 件有icx,signalvision,hyperlynx,XTK,speectraquest 等。有些也用 Hspice。

  55、PCB 仿真软件是怎么进行 LAYOUT 仿真的?

  高速数字电路中,为了进步信号质量,下降布线难度,一般选用多层板,分配专门的电源层,地层。

  56、在布局、布线中怎么处理才干确保 50M 以上信号的安稳性?

  高速数字信号布线,要害是减小传输线对信号质量的影响。因而,100M 以上的高速信号布局时要求信号走线尽量短。数字电路中,高速信号是用信号上升延时刻来界定的。而 且 ,不 同品种的信号(如 TTL,GTL,LVTTL),确保信号质量的办法不相同。

  57、室外单元的射频部分,中频部分,乃至对室外单元进行监控的低频电路部分往往选用布置在同一 PCB 上,请问对这样的 PCB 在原料上有何要求?怎么避免射频,中频乃至低频电路相互之间的搅扰?

  混合电路规划是一个很大的问题。很难有一个完美的处理方案。

  一般射频电路在体系中都作为一个独立的单板进行布局布线,乃至会有专门的屏蔽腔体。并且射频电路一般为单面或双面板,电路较为简略,一切这些都是为了削减对射频电路散布参数的影响,进步射频体系的一致性。相关于一般的 FR4 原料,射频电路板倾向与选用高Q值的基材,这种资料的介电常数比较小,传输线散布电容较小,阻抗高,信号传输时延小。在混合电路规划中,尽管射频,数字电路做在同一块 PCB 上,但一般都分红射频电路区和数字电路区,别离布局布线。之间用接地过孔带和屏蔽盒屏蔽。

  58、关于射频部分,中频部分和低频电路部散布置在同一 PCB 上,mentor 有什么处理方案?

  Mentor 的板级体系规划软件,除了根本的电路规划功用外,还有专门的 RF 规划模块。在RF原理图规划模块中,供给参数化的器材模型,并且供给和 EESOFT 等射频电路剖析仿真东西的双向接口;在 RF LAYOUT 模块中,供给专门用于射频电路布局布线的图画修改功用,也有和 EESOFT 等射频电路剖析仿真东西的双向接口,关于剖析仿真后的成果能够反标回原理图和 PCB。一同,使用 Mentor 软件的规划办理功用,能够便利的完结规划复用,规划派生,和协同规划。大大加快混合电路规划进程。手机板是典型的混合电路规划,许多大型手机规划制作商都使用 Mentor 加安杰伦的 eesoft 作为规划渠道。

  59、Mentor 的产品结构怎么?

  Mentor Graphics 的 PCB 东西有 WG(原 veribest)系列和 Enterprise(boardstation)系列。

  60、Mentor 的 PCB 规划软件对 BGA、PGA、COB 等封装是怎么支撑的?

  Mentor 的 autoactive RE 由收买得来的 veribest 开展而来,是业界第一个无网格,恣意视点布线器。众所周知,关于球栅数组,COB 器材,无网格,恣意视点布线器是处理布通率的要害。在最新的autoactive RE 中,新增添了推挤过孔,铜箔,REROUTE 等功用,使它使用更便利。别的,他支撑高速布线,包含有时延要求信号布线和差分对布线。

  61、Mentor 的 PCB 规划软件对差分线队的处理又怎么?

  Mentor 软件在界说好差分对特点后,两根差分对能够一同走线,严厉确保差分对线宽,距离和长度差,遇到妨碍能够主动分隔,在换层时能够挑选过孔办法。

  62、在一块 12 层 PCb 板上,有三个电源层 2.2v,3.3v,5v,将三个电源各作在一层,地线该怎么处理?

  一般说来,三个电源别离做在三层,对信号质量比较好。由于不大或许呈现信号跨平面层切割现象。跨切割是影响信号质量很要害的一个要素,而仿真软件一般都疏忽了它。关于电源层和地层,对高频信号来说都是等效的。在实 际 中,除了考虑信号质量外,电 源 平 面 耦 合 ( 利 用相邻地平面下降电源平面沟通阻抗),层迭对称,都是需求考虑的要素。

  63、PCB 在出厂时怎么查看是否达到了规划工艺要求?

  许多 PCB 厂家在 PCB 加工完结出厂前,都要经过加电的网络通断测验,以确保一切联线正确。一同,越来越多的厂家也选用 x 光测验,查看蚀刻或层压时的一些毛病。关于贴片加工后的制品板,一般选用 ICT测验查看,这需求在 PCB 规划时增加 ICT 测验点。假如呈现问题,也能够经过一种特别的 X 光查看设备扫除是否加工原因形成毛病。

  64、“组织的防护”是不是机壳的防护?

  是的。机壳要尽量紧密,少用或不必导电资料,尽或许接地。

  65、在芯片挑选的时分是否也需求考虑芯片自身的 esd 问题?

  不论是双层板仍是多层板,都应尽量增大地的面积。在挑选芯片时要考虑芯片自身的 ESD 特性,这些在芯片阐明中一般都有说到,并且即便不同厂家的同一种芯片功能也会有所不同。规划时多加留意,考虑的全面一点,做出电路板的功能也会得到必定的确保。但 ESD 的问题依然或许呈现,因而组织的防护对ESD 的防护也是恰当重要的。

  66、在做 pcb 板的时分,为了减小搅扰,地线是否应该构成闭和方式?

  在做 PCB 板的时分,一般来讲都要减小回路面积,以便削减搅扰,布地线的时分,也不应布成闭合方式,而是布成树枝状较好,还有便是要尽或许增大地的面积。

  67、假如仿真器用一个电源,pcb 板用一个电源,这两个电源的地是否应该连在一同?

  假如能够选用别离电源当然较好,由于如此电源间不易发生搅扰,但大部分设备是有详细要求的。已然仿真器和 PCB 板用的是两个电源,按我的主意是不应将其共地的。

  68、一个电路由几块 pcb 板构成,他们是否应该共地?

  一个电路由几块 PCB 构成,多半是要求共地的,由于在一个电路顶用几个电源毕竟是不太实践的。但假如你有详细的条件,能够用不同电源当然搅扰会小些。

  69、规划一个手持产品,带 LCD,外壳为金属。测验 ESD 时,无法经过 ICE-1000-4-2 的测验,CONTACT 只能经过 1100V,AIR 能够经过 6000V。ESD 耦合测验时,水平只能能够经过 3000V,笔直能够经过 4000V 测验。CPU 主频为 33MHZ。有什么办法能够经过 ESD 测验?

  手持产品又是金属外壳,ESD 的问题必定比较显着,LCD 也恐怕会呈现较多的不良现象。假如没办法改动现有的金属原料,则主张在组织内部加上防电资料,加强 PCB 的地,一同想办法让 LCD 接地。当然,怎么操作要看详细状况。

  70、规划一个含有 DSP,PLD 的体系,该从那些方面考虑 ESD?

  就一般的体系来讲,首要应考虑人体直接触摸的部分,在电路上以及组织上进行恰当的维护。至于ESD 会对体系形成多大的影响,那还要依不同状况而定。枯燥的环境下,ESD 现象会比较严重,较灵敏精密的体系,ESD 的影响也会相对显着。尽管大的体系有时 ESD 影响并不显着,但规划时仍是要多加留意,尽量防患于未然。

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