PCB设计指南高速电路板布局

2021年11月18日

关键的外卖

准备高速PCB布局
高速设计的组件的位置和生产发展
一些有用的PCB高速路由的建议

密集的高速电路板的路由

数字电路越来越快为了供给当今电子产品的需求。高速设计用于陷入狭窄组的电子产品,但在今天,大多数产品至少会有一个部分的设计,可以视为“高速。“这些设计需要PCB设计师展示他们的电路板高速规则和需求,仍为一些新的领域。帮助,我们收集了一些最常见的高速PCB设计指南,您可以应用到你的下一个电路板布局。

设置为高速设计

布局可以开始之前,有很多设计和数据库细节,需要照顾。

示意图

虽然有很多设置之前,你可以开始高速的布局设计,大多数人不要给太多的考虑示意图。设计师应该验证部分,模拟电路,并完成设计。但用于布局示意图本身准备好了吗?一个无组织的示意图可以为PCB布局创建困难如果设计师不容易理解电路的目的。高速信号路径,例如,需要按顺序列出,以便设计者可以效仿他们的组件放置在布局。也有用马克的设计你想要的布局区域团队理解清楚。这些包括:

关键的放置位置和董事会可能需要某些部分的哪一边。
禁入区周围的关键组件。
高速的路由信息,包括路由拓扑结构,测量长度,和匹配长度。
微分和控制阻抗信息。

PCB库

组件的足迹用于高速设计必须检查和验证与任何PCB布局,但一些额外的图书馆工作可能涉及。例如,一些脚印用于高频或射频设计可能需要改变以减少垫大小信号的完整性。此外,一些脚印可能减少到最小尺寸,以适应高密度设计要求。不过,一如既往组件的足迹应该遵循行业和制造商规范尽可能符合可制造性设计(DFM)要求。许多设计工具,如节奏的快板PCB编辑器,提供在线图书馆浏览功能在特定于供应商的足迹模型。

材料和组件

使用的材料来构建高速电路板必须选择在你开始布局。恶劣的操作环境,可能需要一种更健壮的董事会结构和物理特性阻抗控制的材料需要路由的计算:

与您的制造商,看看你的董事会将需要高速的材料。
增强环氧树脂或聚四氟乙烯材料可能是一个更好的选择对于高速和高频应用程序。
的介电常数FR-4可能无法保持所需要的阻抗值或设计可能会经历更大的信号损失比是可以接受的。

PCB组件还需要审查和确认的制造商。与今天的供应链问题,你要确保你有部分可用之前设计。

板层分层盘旋飞行

高速设计需要特定的板层分层盘旋飞行,以帮助和EMI屏蔽信号的完整性。主要的考虑是包括一个完整的和连续的地平面上一个内部层。许多董事会也将有多个在地平面层板分层盘旋飞行输电线路路由的多层微带或带状线配置。板层分层盘旋飞行需要构建到PCB CAD数据库或从外部源进口。在这里,PCB设计系统的能力直接与供应商沟通交流分层盘旋飞行信息,如图所示在上面的视频中,可以如此有用。

设计规则

PCB设计系统通常有一个非常全面的设计规则约束可以设置的设计。标准的电路板设计已经将使用组件和净类指定间距规则,跟踪宽度,通过和其他约束条件。高速设计,应该建立一套全新的规则,包括:

微分对
信号路径
路由拓扑
测量长度和匹配跟踪
跟踪调优参数

这些规则可以设置为每个设计,或者在许多情况下,从另一个布局,以缓解进口设计师的工作负载。

系统参数

去年的设置,但肯定不是,至少是参数。这些包括显示参数,如颜色和填充模式,网格、路由选择和一系列其他的问题。通过管理这些参数,设计者可以提高效率在使用工具。

既然我们已经得到了高速设计设置,让我们开始铺设董事会。

一个PCB设计CAD系统的参数设置菜单颜色

高速PCB设计指南组件放置

组件放置高速设计仍然需要遵循同样的原则作为标准设计的位置。部分应该为平衡,均匀分布在董事会和设计制造和测试规则(DFM & DFT)需要遵循。这包括其他部分组件间距、董事会特征,板的边缘。组件运行热应集中利用尽可能多的板区域冷却,必须小心不要阻止空气的流动。连接器和其他人类接口部分应放置技术人员可以很容易地访问它们的地方,和不同的电源应该互相展开。

在高速设计不同需要创建是最好的信号的完整性整个设计。主要部分的信号完整性依赖于设计董事会明确信号返回路径在地面上飞机,数字和模拟电路的分离。因此,除了放置组件来支持他们需要跟踪路由,是很重要的设计师也将他们的部分明确信号返回和电路隔离。之前最好是平面布置图布置安排实际的部分在黑板上完成这样复杂的组件放置。平面布置图将允许您工作了功能分区的电路无需不断移动部分。

分区了,是时候开始放置组件。这里有一些高速放置指南可以帮助:

保持明确的信号返回路径空间参考飞机。
允许路由信道间隔密集数据和内存总线路由。
避免放置在模拟和数字部分将游荡在对方的领域。
位置部分保持高速信号路径短。
信号路径可以包含多个组件内联的路径。把这些部分根据他们安排的示意图。
模拟部分也应该尽可能紧密地合作来减少他们跟踪的长度。

我们已经说过,应该开发以及生产组件的位置。接下来,我们将看看一些生产设计建议。

模拟组件位置和力量

发展动力输送网络的设计

精心设计生产的高速电路板董事会最终电气性能至关重要。没有明确的返回路径信号,董事会可能会创建一个很大的噪音,可以创建虚假信号和干扰电路的正常运行。它也可以导致其他EMI和地面反弹等信号完整性问题。那些找不到一个明确的信号返回返回路径参考平面最终可能会耦合到任何他们能找到返回路径,包括其他痕迹。这无意将创建共模耦合能量,能辐射出并生成额外的噪音。为了避免这些问题,这里有一些生产设计建议的帮助。