一块好的PCB板是怎么做出来的
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一块好的PCB板是怎么做出来的

2010年09月08日16:53

一:要明確設計目標

  接受到一個設計任務,首先要明確其設計目標,是普通的PCB板、高頻PCB板、小信號處理PCB板仍是既有高頻率又有小信號處理的PCB板,假如是普通的PCB板,只要做到布局布線公道整潔,機械尺寸正確無誤即可,如有中負載線和長線,就要采用一定的手段進行處理,減輕負載,長線要加強驅動,重點是防止長線反射。 當板上有超過40MHz的信號線時,就要對這些信號線進行特殊的考慮,好比線間串擾等題目。假如頻率更高一些,對布線的長度就有更嚴格的限制,根據分布參數的網絡理論,高速電路與其連線間的相互作用是決定性因素,在系統設計時不能忽略。跟著門傳輸速度的進步,在信號線上的反對將會相應增加,相鄰信號線間的串擾將成正比地增加,通常高速電路的功耗和熱耗散也都很大,在做高速PCB時應引起足夠的正視。

  當板上有毫伏級甚至微伏級的微弱信號時,對這些信號線就需要特別的關照,小信號因為太微弱,非常輕易受到其它強信號的乾擾,屏蔽措施經常是必要的,否則將大大降低信噪比。以致於有用信號被噪聲沈沒,不能有效地提掏出來。

  對板子的調測也要在設計階段加以考慮,測試點的物理位置,測試點的隔離等因素不可忽略,由於有些小信號和高頻信號是不能直接把探頭加上去進行丈量的。

  此外還要考慮其他一些相關因素,如板子層數,采用元器件的封裝形狀,板子的機械強度等。在做PCB板子前,要做出對該設計的設計目標心中有數。

二。了解所用元器件的功能對布局布線的要求

  我們知道,有些特殊元器件在布局布線時有特殊的要求,好比LOTI和APH所用的模擬信號放大器,模擬信號放大器對電源要求要平穩、紋波小。模擬小信號部門要盡量闊別功率器件。在OTI板上,小信號放大部門還專門加有屏蔽罩,把雜散的電磁乾擾給屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工藝,功耗大發燒厲害,對散熱題目必需在布局時就必需進行特殊考慮,若采用天然散熱,就要把GLINK芯片放在空氣暢通流暢比較順暢的地方,而且散出來的熱量還不能對其它芯片構成大的影響。假如板子上裝有喇叭或其他大功率的器件,有可能對電源造成嚴峻的污染這一點也應引起足夠的正視.

三. 元器件布局的考慮


  元器件的布局首先要考慮的一個因素就是電機能,把連線關系緊密親密的元器件盡量放在一起,尤其對一些高速線,布局時就要使它盡可能地短,功率信號和小信號器件要分開。在知足電路機能的條件下,還要考慮元器件擺放整潔、美觀,便於測試,板子的機械尺寸,插座的位置等也需當真考慮。


  高速系統中的接地和互連線上的傳輸延遲時間也是在系統設計時首先要考慮的因素。信號線上的傳輸時間對總的系統速度影響很大,特別是對高速的ECL電路,固然集成電路塊本身速度很高,但因為在底板上用普通的互連線(每30cm線長約有2ns的延遲量)帶來延遲時間的增加,可使系統速度大為降低.象移位寄存器,同步計數器這種同步工作部件最好放在統一塊插件板上,由於到不同插件板上的時鍾信號的傳輸延遲時間不相等,可能使移位寄存器產主錯誤,若不能放在一塊板上,則在同步是樞紐的地方,從公共時鍾源連到各插件板的時鍾線的長度必需相等。

四,對布線的考慮

  跟著OTNI和星形光纖網的設計完成,以後會有更多的100MHz以上的具有高速信號線的板子需要設計,這裡將先容高速線的一些基本概念。


1.傳輸線


  印制電路板上的任何一條『長』的信號通路都可以視為一種傳輸線。假如該線的傳輸延遲時間比信號上昇時間短得多,那麼信號上昇期間所產主的反射都將被沈沒。不再呈現過沖、反沖和振鈴,對現時大多數的MOS電路來說,因為上昇時間對線傳輸延遲時間之比大得多,所以走線可長以米計而無信號失真。而對於速度較快的邏輯電路,特別是超高速ECL


  集成電路來說,因為邊緣速度的增快,若無其它措施,走線的長度必需大大縮短,以保持信號的完整性。

  有兩種方法能使高速電路在相對長的線上工作而無嚴峻的波形失真,TTL對快速下降邊緣采用肖特基二極管鉗位方法,使過沖量被鉗制在比地電位低一個二極管壓降的電平上,這就減少了後面的反沖幅度,較慢的上昇邊沿答應有過沖,但它被在電平『H』狀態下電路的相對高的輸出阻抗(50~80Ω)所衰減。此外,因為電平『H』狀態的抗擾度較大,使反沖題目並不十分凸起,對HCT系列的器件,若采用肖特基二極管鉗位和串聯電阻端接方法相結合,其改善的效果將會更加顯著。


  當沿信號線有扇出時,在較高的位速率和較快的邊緣速率下,上述先容的TTL整形方法顯得有些不足。由於線中存在著反射波,它們在高位速率下將趨於合成,從而引起信號嚴峻失真和抗乾擾能力降低。因此,為了解決反射題目,在ECL系統中通常使用另外一種方法:線阻抗匹配法。用這種方法能使反射受到控制,信號的完整性得到保

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