PCB设计方法和技巧(3)

38、27M,SDRAM时钟线(80M-90M),这些时钟线二三次谐波刚好在VHF波段,从接收端高频窜入后干扰很大。除了缩短线长以外,还有那些好办法?
如果是三次谐波大,二次谐波小,可能因为信号占空比为50%,因为这种情况下,信号没有偶次谐波。这时需要修改一下信号占空比。
此外,对于如果是单向的时钟信号,一般采用源端串联匹配。这样可以抑制二次反射,但不会影响时钟沿速率。源端匹配值,可以采用下图公式得到。
39、什么是走线的拓扑架构?
Topology,有的也叫routing order.对于多端口连接的网络的布线次序。
40、怎样调整走线的拓扑架构来提高信号的完整性PCB抄板
这种网络信号方向比较复杂,因为对单向,双向信号,不同电平种类信号,拓朴影响都不一样,很难说哪种拓朴对信号质量有利。而且作前仿真时,采用何种拓朴对工程师要求很高,要求对电路原理,信号类型,甚至布线难度等都要了解PCB抄板
41、怎样通过安排迭层来减少EMI问题?
首先,EMI要从系统考虑,单凭PCB无法解决问题PCB抄板
层叠对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,适当比电源层外延,对抑制共模干扰有好处。
42、为何要铺铜?
一般铺铜有几个方面原因。
1,EMC.对于大面积的地或电源铺铜,会起到屏蔽作用,有些特殊地,如PGND起到防护作用。
2,PCB工艺要求。一般为了保证电镀效果,或者层压不变形,对于布线较少的PCB板层铺铜PCB抄板
3,信号完整性要求,给高频数字信号一个完整的回流路径,并减少直流网络的布线。当然还有散热,特殊器件安装要求铺铜等等原因。
43、在一个系统中,包含了dsp和pld,请问布线时要注意哪些问题呢?
看你的信号速率和布线长度的比值。如果信号在传输线上的时延和信号变化沿时间可比的话,就要考虑信号完整性问题。另外对于多个DSP,时钟,数据信号走线拓普也会影响信号质量和时序,需要关注。
44、除protel工具布线外,还有其他好的工具吗?
至于工具,除了PROTEL,还有很多布线工具,如MENTOR的WG2000,EN2000系列和powerpcb,Cadence的allegro,zuken的cadstar,cr5000等,各有所长PCB抄板
45、什么是“信号回流路径”?
信号回流路径,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通过最短路径返回驱动器端。这个在地或电源上的返回信号就称信号回流路径。Dr.Johson在他的书中解释,高频信号传输,实际上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的过程。SI分析的就是这个围场的电磁特性,以及他们之间的耦合。
46、如何对接插件进行SI分析PCB抄板
在IBIS3.2规范中,有关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软件(HYPERLYNX或IS_multiboard),建立多板系统时,输入接插件的分布参数,一般从接插件手册中得到。当然这种方式会不够精确,但只要在可接受范围内即可。
47、请问端接的方式有哪些?
端接(terminal),也称匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和终端匹配。其中源端匹配一般为电阻串联匹配,终端匹配一般为并联匹配,方式比较多,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、采用端接(匹配)的方式是由什么因素决定的?
匹配采用方式一般由BUFFER特性,拓普情况,电平种类和判决方式来决定,也要考虑信号占空比,系统功耗等。
49、采用端接(匹配)的方式有什么规则?
数字电路最关键的是时序问题,加匹配的目的是改善信号质量,在判决时刻得到可以确定的信号。对于电平有效信号,在保证建立、保持时间的前提下,信号质量稳定;对延有效信号,在保证信号延单调性前提下,信号变化延速度满足要求。Mentor ICX产品教材中有关于匹配的一些资料。另外《High Speed Digital design a hand book of blackmagic》有一章专门对terminal的讲述,从电磁波原理上讲述匹配对信号完整性的作用,可供参考PCB抄板
50、能否利用器件的IBIS模型对器件的逻辑功能进行仿真?如果不能,那么如何进行电路的板级和系统级仿真?
IBIS模型是行为级模型,不能用于功能仿真。功能仿真,需要用SPICE模型,或者其他结构级模型。

51、在数字和模拟并存的系统中,有2种处理方法,一个是数字地和模拟地分开,比如在地层,数字地是独立地一块,模拟地独立一块,单点用铜皮或FB磁珠连接,而电源不分开;另一种是模拟电源和数字电源分开用FB连接,而地是统一地地。请问李先生,这两种方法效果是否一样?
应该说从原理上讲是一样的。因为电源和地对高频信号是等效的PCB抄板
区分模拟和数字部分的目的是为了抗干扰,主要是数字电路对模拟电路的干扰。但是,分割可能造成信号回流路径不完整,影响数字信号的信号质量,影响系统EMC质量。因此,无论分割哪个平面,要看这样作,信号回流路径是否被增大,回流信号对正常工作信号干扰有多大。
现在也有一些混合设计,不分电源和地,在布局时,按照数字部分、模拟部分分开布局布线,避免出现跨区信号。
52、安规问题:FCC、EMC的具体含义是什么?
FCC: federal communication commission 美国通信委员会
EMC: electro megnetic compatibility 电磁兼容
FCC是个标准组织,EMC是一个标准。标准颁布都有相应的原因,标准和测试方法。
53、何谓差分布线?
差分信号,有些也称差动信号,用两根完全一样,极性相反的信号传输一路数据,依*两根信号电平差进行判决。为了保证两根信号完全一致,在布线时要保持并行,线宽、线间距保持不变。
54、PCB仿真软件有哪些PCB抄板
仿真的种类很多,高速数字电路信号完整性分析仿真分析(SI)常用软件有icx,signalvision,hyperlynx,XTK,speectraquest等。有些也用Hspice。
55、PCB仿真软件是如何进行LAYOUT仿真的?
高速数字电路中,为了提高信号质量,降低布线难度,一般采用多层板,分配专门的电源层,地层。
56、在布局、布线中如何处理才能保证50M以上信号的稳定性
高速数字信号布线,关键是减小传输线对信号质量的影响。因此,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间来界定的。而且,不同种类的信号(如TTL,GTL,LVTTL),确保信号质量的方法不一样。
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采用部署在同一PCB上,请问对这样的PCB在材质上有何要求?如何防止射频,中频乃至低频电路互相之间的干扰?
混合电路设计是一个很大的问题。很难有一个完美的解决方案。
一般射频电路在系统中都作为一个独立的单板进行布局布线,甚至会有专门的屏蔽腔体。而且射频电路一般为单面或双面板,电路较为简单,所有这些都是为了减少对射频电路分布参数的影响,提高射频系统的一致性。相对于一般的FR4材质,射频电路板倾向与采用高Q值的基材,这种材料的介电常数比较小,传输线分布电容较小,阻抗高,信号传输时延小。
在混合电路设计中,虽然射频,数字电路做在同一块PCB上,但一般都分成射频电路区和数字电路区,分别布局布线。之间用接地过孔带和屏蔽盒屏蔽。
58、对于射频部分,中频部分和低频电路部分部署在同一PCB上,mentor有什么解决方案?
Mentor的板级系统设计软件,除了基本的电路设计功能外,还有专门的RF设计模块。在RF原理图设计模块中,提供参数化的器件模型,并且提供和EESOFT等射频电路分析仿真工具的双向接口;在RF LAYOUT模块中,提供专门用于射频电路布局布线的图案编辑功能,也有和EESOFT等射频电路分析仿真工具的双向接口,对于分析仿真后的结果可以反标回原理图和PCB。同时,利用Mentor软件的设计管理功能,可以方便的实现设计复用,设计派生,和协同设计。大大加速混合电路设计进程。
手机板是典型的混合电路设计,很多大型手机设计制造商都利用Mentor加安杰伦的eesoft作为设计平台。
59、mentor的产品结构如何?

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