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    曙海教育集團論壇嵌入式硬件開發(fā)專區(qū)Power Pcb設(shè)計開發(fā) → pcb設(shè)計中容易忽視的問題


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    主題:pcb設(shè)計中容易忽視的問題

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    pcb設(shè)計中容易忽視的問題  發(fā)帖心情 Post By:2010-11-29 10:53:33

    1、適當選擇PCB抄板與外殼接地的點的原則是什么?
    選擇pcb抄板與外殼接地點選擇的原則是利用 chassis ground 提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。例如,通常在高頻器件或時鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將 PCB抄板的地層與 chassis ground 做連接,以盡量縮小整個電流回路面積,也就減少電磁輻射。
    2、在高速 PCB 設(shè)計中,信號層的空白區(qū)域可以敷銅,而多個信號層的敷銅在接地和接電源上應(yīng)如何分配?
    一般在空白區(qū)域的敷銅絕大部分情況是接地。 只是在高速信號線旁敷銅時要注意敷銅與信號線的距離, 因為所敷的銅會降低一點走線的特性阻抗。 也要注意不要影響到它層的特性阻抗, 例如在 dual strip line 的結(jié)構(gòu)時。
    3、在高密度PCB板上通過軟件自動產(chǎn)生測試點一般情況下能滿足大批量生產(chǎn)的測試要求嗎?
    一般軟件自動產(chǎn)生測試點是否滿足測試需求必須看對加測試點的規(guī)范是否符合測試機具的要求。另外,如果走線太密且加測試點的規(guī)范比較嚴,則有可能沒辦法自動對每段線都加上測試點,當然,需要手動補齊所要測試的地方。
    4、添加測試點會不會影響高速信號的質(zhì)量?
    至于會不會影響信號質(zhì)量就要看加測試點的方式和信號到底多快而定。基本上外加的測試點(不用線上既有的穿孔(via or DIP pin)當測試點)可能加在線上或是從線上拉一小段線出來。前者相當于是加上一個很小的電容在線上,后者則是多了一段分支。這兩個情況都會對高速信號多多少少會有點影響,影響的程度就跟信號的頻率速度和信號緣變化率(edge rate)有關(guān)。影響大小可透過仿真得知。原則上測試點越小越好(當然還要滿足測試機具的要求)分支越短越好。
    5、若干 PCB 抄板組成系統(tǒng),各抄板之間的地線應(yīng)如何連接?
    各個 PCB 板子相互連接之間的信號或電源在動作時,例如 A抄板有電源或信號送到 B 抄板,一定會有等量的電流從地層流回到 A 抄板 (此為 Kirchoff current law)。這地層上的電流會找阻抗最小的地方流回去。所以,在各個不管是電源或信號相互連接的接口處,分配給地層的管腳數(shù)不能太少,以降低阻抗,這樣可以降低地層上的噪聲。另外,也可以分析整個電流環(huán)路,尤其是電流較大的部分,調(diào)整地層或地線的接法,來控制電流的走法(例如,在某處制造低阻抗,讓大部分的電流從這個地方走),降低對其它較敏感信號的影響。
    6、能介紹一些國外關(guān)于高速 PCB 設(shè)計的技術(shù)書籍和資料嗎?
    現(xiàn)在高速數(shù)字電路的應(yīng)用有通信網(wǎng)路和計算機等相關(guān)領(lǐng)域。在通信網(wǎng)路方面,PCB 板的工作頻率已達 GHz 上下,迭層數(shù)就我所知有到 40 層之多。計算機相關(guān)應(yīng)用也因為芯片的進步,無論是一般的 PC 或服務(wù)器(Server),板子上的最高工作頻率也已經(jīng)達到 400MHz (如 Rambus) 以上。因應(yīng)這高速高密度走線需求,盲埋孔(blind/buried vias)、mircrovias 及 build-up 制程工藝的需求也漸漸越來越多。 這些設(shè)計需求都有廠商可大量生產(chǎn)。
    7、兩個常被參考的特性阻抗公式:
    微帶線(microstrip) Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中,W 為線寬,T 為走線的銅皮厚度,H 為走線到參考平面的距離,Er 是 PCB抄板材質(zhì)的介電常數(shù)(dielectric constant)。此公式必須在0.1<(W/H)<2.0 及 1<(Er)<15 的情況才能應(yīng)用。
    帶狀線(stripline) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} 其中,H 為兩參考平面的距離,并且走線位于兩參考平面的中間。此公式必須在 W/H<0.35 及 T/H<0.25 的情況才能應(yīng)用。
    8、差分信號線中間可否加地線?
    差分信號中間一般是不能加地線。因為差分信號的應(yīng)用原理最重要的一點便是利用差分信號間相互耦合(coupling)所帶來的好處,如 flux cancellation,抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線,便會破壞耦合效應(yīng)。
    9、剛?cè)岚錺cb設(shè)計是否需要專用設(shè)計軟件與規(guī)范?國內(nèi)何處可以承接該類電路板加工?
    可以用一般設(shè)計 PCB 的軟件來設(shè)計柔性電路板(Flexible Printed Circuit)。一樣用 Gerber 格式給 FPC廠商生產(chǎn)。由于制造的工藝和一般 PCB 不同,各個廠商會依據(jù)他們的制造能力會對最小線寬、最小線距、最小孔徑(via)有其限制。除此之外,可在柔性電路板的轉(zhuǎn)折處鋪些銅皮加以補強。至于生產(chǎn)的廠商可上網(wǎng)“FPC”當關(guān)鍵詞查詢應(yīng)該可以找到。
    10、電路板 DEBUG 應(yīng)從那幾個方面著手?
    就數(shù)字電路而言,首先先依序確定三件事情: 1. 確認所有電源值的大小均達到設(shè)計所需。有些多重電源的系統(tǒng)可能會要求某些電源之間起來的順序與快慢有某種規(guī)范。 2. 確認所有時鐘信號頻率都工作正常且信號邊緣上沒有非單調(diào)(non-monotonic)的問題。3. 確認 reset 信號是否達到規(guī)范要求。 這些都正常的話,芯片應(yīng)該要發(fā)出第一個周期(cycle)的信號。接下來依照系統(tǒng)運作原理與 bus protocol 來 debug。


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