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亿觲en教ㄆ教ǚ窒碓跹鲆籯uaihao的PCBban
- 2019-06-04-

  亿觲en教ㄆ教ǚ窒碓跹鲆籯uaihao的PCBban,东莞市亿觲en教ㄆ教ň鴜uancai料有限公司蕅ie患颐裼咝缕笠担ㄒ狄谟wen教ㄆ教ㄗ⒉峋鬯姆蚁゜an等四氟绝yuan制pin。公司cheng立zhi今始终坚守“bu断创新、gongyinghe作”的发zhanlinian,让亿觲en教ㄆ教╝ppbu断飞跃前行。公司产pin远销欧美、东nan亚等60多个国家和地区,其产pinzhi量稳定、性能可靠,已形chengpinpai效应。xiang必大家du知道li做PCBban就是把设计hao的原litu变cheng一kuai实实在在的PCBdian路ban,请别小看这一过cheng,有很多原li上行得通的东西在工chengzhongque难以实xian,或是别人能实xian的东西ling一些人que实xianbu了,因ci说做一kuaiPCBbanbu难,但要做hao一kuaiPCBbanquebu蕅ie患ong易的事情。

  微dian子领域的两大难点在于高pin信hao和微弱信hao的处li,在这方mianPCB制作shui平就蟳uan糜绕渲匾?同样的原li设计,同样的元器件,bu同的人制作出lai的PCB就具有bu同的结果,那么如何才能做出一kuaihao的PCBbanne?genju亿觲en教ㄆ教╝pp以往的经验,xiang就以下几方mian谈谈自己的看法:

  一:要明确设计目biao

  接受dao一个设计任务,shou先要明确其设计目biao,是普通的PCBban、高pinPCBban、小信hao处liPCBban还是既有高pin率觶hong行⌒舎ao处li的PCBban,如果是普通的PCBban,只要做daobujubu线heli整齐,机械chi寸准确无wu即可,如有zhong负载线和长线,就要采yong襤uanǖ氖侄谓写i,减轻负载,长线要加强驱动,重点是防止长线反射。

  当ban上有超过40MHz的信hao线时,就要dui这些信hao线进行特shu的考虑,比如线间串扰等问题。如果pin率更高一些,duibu线的长秗an陀懈细竦nan拗疲琯enju分bu参数的网络li论,高速dian路yu其连线间祅an鄅u作yong是决定性因su,在xi蚦heng杓剖眀u能忽lue。随着menchuanshu速度的提高,在信hao线蓌i姆磀ui将hui相应增加,相邻信hao线间的串扰将cheng正比地增加,通常高速dian路的功耗和热耗散也du很大,在做高速PCB时应引起足够的重视。

  当ban上有haofujishenzhi微fuji的微弱信hao时,dui这些信hao线就需要特别的关照,小信haoyou于太微弱,非常rong易受dao其它强信hao的干扰,屏蔽措shi常常是必要的,否ze将大大jiang低信zao比。以致于有yong信haobeizao声yan没,bu能有效地提取出lai。

  duiban子的调测也要在设计阶段紋ou钥悸牵馐yuan愕膚uli位置,测蕐uan愕母衾氲纫騭ubu可忽lue,因为有些小信hao和高pin信hao是bu能直接把tan头紋ou先ソ胁饬康摹

  ci外还要考虑其他一些相关因su,如ban子层数,采yong元器件的feng装外形,ban子的机械强度等。在做PCBban子前,要做出dui该设紁in纳杓颇縝iao心zhong有数。

  二。了解所yong元器件的功能duibujubu线的要qiu

  亿觲en教ㄆ教╝pp知道,有些特shu元器件在bujubu线时有特shu的要qiu,比如LOTI和APH所yong的模拟信hao放大器,模拟信hao放大器duidian源要qiu要平稳、wen波小。模拟小信hao部分要尽量詃u牍β势骷T贠TIban上,小信hao放大部分还专men加有屏蔽罩,把詙ou⒌膁ian磁干扰给屏蔽掉。NTOIban上yong的GLINK芯片采yong的是ECL工艺,功耗大发热厉害,dui散热问题必须在buju时就必须进行特shu考虑,若采yong自然散热,就要把GLINK芯片放在空气liu通比较顺畅的地方,而qie散出lai的热量还bu能dui其它芯片构cheng大的影响。如果ban讁ou献坝欣然蚱渌蠊β实钠骷锌赡躣uidian源zaocheng褁ian氐膚uran这一点也应引起足够的重视.

  san.元器件buju的考虑

  元器件的bujushou先要考虑的一个因su就是dian性能,把连线关xi密切的元器件尽量放在一起,尤其dui一些高速线,buju时就要使它尽可能地短,功率信hao和小信hao器件要分kai。在man足dian路性能的前提下,还要考虑元器件bai放整齐、美guan,bian于测试,ban子的机械chi寸,插座的位置等也需认真考虑。

  高速xi统zhong的接地和hu连线蓌i腸huanshu延chi时间也是在xi蚦heng杓剖眘hou先要考虑的因su。信hao线蓌i腸huanshu时间dui总祅an低乘俣扔跋旌艽螅乇鹗莇ui高速的ECLdian路,虽然集chengdian路kuai本shen速度很高,但you于在底ban上yong普通的hu连线(每30cm线长约有2ns的延chi量)带lai延chi时间的增加,可使xi统速秖ue笪猨iang低.象移位寄存器,同步计数器这种同步工作部件最hao放在同一kuai插件ban上,因为daobu同插件ban蓌i氖眤hong信hao的chuanshu延chi时间bu相等,可能使移位寄存器产主错wu,若bu能放在一kuaiban上,ze在同步是关jian的地方,从公gong时zhong源连dao各插件ban的时zhong线的长秖ue匦胂嗟取

  四,duibu线的考虑

  随着OTNI和星形光纤网的设计完cheng,以后hui有更多的100MHz以蓌i木哂懈咚傩舎ao线的ban子需要设计,这里将介绍高速线的一些基本概nian。

  1.chuanshu线

  印制dian路ban蓌i娜魏我籺iao“长”的信hao通路du可以视为一种chuanshu线。如果该线的chuanshu延chi时间比信hao上升时间短得多,那么信hao上升期间所产主的反射du将beiyan没。bu再呈xian过冲、反冲和振铃,dui蟴hi贝蠖嗍腗OSdian路lai说,you于上升时间dui线chuanshu延chi时间之眖ue蟮枚啵宰呦呖沙ひ悦准贫扌舎aoshi真。而dui于速度较kuai的逻辑dian路,特别是超高速ECL

  集chengdian路lai说,you于边yan速度的增kuai,若无其它措shi,走线的长秖ue匦氪蟠笏醵蹋员3zhong舎ao的完整性。

  有两种方法能使高速dian路在相dui长祅an呱瞎ぷ鞫扪xian氐牟ㄐ蝧hi真,TTLduikuai速下jiang边yan采yong肖特基二ji管qian位方法,使过冲量beiqian制在比地dian位低一个二ji管压jiang的dian平上,这総u跎倭撕髆ian的反冲幅度,较慢的上升边yuan允许有过冲,但它bei在dian平“H”状态下dian路祅an郿ui高的shu出zu抗(50~80Ω)所衰减。ci外,you于dian平“H”状态的抗扰度较大,使反冲问题并bushi分tu出,duiHCTxi列的器件,若采yong肖特基二ji管qian位和串联dianzu端接方法相结he,其改蓀in男Ч玥ui更紋ong飨浴

  当yan信hao线有扇出时,在较高的位速率和较kuai的边yan速率下,上shu介绍的TTL整形方法蟳uan糜行゜u足。因为线zhong存在着反射波,它们在高位速率下将趋于hecheng,从而引起信hao褁ian豷hi真和抗干扰能力jiang低。因ci,为了解决反射问题,在ECLxi统zhong通常使yongling外一种方法e遺u抗匹pei法。yong这种方法能使反射受dao控制,信hao的完整衴uan胐ao保证。

  严格他说,dui于有较慢边yan速度的常规TTL和CMOS器件lai说,chuanshu线并bu是shi穤hong枰?dui有较kuai边yan速度的高速ECL器件,chuanshu线也bu总是需要的。但是当使yongchuanshu线时,它们具有能预测连线时延和通过zu抗匹peilai控謕in瓷浜驼竦吹挠诺恪?

  决定是否采yongchuanshu线的基本因su有以下五个。它们是:(1)xi统信hao的yan速率,(2)连线距离,(3)rong性负载(扇出的多少),(4)dianzu性负载(线的端接方shi);(5)允许的反冲和过冲bai分比(交liu抗扰度的jiang低cheng度)。

  2.chuanshu线的几种类型

  (1)同轴dian缆和双绞线:它们经常yong在xi统yuxi统之间的连接。同轴dian缆的特性zu抗通常有50Ω和75Ω,双绞线通常为110Ω。

  (2)印制ban蓌i奈⒋

  微带线蕅ie籫en带状导(信hao线).yu地平mian之间yong一种dian介zhi隔离kai。如果线的hou度、kuan度以jiyu地平mian之间的距离是可控謕in模瑉e它的特性zu抗也是可以控謕in摹N⒋叩奶匦詚u抗Z0为:

  shizhong:【Er为印制ban介zhicai義inan郿ui介dian常数

  6为介dianzhi层的hou度

  W为线的kuan度

  t为线的hou度

  单位长度微带线的chuanshu延chi时间,仅仅取决于介dian常数而yu线的kuan度或间隔无关。

  (3)印制banzhong的带状线

  带状线蕅ie籺iao置于两层导dian平mian之间的dian介zhizhong间的铜带线。如果线的hou度和kuan度、介zhi的介dian常数以ji两层导dian平mian间的距离是可控的,那么线的特性zu抗也是可控的,带状线的特性zu抗乙为:

  shizhong:b是两kuai地线ban间的距离

  W为线的kuan度

  t为线的hou度

  同样,单位长秖ue聪叩腸huanshu延chi时间yu线的kuan度或间距是无关的;仅取决于所yong介zhi祅an郿ui介dian常数。

  3.端接chuanshu线

  在一tiao线的接收端yong一个yu线特性zu抗相等的dianzu端接,ze称该chuanshu线为并联端接线。它主要是为了获得最hao的dian性能,包括驱动分bu负载而采yong的。

  有时为了节省dian源消耗,dui端接的dianzu上再串統ou桓?04dianrong形cheng交liu端接dian路,它能有效地jiang低直liu损耗。

  在驱动器和chuanshu线之间串統ou桓鰀ianzu,而线的终端bu再接端接dianzu,这种端接方法称之为串联端接。较长线蓌i墓搴驼窳蹇蓎ong串联zu尼或串联端接ji术lai控制.串联zu尼是利yong一个yu驱动menshu出端串联的小dianzu(一般为10~75Ω)lai实xian的.这种zu尼方法适heyu特性zu抗lai受控謕innan呦嗔獃ong(如底banbu线,无地平mian的dian路ban和大多数绕接线等。

  串联端接时串联dianzu的值yudian路(驱动men)shu出zu抗之和等于chuanshu线的特性zu抗.串联联端接线存在着只能在终端使yong集总负载和chuanshu延chi时间较长的que点.但是,这可以通过使yong多余串联端接chuanshu线的方法紋ou钥朔

  4.非端接chuanshu线

  如果线延chi时间比信hao上升时间短得多,可以在buyong串联端接或并联端接的情kuang下使yongchuanshu线,如果一gen非端接线的双cheng延chi(信hao在chuanshu线上往返一次的时间)比脉冲信hao的上升时间短,那么you于非端接所引起的反冲大约是逻辑bai幅的15%。最大kai路线长度近si为:

  Lmax<tr/2tpd

  shizhong:tr为上升时间

  tpd为单位线长的chuanshu延chi时间

  5.几种端接方蔶iang谋冉

  并联端接线和串联端接线du各有优点,究竟yong哪一种,还是两种duyong,这要看设计zhe的爱hao和xi蚦he囊猶iu而定。

  并联端接线的主要优点是xi统速度kuai和信hao在线上chuanshu完整无shi真。长线蓌i母涸丶萣uhui影响驱动长线的驱动men的chuanshu延chi时间,又buhui影响它的信hao边yan速度,但将使信haoyan该长线的chuanshu延chi时间增大。在驱动大扇出时,负载可经分支短线yan线分bu,而bu象串联端接zhong那样必须把负载集总在线的终端。

  串联端接方法使dian路有驱动几tiao平行负载线的能力,串联端接线you于rong性负载所引起的延chi时间增量约比相应并联端接线的大一倍,而短线ze因rong性负载使边yan速度放慢和驱动men延chi时间增大,但是,串联端接线的串扰比并联端接线的要小,其主要原因是yan串联端接线chuan送的信hao幅度仅仅是二分之一的逻辑bai幅,因而kai关dianliu也只有并联端接的kai关dianliu的一ban,信hao能量小串扰也就小。

  五.PCBban的bu线ji术

  做PCB时是选yong双mianban还是多层ban,要看最高工作pin率和dian路xi蚦he母磟acheng度以jiduizu装密度的要qiulai决定。在时zhongpin率超过200MHZ时最hao选yong多层ban。如果工作pin率超过350MHz,最hao选yong以聚四氟乙烯作为介zhi层的印制dian路ban,因为它的高pin衰耗要小些,寄生dianrong要小些,chuanshu速度要kuai些,还you于Z0较大而省功耗,dui印制dian路ban的走线有如蟣ue瓃e要qiu

  (1)所有平行信hao线之间要尽量留有较大的间隔,以减少串扰。如果有两tiao相距较近的信hao线,最hao在两线之间走一tiao接地线,这样可以起dao屏蔽作yong。

  (2)设计信haochuanshu线时要避免急拐弯,以穕ai玸hu线特性zu抗的tu变而产生反射,要尽量设计cheng具有襤uan╟hi寸的均匀的詁u∠摺

  (3)印制线的kuan度可genju上shu微带线和带状线的特性zu抗计算公shi计算,印制dian路ban蓌i奈⒋叩奶匦詚u抗一般在50~120Ω之间。要xiang得dao大的特性zu抗,线kuan必须做得很窄。但很细祅an遲iao又burong易制作。综he各种因su考虑,一般选ze68Ωzuoyou的zu抗值比较he适,因为选ze68Ω的特性zu抗,可以在延chi时间和功耗之间dadao最佳平衡。一tiao50Ω的chuanshu线将消耗更多的功率;较大的zu抗固然可以使消耗功率减少,但hui使chuanshu延chi时间憎大。you于竓e遜ianronghuizaochengchuanshu延chi时间的增大和特性zu抗的jiang低。但特性zu抗很低祅an叨蔚ノ怀ざ鹊谋緕hengdianrong比较大,所以chuanshu延chi时间ji特性zu抗受负载dianrong的影响较小。具有适当端接的chuanshu线的一个重要特zheng是,分枝短线dui线延chi时间应没有shi么影响。当Z0为50Ω时。分枝短线的长秖ue匦胂拗圃?.5cm以内.以免出xian很大的振铃。

  (4)dui于双mianban(或liu层banzhong走四层线).dian路ban两mian祅an咭猦u相垂直,以防止hu相感应产主串扰。

  (5)印制ban上若装有大dianliu器件,如继dian器、指shi灯、喇叭等,它们的地线最hao要分kai单du走,以减少地线蓌i膠ao声,这些大dianliu器件的地线应连dao插件ban和背ban蓌i囊桓鰀u立的地总线上去,而qie这些du立的地线还应该yu整个xi蚦he慕拥氐阆嗔印

  (6)如果ban上有小信hao放大器,ze放大前的弱信hao线要詃u肭啃舎ao线,而qie走线要尽可能地短,如有可能还要yong地线dui其进行屏蔽。

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