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通過對過孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響，在設計中可以盡量做到： 1、從成本和信號質量兩方面考慮，選擇合理尺寸的過孔大小。比如對6-10層的內存模塊PCB設計來說，選用10/20Mil（鉆孔/焊盤）的過孔較好，對于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使用8/18Mil的過孔。目前技術條件下，很難使用更小尺寸的過孔了。對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗。 2、上面討論的兩個公式可以得出，使用較薄的PCB板有利于減小過孔的兩種寄生參數。 3、PCB板上的信號走線盡量不換層，也就是說盡量不要使用不必要的過孔。 4、電源和地的管腳要就近打過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好，因為它們會導致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗，以減少阻抗。 5、在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過孔。當然，在設計時還需要靈活多變。前面討論的過孔模型是每層均有焊盤的情況，也有的時候，我們可以將某些層的焊盤減小甚至去掉。特別是在過孔密度非常大的情況下，可能會導致在鋪銅層形成一個隔斷回路的斷槽，解決這樣的問題除了移動過孔的位置，我們還可以考慮將過孔在該鋪銅層的焊盤尺寸減小。 6..混合信號PCB的分區設計 摘要：混合信號電路PCB的設計很復雜，元器件的布局、布線以及電源和地線的處理將直接影響到電路性能和電磁兼容性能。本文介紹的地和電源的分區設計能優化混合信號電路的性能。 A, 如何降低數字信號和模擬信號間的相互干擾呢？在設計之前必須了解電磁兼容(EMC)的兩個基本原則：第一個原則是盡可能減小電流環路的面積；第二個原則是系統只采用一個參考面。相反，如果系統存在兩個參考面，就可能形成一個偶極天線(注：小型偶極天線的輻射大小與線的長度、流過的電流大小以及頻率成正比)；而如果信號不能通過盡可能小的環路返回，就可能形成一個大的環狀天線(注：小型環狀天線的輻射大小與環路面積、流過環路的電流大小以及頻率的平方成正比)。在設計中要盡可能避免這兩種情況。 B, 有人建議將混合信號電路板上的數字地和模擬地分割開，這樣能實現數字地和模擬地之間的隔離。盡管這種方法可行，但是存在很多潛在的問題，在復雜的大型系統中問題尤其突出。最關鍵的問題是不能跨越分割間隙布線，一旦跨越了分割間隙布線，電磁輻射和信號串擾都會急劇增加。在PCB設計中最常見的問題就是信號線跨越分割地或電源而產生EMI問題。 分割地的方法還有用嗎？ 在以下三種情況可以用到這種方法：一些醫療設備要求在與病人連接的電路和系統之間的漏電流很低；一些工業過程控制設備的輸出可能連接到噪聲很大而且功率高的機電設備上；另外一種情況就是在PCB的布局受到特定限制時。 在混合信號PCB板上通常有獨立的數字和模擬電源，能夠而且應該采用分割電源面。但是緊鄰電源層的信號線不能跨越電源之間的間隙，而所有跨越該間隙的信號線都必須位于緊鄰大面積地的電路層上。在有些情況下，將模擬電源以PCB連接線而不是一個面來設計可以避免電源面的分割問題。 混合信號PCB設計是一個復雜的過程，設計過程要注意以下幾點： 1.將PCB分區為獨立的模擬部分和數字部分。 2.合適的元器件布局。 3.A/D轉換器跨分區放置。 4.不要對地進行分割。在電路板的模擬部分和數字部分下面敷設統一地。 5.在電路板的所有層中，數字信號只能在電路板的數字部分布線。 6.在電路板的所有層中，模擬信號只能在電路板的模擬部分布線。 7.實現模擬和數字電源分割。 8.布線不能跨越分割電源面之間的間隙。 9.必須跨越分割電源之間間隙的信號線要位于緊鄰大面積地的布線層上。 10.分析返回地電流實際流過的路徑和方式。 11.采用正確的布線規則。 |
