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怎樣做一塊好的PCB板

時間:2015-03-10 16:53 作者:互聯(lián)網(wǎng) 點擊:3338次
大家都知道理做PCB板就是把設(shè)計好的原理圖變成一塊實實在在的PCB電路板,請別小看這一過程,有很多原理上行得通的東西在工程中卻難以實現(xiàn),或是別人能實現(xiàn)的東西另一些人卻實現(xiàn)不了,因此說做一塊PCB板不難,但要做好一塊PCB板卻不是一件容易的事情。

微電子領(lǐng)域的兩大難點在于高頻信號和微弱信號的處理,在這方面PCB制作水平就顯得尤其重要,同樣的原理設(shè)計,同樣的元器件,不同的人制作出來的PCB就具有不同的結(jié)果,那么如何才能做出一塊好的PCB板呢?根據(jù)我們以往的經(jīng)驗,想就以下幾方面談?wù)勛约旱目捶?


一、要明確設(shè)計目標

接受到一個設(shè)計任務(wù),首先要明確其設(shè)計目標,是普通的PCB板、高頻PCB板、小信號處理PCB板還是既有高頻率又有小信號處理的PCB板,如果是普通的PCB板,只要做到布局布線合理整齊,機械尺寸準確無誤即可,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(qū)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,比如線間串擾等問題。如果頻率更高一些,對布線的長度就有更嚴格的限制,根據(jù)分布參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)設(shè)計時不能忽略。隨著門傳輸速度的提高,在信號線上的反對將會相應(yīng)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(yīng)引起足夠的重視。

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(guān)照,小信號由于太微弱,非常容易受到其它強信號的干擾,屏蔽措施常常是必要的,否則將大大降低信噪比。以致于有用信號被噪聲淹沒,不能有效地提取出來。

對板子的調(diào)測也要在設(shè)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,因為有些小信號和高頻信號是不能直接把探頭加上去進行測量的。

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


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,比如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(wěn)、紋波小。模擬小信號部分要盡量遠離功率器件。在OTI板上,小信號放大部分還專門加有屏蔽罩,把雜散的電磁干擾給屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工藝,功耗大發(fā)熱厲害,對散熱問題必須在布局時就必須進行特殊考慮,若采用自然散熱,就要把GLINK芯片放在空氣流通比較順暢的地方,而且散出來的熱量還不能對其它芯片構(gòu)成大的影響。如果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重的污染這一點也應(yīng)引起足夠的重視。

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性能,把連線關(guān)系密切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。在滿足電路性能的前提下,還要考慮元器件擺放整齊、美觀,便于測試,板子的機械尺寸,插座的位置等也需認真考慮。

高速系統(tǒng)中的接地和互連線上的傳輸延遲時間也是在系統(tǒng)設(shè)計時首先要考慮的因素。信號線上的傳輸時間對總的系統(tǒng)速度影響很大,特別是對高速的ECL電路,雖然集成電路塊本身速度很高,但由于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(tǒng)速度大為降低.象移位寄存器,同步計數(shù)器這種同步工作部件最好放在同一塊插件板上,因為到不同插件板上的時鐘信號的傳輸延遲時間不相等,可能使移位寄存器產(chǎn)主錯誤,若不能放在一塊板上,則在同步是關(guān)鍵的地方,從公共時鐘源連到各插件板的時鐘線的長度必須相等。

四、對布線的考慮


隨著OTNI和星形光纖網(wǎng)的設(shè)計完成,以后會有更多的100MHz以上的具有高速信號線的板子需要設(shè)計,這里將介紹高速線的一些基本概念。

 

五、PCB板的布線技術(shù)

做PCB時是選用雙面板還是多層板,要看最高工作頻率和電路系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及對組裝密度的要求來決定。在時鐘頻率超過200MHZ時最好選用多層板。如果工作頻率超過350MHz,最好選用以聚四氟乙烯作為介質(zhì)層的印制電路板,因為它的高頻衰耗要小些,寄生電容要小些,傳輸速度要快些,還由于Z0較大而省功耗,對印制電路板的走線有如下原則要求。

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