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PCB設(shè)計方法和技巧(3)


38、27M,SDRAM時鐘線(80M-90M),這些時鐘線二三次諧波剛好在VHF波段,從接收端高頻竄入后干擾很大。除了縮短線長以外,還有那些好辦法?
如果是三次諧波大,二次諧波小,可能因為信號占空比為50%,因為這種情況下,信號沒有偶次諧波。這時需要修改一下信號占空比。
此外,對于如果是單向的時鐘信號,一般采用源端串聯(lián)匹配。這樣可以抑制二次反射,但不會影響時鐘沿速率。源端匹配值,可以采用下圖公式得到。                                                                                   39、什么是走線的拓?fù)浼軜?gòu)?
Topology,有的也叫routing order.對于多端口連接的網(wǎng)絡(luò)的布線次序。
40、怎樣調(diào)整走線的拓?fù)浼軜?gòu)來提高信號的完整性?
這種網(wǎng)絡(luò)信號方向比較復(fù)雜,因為對單向,雙向信號,不同電平種類信號,拓樸影響都不一樣,很難說哪種拓樸對信號質(zhì)量有利。而且作前仿真時,采用何種拓樸對工程師要求很高,要求對電路原理,信號類型,甚至布線難度等都要了解。
41、怎樣通過安排迭層來減少EMI問題?
首先,EMI要從系統(tǒng)考慮,單憑PCB無法解決問題。
層疊對EMI來講,我認(rèn)為主要是提供信號最短回流路徑,減小耦合面積,抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合,適當(dāng)比電源層外延,對抑制共模干擾有好處。
42、為何要鋪銅?
一般鋪銅有幾個方面原因。
1,EMC.對于大面積的地或電源鋪銅,會起到屏蔽作用,有些特殊地,如PGND起到防護作用。
2,PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果,或者層壓不變形,對于布線較少的PCB板層鋪銅。
3,信號完整性要求,給高頻數(shù)字信號一個完整的回流路徑,并減少直流網(wǎng)絡(luò)的布線。當(dāng)然還有散熱,特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。
43、在一個系統(tǒng)中,包含了dsp和pld,請問布線時要注意哪些問題呢?
看你的信號速率和布線長度的比值。如果信號在傳輸線上的時延和信號變化沿時間可比的話,就要考慮信號完整性問題。另外對于多個DSP,時鐘,數(shù)據(jù)信號走線拓普也會影響信號質(zhì)量和時序,需要關(guān)注。
44、除protel工具布線外,還有其他好的工具嗎?
至于工具,除了PROTEL,還有很多布線工具,如MENTOR的WG2000,EN2000系列和powerPCB,Cadence的allegro,zuken的cadstar,cr5000等,各有所長。
45、什么是“信號回流路徑”?
信號回流路徑,即return current。高速數(shù)字信號在傳輸時,信號的流向是從驅(qū)動器沿PCB傳輸線到負(fù)載,再由負(fù)載沿著地或電源通過最短路徑返回驅(qū)動器端。這個在地或電源上的返回信號就稱信號回流路徑。Dr.Johson在他的書中解釋,高頻信號傳輸,實際上是對傳輸線與直流層之間包夾的介質(zhì)電容充電的過程。SI分析的就是這個圍場的電磁特性,以及他們之間的耦合。
46、如何對接插件進行SI分析?
在IBIS3.2規(guī)范中,有關(guān)于接插件模型的描述。一般使用EBD模型。如果是特殊板,如背板,需要SPICE模型。也可以使用多板仿真軟件(HYPERLYNX或IS_multiboard),建立多板系統(tǒng)時,輸入接插件的分布參數(shù),一般從接插件手冊中得到。當(dāng)然這種方式會不夠精確,但只要在可接受范圍內(nèi)即可。
47、請問端接的方式有哪些?
端接(terminal),也稱匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和終端匹配。其中源端匹配一般為電阻串聯(lián)匹配,終端匹配一般為并聯(lián)匹配,方式比較多,有電阻上拉,電阻下拉,戴維南匹配,AC匹配,肖特基二極管匹配。
48、采用端接(匹配)的方式是由什么因素決定的?
匹配采用方式一般由BUFFER特性,拓普情況,電平種類和判決方式來決定,也要考慮信號占空比,系統(tǒng)功耗等。
49、采用端接(匹配)的方式有什么規(guī)則?
數(shù)字電路最關(guān)鍵的是時序問題,加匹配的目的是改善信號質(zhì)量,在判決時刻得到可以確定的信號。對于電平有效信號,在保證建立、保持時間的前提下,信號質(zhì)量穩(wěn)定;對延有效信號,在保證信號延單調(diào)性前提下,信號變化延速度滿足要求。Mentor ICX產(chǎn)品教材中有關(guān)于匹配的一些資料。另外《High Speed Digital design a hand book of blackmagic》有一章專門對terminal的講述,從電磁波原理上講述匹配對信號完整性的作用,可供參考。
50、能否利用器件的IBIS模型對器件的邏輯功能進行仿真?如果不能,那么如何進行電路的板級和系統(tǒng)級仿真?
IBIS模型是行為級模型,不能用于功能仿真。功能仿真,需要用SPICE模型,或者其他結(jié)構(gòu)級模型。

51、在數(shù)字和模擬并存的系統(tǒng)中,有2種處理方法,一個是數(shù)字地和模擬地分開,比如在地層,數(shù)字地是獨立地一塊,模擬地獨立一塊,單點用銅皮或FB磁珠連接,而電源不分開;另一種是模擬電源和數(shù)字電源分開用FB連接,而地是統(tǒng)一地地。請問李先生,這兩種方法效果是否一樣?
應(yīng)該說從原理上講是一樣的。因為電源和地對高頻信號是等效的。
區(qū)分模擬和數(shù)字部分的目的是為了抗干擾,主要是數(shù)字電路對模擬電路的干擾。但是,分割可能造成信號回流路徑不完整,影響數(shù)字信號的信號質(zhì)量,影響系統(tǒng)EMC質(zhì)量。因此,無論分割哪個平面,要看這樣作,信號回流路徑是否被增大,回流信號對正常工作信號干擾有多大。
現(xiàn)在也有一些混合設(shè)計,不分電源和地,在布局時,按照數(shù)字部分、模擬部分分開布局布線,避免出現(xiàn)跨區(qū)信號。
52、安規(guī)問題:FCC、EMC的具體含義是什么?
FCC: federal communication commission 美國通信委員會
EMC: electro megnetic compatibility 電磁兼容
FCC是個標(biāo)準(zhǔn)組織,EMC是一個標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)頒布都有相應(yīng)的原因,標(biāo)準(zhǔn)和測試方法。
53、何謂差分布線?
差分信號,有些也稱差動信號,用兩根完全一樣,極性相反的信號傳輸一路數(shù)據(jù),依*兩根信號電平差進行判決。為了保證兩根信號完全一致,在布線時要保持并行,線寬、線間距保持不變。
54、PCB仿真軟件有哪些?
仿真的種類很多,高速數(shù)字電路信號完整性分析仿真分析(SI)常用軟件有icx,signalvision,hyperlynx,XTK,speectraquest等。有些也用Hspice。
55、PCB仿真軟件是如何進行LAYOUT仿真的?
高速數(shù)字電路中,為了提高信號質(zhì)量,降低布線難度,一般采用多層板,分配專門的電源層,地層。
56、在布局、布線中如何處理才能保證50M以上信號的穩(wěn)定性
高速數(shù)字信號布線,關(guān)鍵是減小傳輸線對信號質(zhì)量的影響。因此,100M以上的高速信號布局時要求信號走線盡量短。
數(shù)字電路中,高速信號是用信號上升延時間來界定的。而且,不同種類的信號(如TTL,GTL,LVTTL),確保信號質(zhì)量的方法不一樣。
57、室外單元的射頻部分,中頻部分,乃至對室外單元進行監(jiān)控的低頻電路部分往往采用部署在同一PCB上,請問對這樣的PCB在材質(zhì)上有何要求?如何防止射頻,中頻乃至低頻電路互相之間的干擾?
混合電路設(shè)計是一個很大的問題。很難有一個完美的解決方案。
一般射頻電路在系統(tǒng)中都作為一個獨立的單板進行布局布線,甚至?xí)袑iT的屏蔽腔體。而且射頻電路一般為單面或雙面板,電路較為簡單,所有這些都是為了減少對射頻電路分布參數(shù)的影響,提高射頻系統(tǒng)的一致性。相對于一般的FR4材質(zhì),射頻電路板傾向與采用高Q值的基材,這種材料的介電常數(shù)比較小,傳輸線分布電容較小,阻抗高,信號傳輸時延小。
在混合電路設(shè)計中,雖然射頻,數(shù)字電路做在同一塊PCB上,但一般都分成射頻電路區(qū)和數(shù)字電路區(qū),分別布局布線。之間用接地過孔帶和屏蔽盒屏蔽。
58、對于射頻部分,中頻部分和低頻電路部分部署在同一PCB上,mentor有什么解決方案?
Mentor的板級系統(tǒng)設(shè)計軟件,除了基本的電路設(shè)計功能外,還有專門的RF設(shè)計模塊。在RF原理圖設(shè)計模塊中,提供參數(shù)化的器件模型,并且提供和EESOFT等射頻電路分析仿真工具的雙向接口;在RF LAYOUT模塊中,提供專門用于射頻電路布局布線的圖案編輯功能,也有和EESOFT等射頻電路分析仿真工具的雙向接口,對于分析仿真后的結(jié)果可以反標(biāo)回原理圖和PCB。同時,利用Mentor軟件的設(shè)計管理功能,可以方便的實現(xiàn)設(shè)計復(fù)用,設(shè)計派生,和協(xié)同設(shè)計。大大加速混合電路設(shè)計進程。
手機板是典型的混合電路設(shè)計,很多大型手機設(shè)計制造商都利用Mentor加安杰倫的eesoft作為設(shè)計平臺。
59、mentor的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如何?


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溫馨提示:
凡在本公司進行電路板克隆業(yè)務(wù)的客戶,必須有合法的PCB設(shè)計版權(quán)來源聲明,以保護原創(chuàng)PCB設(shè)計版權(quán)所有者的合法權(quán)益;
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