高速PCB生产设计指导

关键的外卖

• 了解是什么使高速板以及附带的挑战是什么。开云体育官方登录
• 设置层堆栈和布局的成功。
• 路由注意事项和要点中减少噪音高速板。

高速组件可以导致问题如果不占你的董事会

更先进的电子设备的需求不断增加。从消费设备到航空航天领域,几乎每个行业都需要更快、更复杂的印刷电路板。处理这些设备的高级需求,与紧凑和智能高速电路设计是必需的。

设计师将面临新的设计挑战在开发高速板。我们将讨论高速PCB设计的细微差别和深入研究各种方法使你的董事会尽可能可靠和有效的。

高速设计概述

首先,让我们定义真正体现出高速设计。在电路中,信号在高速板变化的速度信号的完整性可以显著影响阻抗等参数。

在高速、射频信号的完整性可以达到(如果不是正确设计)在大约50 MHz以上。一个好的经验法则是,如果时间信号的遍历路径长度大于信号的时间从高到低(或低→高),然后信号被归类为“高速”的信号。

在设计的时候,你会经历许多挑战如果特定不采取防御措施。一个简短的选择我们讨论过在之前的文章中包括:

• 从发射器辐射EMI,转换器、电源等等。
• EMI吸收从附近的董事会或设备。
• 信号退化微分对不匹配时,在长输电线路,或由于缺乏保护。
• 缺乏阻抗匹配,导致反射回源(而不是传播)。
• 耦合从两个导体太近,影响信号传播。
• 寄生电容可以积累如果不是最小化。
• 谐波失真导致频率变化会影响传输和接收系统。
• 共模噪声可能发生由于终端之间的寄生电容。
• 表面在高电压应用程序跟踪当前路径出现退化的绝缘。

最好的高速PCB设计是好的设计实践在董事会的各个方面:位置、间距、许可、路由、接地、分层盘旋飞行,和材料的选择。虽然高速设计有自己的独特的挑战,一个好的设计的基础仍然来源于标准的PCB设计。换句话说,你基本的PCB设计规则为数字,模拟电路,电力和混合信号技术也将适用。这包括优先你的设计生产(DFM)规则。如果你的设计不能捏造由于DFM违反规则的行为,然后让一步高速设计将是没有意义的。你需要更多的空间为高速的痕迹或潜在的射频屏蔽,但那不应该导致忽略了标准的PCB设计规则和挤压在一起。

设置高速层分层盘旋飞行

你的分层盘旋飞行的方式设置可以让你可靠的信号

许多设计PCB设计者选择是为了保持良好的信号完整性。这始于层分层盘旋飞行被配置为支持高速、射频微带线和带状线路由。

规划你的分层盘旋飞行时使用一个阻抗计算器设置固定的阻抗控制跟踪宽度。进一步减少噪声和保留信号完整性,建立一个参考平面的相邻层信号的返回路径,试图用一个对称的分层盘旋飞行。

最重要的资源之一,在发展中你的设计印刷电路板制造商。当开始一个新的董事会,与他们一起工作就可以。这将有助于在最好的决策为高速设计材料和分层盘旋飞行。具体来说,确保高频介电常数稳定,使用铜低调,选择焊屏蔽耗散因子降到最低。

为高速而设计的示意图

有证据确凿的示意图可以设计你的高速板

有些人声称,原理是最重要的元素在高速时的设计布局,但这未必如此。的原理是一个关键的图形表示电路的物理布局。混乱,混乱布局示意图只会让过程更加困难,作为个体的目的块可能不是交流得很好。尤其对高速设计,目的是创建成功设计的关键。

使用尽可能多的表需要展开的逻辑流电路,确保组件沟通。这将有助于把物理设计。原理图的一个主要方面是很容易使信号路径可以理解的。添加尽可能多的信息你认为有必要提前帮助澄清板的布局。这可以包括下列:

• 关键部件的位置(中心,靠近边缘,等等)。
• 禁入区域特定的组件
• 为差动双路由信息
• 路由信息(跟踪长度约束,匹配长度、拓扑和控制阻抗线)

制定你的董事会

PCB设计相对较慢的信号可以更加宽容的组件是如何。与今天的高速设计,这并非如此——路由和布局是非常重要的保持信号完整性和高速性能设计。一如既往,组件配售高速设计应该遵循基本的PCB布局实践和设计规则,保持设计制造(DFM)和设计为测试(DFT)。

模拟电路与数字电路相比,存在于一个连续的电压范围因此需要更精确的控制和稳定在操作期间。这使得模拟电路更容易前面提到的许多挑战。因此,一定要单独的模拟和数字电路防止信号相互影响。考虑组件分组函数,最终帮助保持你的路由和直接。把你吵闹的组件,如adc,以董事会为中心。董事会与快速切换,确保你利用好过滤技术来降低EMI的生产。

许多组件将需要非常接近位置之间的特定部分,以减少高速信号的距离需要旅行。这就是有一个好的方案设计最关键的网,将真正帮助——在示意图,应该有最直接的联系。

确保你有适当的空间分配调优跟踪测量长度正确的值。确保集团组件按照它们的信号类型和隔离辐射天线等元素。

此外,当高速线路有很多传播活动和相互接近,这可能导致电感和电容耦合,也称为相声。相声也会发生取决于路由(在下一节中讨论),而且如果你的组件之间没有足够的空间。一定要把你的组件,这样信号痕迹不会横分裂飞机一旦你的路线。热的问题可能更普遍的现在在这些更高的开关速度,这样,你的高速设计可能需要更多的冷却组件运行的热。

为消费者设备如手机或其他物联网设备,大小可以玩你如何设计中一个重要因素。为这些小板尺寸与高速电路,你需要提前计划,确保你有你所需要的空间。因此,考虑计算你需要提前跟踪宽度除了添加额外的组件之间的间距减少串扰。

电力和地面布局

你的布局你的力量和地面信号也是可靠的高速设计的关键。一些组件需要专用电源或地平面附近与其他敏感高速路由。

确保将旁路电容附近每个供应销的主要能耗ICs,让他们尽可能减少地面反弹或功率峰值的影响。另一个主要关心的是确保高速输电线路不发送在你的力量和地平面分割。需要连续平面痕迹良好的返回路径毕竟。

路由

路由可以为你的设计或作为最后一步你的组件

一般来说,很多高速设计路由将类似你一直在做什么。然而,跟踪需求将更加严格。一些痕迹阻抗最小长度要求的目的,而其他人则最大需求和一些可能需要与其他痕迹。

路线不同的信号类型在不同层为了最大化之间的间距不同的痕迹。与此同时,保持跟踪你的组件之间的长度尽可能短。保持你的力量和地面返回路径分裂可能中断信号的返回和确保微分对公差内。

跟踪长度导致大量数据和内存总线需要平衡的长,这可能需要延长一些特定的痕迹。保持相等的间距差痕迹而之后蠕变和间隙标准。

长期跟踪高速的输电线路可以作为天线,辐射EMI。你的工作频率越高,EMI辐射的可能性越高,所以保持这些痕迹尽可能短,远离其他痕迹。是一种很好的做法,以确保有足够的地平面在他们返回路径。

信号通过跟踪移动的最小失真,确保它没有任何阻抗的变化。跟踪阻抗可以受宽度影响,经历一个通过,或者如果有存根的路由。减少串扰,最小化长度平行于另一个运行的任何痕迹,有明显的痕迹。将高速跟踪设备附近有重复的时钟信号也可以导致干扰,所以一定要提供足够的间距。

考虑使用PCB编辑器的先进工具,比如设置跟踪长度和跟踪匹配长度,协调时间信号。使用路由功能专门为差动双路由两个微分一对紧密相连的网可以是有用的。您还可以使用跟踪优化功能,需要更多的长度来创建一个serpentine-style路由实现目标长度。

依靠PCB设计的工具支持

设计多氯联苯记住高速性能可以挑战任何设计师——尤其是在各种路由需求,组件间距,以及更多。这正是一个先进的PCB编辑软件可以帮助你。设计规则检查(drc)的服务跟踪所有这些变量。

OrCAD PCB设计者有能力准确地帮你拿高速设计不同的路由功能,设计规则和约束系统。您可以使用模拟和分析工具来建模您的电路布局,然后分析它们之前提高性能。微分对,你可以很容易的路线长度匹配跟踪,开发高速拓扑和信号路径。你能确保你所有的违反规则的行为已被清除,你的董事会落在你的制造商的DFM的能力。你可以利用其他模拟测试板的生产,热剖面等等。