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作为一个有经验的PCB设计工程师,你需要懂得这些高速知识

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发表于 2019-10-28 16:19:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
从事PCB设计的都知道,如果没有一点高速方面的知识,那你就不是一个有经验的PCB设计工程师。以下是关于高速信号方面的一些知识,快来“拾贝”吧。
1
串行总线/并行总线
高速信号常见于各类串行总线与并行总线,只有你知道是什么总线,知道它跑多快,才能开始进行布线。
什么是串行总线、并行总线?从字面意义你就能知道个大概。串行就是数据是一位一位的发送,并行就是数据一组一组的发送。如下图所示:

并行传输最好的例子是存储芯片DDR,它是有一组数据线D0—D7,加DQS,DQM,这一组线是一起传输的,无论哪位产生错误,数据都不会正确的传送过去,只有重新传输。
并行数据因为是一组一组一起传的,每一位都必须是一起传输到位,不能说有一位可以迟到一点,因此一组线之间在PCB布线时就得等长。
串行数据就不一样,数据是一位一位的传,位与位之间是没有联系的。不过,串行数据虽说是一位一位的传,不用等长,但也并不是一根线,高速线一般都是走差分线,也就是一正一负两根线。这是为了提高抗干扰性能。
2
高带关键信号包地处理
高速信号线中如时钟钱,最好采用包地处理,而且包地每隔3000mil打一个过孔连接到地层。关键信号与其它线之间要满足3W规则。如下图所示:

此外,在高速PCB设计中,时钟等关键的高速信号线,走线需要进行屏蔽处理,如果没有屏蔽或只屏蔽了部分,都会造成EMI的泄漏。
3
焊盘对高速信号的影响
PCB中,从设计的角度来看,一个过孔主要由两部分组成:中间的钻孔和钻孔周围的焊盘。焊盘对高速信号有影响,其影响类似器件的封装对器件的影响。详细的分析是,信号从IC内出来以后,经过绑定线、管脚、封装外壳、焊盘、焊锡到达传输线,这个过程中的所有关节都会影响信号的质量。

但实际分析时,很难给出焊盘、焊锡加上管脚的具体参数。所以一般就用IBIS模型中的封装的参数将它们都概括了,当然这样的分析在较低的频率上可以接收,但对於更高频率信号更高精度仿真就不够精确。现在的一个趋势是用IBIS的V-I、V-T曲线描述Buffer特性,用SPICE模型描述封装参数。
4
AC耦合电容
AC耦合电容的作用是提供直流偏压,滤除信号的直流分量,使信号关于0轴对称。为什么要在PCB板上高速信号上添加AC耦合电容,当然是有好处的,增加AC耦合电容能够使两级之间更好的通信,可以改善噪声容限。要知道AC耦合电容一般是高速信号阻抗不连续的点,并且会导致信号边沿变得缓慢。

▲AC耦合电容典型通路
那AC耦合电容在PCB设计时需要注意什么呢?万变不离基础原理。AC耦合电容一般是高速信号阻抗不连续的点,围绕这个问题解决即是它设计上的注意点。比如AC耦合电容优化,比如高速板材的选取等等。
(图文整理自网络)
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