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PCB设计基本概念及高频电路布局小技巧
来源:   发布时间:2019-06-10   点击量:281

数字设备正朝着高速、低消耗、体积小、抗干扰性高的方向发展。这一发展趋势对印刷电路板的设计提出了许多新的要求。在多年硬件设计经验的基础上,总结了一些高频配线技术,以供参考。

(1)高频电路往往具有高集成度和高布线密度。多层电路板的使用既是布线所必需的,也是减少干扰的有效手段。

(2)高速电路器件引脚间引线弯曲度越小越好。高频电路布线最好采用全直线,需要转弯,45度断线或转弧。为了满足这一要求,可以减少高频信号的外部传输和它们之间的耦合。

(3)高频电路装置引脚之间的引线越短越好。

(4)高频电路器件的引脚之间的布线层之间的交替越少越好。所谓“引线层之间的最小交替更好”意味着在元件连接过程中使用的通孔(Via)越少越好,估计一个通孔可以带来分布电容约0.5pF,通孔数减少。可以显着提高速度。

(5)高频电路布线应注意信号线在近距离水平对齐所引入的“交叉干扰”。如果不能避免平行分布,可以在平行信号线的对面布置大面积的“地面”,大大减少干扰。在同一层内平行对齐几乎是不可避免的,但在相邻的两层中,对齐必须被视为相互垂直。

(6)对特别重要的信号线或局部单元实施地线包围的措施,即绘制所选对象的外轮廓线。利用此功能,可以自动地对所选定的重要信号线进行所谓的“包地”处理,当然,把此功能用于时钟等单元局部进行包地处理对高速系统也将非常有益。

(7)各种信号线路不能形成回路,地线不能形成电流回路。

(8)应在每个集成电路块附近安装高频解耦电容器。

(9)模拟地线、数字地线等时,必须使用高频阻滞链。在实际装配中,常采用中心孔带导线的高频铁氧体圆珠。它们一般不在电路图上表示。由此产生的netlist不包含这样的组件,当布线时,它会忽略其存在。针对这一现实,它可以作为原理图中的电感,在pcb组件库中为它定义一个单独的组件包,并在布线前手动将它移到靠近公共地线收敛点的合适位置。

(10)模拟电路和数字电路应分开布置。独立接线后,电源和接地应连接在一起,以避免相互干扰。

(11)在将DSP、片外程序存储器和数据存储器连接到电源之前,滤波电容器应尽可能靠近芯片电源的引脚,以过滤电源噪声。此外,还建议在DSP、片外程序存储器和数据存储器等关键部件周围加屏蔽,以减少外部干扰。

(12)片外程序存储器和数据存储器应尽可能靠近DSP芯片放置,布局应合理,以使数据线和地址线的长度基本相同,尤其是系统中有多个存储器,应考虑每个存储器的时钟线。时钟输入距离相等,或者可以添加单独的可编程时钟驱动器芯片。对于DSP系统,应选择与DSP具有相同访问速度的外部存储器,否则将无法充分利用DSP的高速处理能力。 DSP指令周期为纳秒,因此DSP硬件系统中最常见的问题是高频干扰。因此,在制作DSP硬件系统的印刷电路板(PCB)时,应特别注意寻址线和数据线。信号线的接线应正确合理。接线时,尽量使高频线短而粗,并远离易受干扰的信号线,如模拟信号线。当DSP周围的电路更复杂时,建议将DSP及其时钟电路,复位电路,片外程序存储器和数据存储器放入最小系统以减少干扰。

(13)为了提高系统的可靠性和生产率,在熟练的设计工具和手工接线后,需要使用先进的PCB仿真软件对高频电路进行仿真。


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