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本文續PCB設計常見問題104個解答(二) 40、怎樣通過安排迭層來減少EMI問題? 首先，EMI要從系統考慮，單憑PCB無法解決問題。 層疊對EMI來講，我認為主要是提供信號最短回流路徑，減小耦合面積，抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合，適當比電源層外延，對抑制共模干擾有好處。 41、為何要鋪銅? 一般鋪銅有幾個方面原因。 1，EMC.對于大面積的地或電源鋪銅，會起到屏蔽作用，有些特殊地，如PGND起到防護作用。 2，PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果，或者層壓不變形，對于布線較少的PCB板層鋪銅。 3，信號完整性要求，給高頻數字信號一個完整的回流路徑，并減少直流網絡的布線。當然還有散熱，特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。 42、在一個系統中，包含了dsp和pld，請問布線時要注意哪些問題呢? 看你的信號速率和布線長度的比值。如果信號在傳輸線上的時延和信號變化沿時間可比的話，就要考慮信號完整性問題。另外對于多個DSP，時鐘，數據信號走線拓普也會影響信號質量和時序，需要關注。 43、除protel工具布線外，還有其他好的工具嗎? 至于工具，除了PROTEL，還有很多布線工具，如MENTOR的WG2000,EN2000系列和powerpcb，Cadence的allegro，zuken的cadstar,cr5000等，各有所長。 44、什么是“信號回流路徑”? 信號回流路徑,即return current。高速數字信號在傳輸時，信號的流向是從驅動器沿PCB傳輸線到負載，再由負載沿著地或電源通過最短路徑返回驅動器端。這個在地或電源上的返回信號就稱信號回流路徑。Dr.Johson在他的書中解釋，高頻信號傳輸，實際上是對傳輸線與直流層之間包夾的介質電容充電的過程。SI分析的就是這個圍場的電磁特性，以及他們之間的耦合。 45、如何對接插件進行SI分析? 在IBIS3.2規范中，有關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軟件(HYPERLYNX或IS_multiboard)，建立多板系統時，輸入接插件的分布參數，一般從接插件手冊中得到。當然這種方式會不夠精確，但只要在可接受范圍內即可。 46、請問端接的方式有哪些? 端接(terminal),也稱匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和終端匹配。其中源端匹配一般為電阻串聯匹配，終端匹配一般為并聯匹配，方式比較多，有電阻上拉，電阻下拉，戴維南匹配，AC匹配，肖特基二極管匹配。 47、采用端接(匹配)的方式是由什么因素決定的? 匹配采用方式一般由BUFFER特性，拓普情況，電平種類和判決方式來決定，也要考慮信號占空比，系統功耗等。 48、采用端接(匹配)的方式有什么規則? 數字電路最關鍵的是時序問題，加匹配的目的是改善信號質量，在判決時刻得到可以確定的信號。對于電平有效信號，在保證建立、保持時間的前提下，信號質量穩定;對延有效信號，在保證信號延單調性前提下，信號變化延速度滿足要求。 49、能否利用器件的IBIS模型對器件的邏輯功能進行仿真?如果不能，那么如何進行電路的板級和系統級仿真? IBIS模型是行為級模型，不能用于功能仿真。功能仿真，需要用SPICE模型，或者其他結構級模型。 50、在數字和模擬并存的系統中，有2種處理方法，一個是數字地和模擬地分開，比如在地層，數字地是獨立地一塊，模擬地獨立一塊，單點用銅皮或FB磁珠連接，而電源不分開;另一種是模擬電源和數字電源分開用FB連接，而地是統一地。這兩種方法效果是否一樣? 應該說從原理上講是一樣的。因為電源和地對高頻信號是等效的。 區分模擬和數字部分的目的是為了抗干擾，主要是數字電路對模擬電路的干擾。但是，分割可能造成信號回流路徑不完整，影響數字信號的信號質量，影響系統EMC質量。因此，無論分割哪個平面，要看這樣作，信號回流路徑是否被增大，回流信號對正常工作信號干擾有多大。 現在也有一些混合設計，不分電源和地，在布局時，按照數字部分、模擬部分分開布局布線，避免出現跨區信號。 51、安規問題：FCC、EMC的具體含義是什么? FCC: federal communication commission 美國通信委員會 EMC: electro megnetic compatibility 電磁兼容 FCC是個標準組織，EMC是一個標準。標準頒布都有相應的原因，標準和測試方法。 52、何謂差分布線? 差分信號，有些也稱差動信號，用兩根完全一樣，極性相反的信號傳輸一路數據，依靠兩根信號電平差進行判決。為了保證兩根信號完全一致，在布線時要保持并行，線寬、線間距保持不變。 53、PCB仿真軟件有哪些? 仿真的種類很多，高速數字電路信號完整性分析仿真分析(SI)常用軟件有icx,signalvision,hyperlynx,XTK,speectraquest等。有些也用Hspice。 54、PCB仿真軟件是如何進行LAYOUT仿真的? 高速數字電路中，為了提高信號質量，降低布線難度，一般采用多層板，分配專門的電源層，地層。 55、在布局、布線中如何處理才能保證50M以上信號的穩定性 高速數字信號布線，關鍵是減小傳輸線對信號質量的影響。因此，100M以上的高速信號布局時要求信號走線盡量短。 數字電路中，高速信號是用信號上升延時間來界定的。而且，不同種類的信號(如TTL,GTL,LVTTL)，確保信號質量的方法不一樣。 56、室外單元的射頻部分，中頻部分，乃至對室外單元進行監控的低頻電路部分往往采用部署在同一PCB上，請問對這樣的PCB在材質上有何要求?如何防止射頻，中頻乃至低頻電路互相之間的干擾? 混合電路設計是一個很大的問題。很難有一個完美的解決方案。 一般射頻電路在系統中都作為一個獨立的單板進行布局布線，甚至會有專門的屏蔽腔體。而且射頻電路一般為單面或雙面板，電路較為簡單，所有這些都是為了減少對射頻電路分布參數的影響，提高射頻系統的一致性。相對于一般的FR4材質，射頻電路板傾向與采用高Q值的基材，這種材料的介電常數比較小，傳輸線分布電容較小，阻抗高，信號傳輸時延小。 在混合電路設計中，雖然射頻，數字電路做在同一塊PCB上，但一般都分成射頻電路區和數字電路區，分別布局布線。之間用接地過孔帶和屏蔽盒屏蔽。 57、對于射頻部分，中頻部分和低頻電路部分部署在同一PCB上，mentor有什么解決方案? Mentor的板級系統設計軟件，除了基本的電路設計功能外，還有專門的RF設計模塊。在RF原理圖設計模塊中，提供參數化的器件模型，并且提供和EESOFT等射頻電路分析仿真工具的雙向接口;在RF LAYOUT模塊中，提供專門用于射頻電路布局布線的圖案編輯功能，也有和EESOFT等射頻電路分析仿真工具的雙向接口，對于分析仿真后的結果可以反標回原理圖和PCB。同時，利用Mentor軟件的設計管理功能，可以方便的實現設計復用，設計派生，和協同設計。大大加速混合電路設計進程。 手機板是典型的混合電路設計，很多大型手機設計制造商都利用Mentor加安杰倫的eesoft作為設計平臺。 58、mentor的產品結構如何? Mentor Graphics的PCB工具有WG(原veribest)系列和Enterprise(boardstation)系列。 59、Mentor的PCB設計軟件對BGA、PGA、COB等封裝是如何支持的? Mentor的autoactive RE由收購得來的veribest發展而來，是業界第一個無網格，任意角度布線器。 眾所周知，對于球柵陣列，COB器件，無網格，任意角度布線器是解決布通率的關鍵。 在最新的autoactive RE中，新增添了推擠過孔，銅箔，REROUTE等功能，使它應用更方便。另外，他支持高速布線，包括有時延要求信號布線和差分對布線。 60、Mentor的PCB設計軟件對差分線隊的處理又如何? Mentor軟件在定義好差分對屬性后，兩根差分對可以一起走線，嚴格保證差分對線寬，間距和長度差，遇到障礙可以自動分開，在換層時可以選擇過孔方式。 61、在一塊12層PCb板上，有三個電源層2.2v，3.3v,5v，將三個電源各作在一層，地線該如何處理? 一般說來，三個電源分別做在三層，對信號質量比較好。因為不大可能出現信號跨平面層分割現象。跨分割是影響信號質量很關鍵的一個因素，而仿真軟件一般都忽略了它。 對于電源層和地層，對高頻信號來說都是等效的。在實際中，除了考慮信號質量外，電源平面耦合(利用相鄰地平面降低電源平面交流阻抗)，層疊對稱，都是需要考慮的因素。 62、PCB在出廠時如何檢查是否達到了設計工藝要求? 很多PCB廠家在PCB加工完成出廠前，都要經過加電的網絡通斷測試，以確保所有聯線正確。同時，越來越多的廠家也采用x光測試，檢查蝕刻或層壓時的一些故障。 對于貼片加工后的成品板，一般采用ICT測試檢查，這需要在PCB設計時添加ICT測試點。如果出現問題，也可以通過一種特殊的X光檢查設備排除是否加工原因造成故障。 63、“機構的防護”是不是機殼的防護? 是的。機殼要盡量嚴密，少用或不用導電材料，盡可能接地。 64、在芯片選擇的時候是否也需要考慮芯片本身的esd問題? 不論是雙層板還是多層板，都應盡量增大地的面積。在選擇芯片時要考慮芯片本身的ESD特性，這些在芯片說明中一般都有提到，而且即使不同廠家的同一種芯片性能也會有所不同。設計時多加注意，考慮的全面一點，做出電路板的性能也會得到一定的保證。但ESD的問題仍然可能出現，因此機構的防護對ESD的防護也是相當重要的。 65、在做pcb板的時候，為了減小干擾，地線是否應該構成閉和形式? 在做PCB板的時候，一般來講都要減小回路面積，以便減少干擾，布地線的時候，也不 應布成閉合形式，而是布成樹枝狀較好，還有就是要盡可能增大地的面積。 66、如果仿真器用一個電源，pcb板用一個電源，這兩個電源的地是否應該連在一起? 如果可以采用分離電源當然較好，因為如此電源間不易產生干擾，但大部分設備是有具體要求的。既然仿真器和PCB板用的是兩個電源，按我的想法是不該將其共地的。 67、一個電路由幾塊pcb板構成，他們是否應該共地? 一個電路由幾塊PCB構成，多半是要求共地的，因為在一個電路中用幾個電源畢竟是不太實際的。但如果你有具體的條件，可以用不同電源當然干擾會小些。 68、設計一個手持產品，帶LCD，外殼為金屬。測試ESD時，無法通過ICE-1000-4-2的測試，CONTACT只能通過1100V，AIR可以通過6000V。ESD耦合測試時，水平只能可以通過3000V，垂直可以通過4000V測試。CPU主頻為33MHZ。有什么方法可以通過ESD測試? 手持產品又是金屬外殼，ESD的問題一定比較明顯，LCD也恐怕會出現較多的不良現象。如果沒辦法改變現有的金屬材質，則建議在機構內部加上防電材料，加強PCB的地，同時想辦法讓LCD接地。當然，如何操作要看具體情況。 69、設計一個含有DSP，PLD的系統，該從那些方面考慮ESD? 就一般的系統來講，主要應考慮人體直接接觸的部分，在電路上以及機構上進行適當的保護。至于ESD會對系統造成多大的影響，那還要依不同情況而定。干燥的環境下，ESD現象會比較嚴重，較敏感精細的系統，ESD的影響也會相對明顯。雖然大的系統有時ESD影響并不明顯，但設計時還是要多加注意，盡量防患于未然。 注：更多請查看PCB設計常見問題104個解答(四)本文由專用的線路板http://www.pcbxianluban.com特約文獻，如需轉載請注明，否則追究責任版權。謝謝! |
