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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 2021-4-28 14:36 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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+ e  s) t! ?/ Z+ B* L, Y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。
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17 t- w; U" z8 P9 J' e  z* M3 ~  p6 [; ?

/ _1 e/ E* m/ u, ^5 y串行总线/并行总线" o6 r' D' S- a& f, I: R
" s  K" @% n0 c/ m7 K
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。
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' X# g' `7 q" t8 A* Q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:6 U( U. e) ^% v. x6 F

2 F0 y* \7 O* H0 ~, D0 t# } ) Q3 Z4 J7 u- b, V- `' ]3 [
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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。' J+ a$ w' y& b0 T  L- \+ C

" y& t' b3 p8 K/ l  G6 V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。
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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。, D: x4 ?, Q3 G" S' |6 d

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8 C! ~2 V1 I& B% N
' z; D3 R1 }% F9 @高带关键信号包地处理
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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:
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$ t4 j4 \1 f2 `/ I( u9 h. L9 R- t. |$ ^4 z' h) z
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。
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0 d' z% A* j1 V2 G4 t39 H' m9 P9 A9 o: {% k) @
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焊盘对高速信号的影响* ~+ s! J! N4 M5 s
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在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。
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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。
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AC耦合电容
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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。. W/ E) m7 X. w; `3 S( c: t8 P

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▲AC耦合电容典型通路
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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。$ D2 I8 ~6 b1 Q
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该用户从未签到

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发表于 2021-4-28 15:39 | 只看该作者
要懂得这些高速知识
  • TA的每日心情
    开心
    2022-7-15 15:49
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    [LV.7]常住居民III

    3#
    发表于 2021-4-30 22:48 | 只看该作者
    Mark一下。以后再看。谢谢楼主分享

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