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通過(guò)對過(guò)孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB設計中，看似簡(jiǎn)單的過(guò)孔往往也會(huì )給電路的設計帶來(lái)很大的負面效應。為了減小過(guò)孔的寄生效應帶來(lái)的不利影響，在設計中可以盡量做到： 1、從成本和信號質(zhì)量?jì)煞矫婵紤]，選擇合理尺寸的過(guò)孔大小。比如對6-10層的內存模塊PCB設計來(lái)說(shuō)，選用10/20Mil（鉆孔/焊盤(pán)）的過(guò)孔較好，對于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使用8/18Mil的過(guò)孔。目前技術(shù)條件下，很難使用更小尺寸的過(guò)孔了。對于電源或地線(xiàn)的過(guò)孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗。 2、上面討論的兩個(gè)公式可以得出，使用較薄的PCB板有利于減小過(guò)孔的兩種寄生參數。 3、PCB板上的信號走線(xiàn)盡量不換層，也就是說(shuō)盡量不要使用不必要的過(guò)孔。 4、電源和地的管腳要就近打過(guò)孔，過(guò)孔和管腳之間的引線(xiàn)越短越好，因為它們會(huì )導致電感的增加。同時(shí)電源和地的引線(xiàn)要盡可能粗，以減少阻抗。 5、在信號換層的過(guò)孔附近放置一些接地的過(guò)孔，以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過(guò)孔。當然，在設計時(shí)還需要靈活多變。前面討論的過(guò)孔模型是每層均有焊盤(pán)的情況，也有的時(shí)候，我們可以將某些層的焊盤(pán)減小甚至去掉。特別是在過(guò)孔密度非常大的情況下，可能會(huì )導致在鋪銅層形成一個(gè)隔斷回路的斷槽，解決這樣的問(wèn)題除了移動(dòng)過(guò)孔的位置，我們還可以考慮將過(guò)孔在該鋪銅層的焊盤(pán)尺寸減小。 6..混合信號PCB的分區設計 摘要：混合信號電路PCB的設計很復雜，元器件的布局、布線(xiàn)以及電源和地線(xiàn)的處理將直接影響到電路性能和電磁兼容性能。本文介紹的地和電源的分區設計能優(yōu)化混合信號電路的性能。 A, 如何降低數字信號和模擬信號間的相互干擾呢？在設計之前必須了解電磁兼容(EMC)的兩個(gè)基本原則：第一個(gè)原則是盡可能減小電流環(huán)路的面積；第二個(gè)原則是系統只采用一個(gè)參考面。相反，如果系統存在兩個(gè)參考面，就可能形成一個(gè)偶極天線(xiàn)(注：小型偶極天線(xiàn)的輻射大小與線(xiàn)的長(cháng)度、流過(guò)的電流大小以及頻率成正比)；而如果信號不能通過(guò)盡可能小的環(huán)路返回，就可能形成一個(gè)大的環(huán)狀天線(xiàn)(注：小型環(huán)狀天線(xiàn)的輻射大小與環(huán)路面積、流過(guò)環(huán)路的電流大小以及頻率的平方成正比)。在設計中要盡可能避免這兩種情況。 B, 有人建議將混合信號電路板上的數字地和模擬地分割開(kāi)，這樣能實(shí)現數字地和模擬地之間的隔離。盡管這種方法可行，但是存在很多潛在的問(wèn)題，在復雜的大型系統中問(wèn)題尤其突出。最關(guān)鍵的問(wèn)題是不能跨越分割間隙布線(xiàn)，一旦跨越了分割間隙布線(xiàn)，電磁輻射和信號串擾都會(huì )急劇增加。在PCB設計中最常見(jiàn)的問(wèn)題就是信號線(xiàn)跨越分割地或電源而產(chǎn)生EMI問(wèn)題。 分割地的方法還有用嗎？ 在以下三種情況可以用到這種方法：一些醫療設備要求在與病人連接的電路和系統之間的漏電流很低；一些工業(yè)過(guò)程控制設備的輸出可能連接到噪聲很大而且功率高的機電設備上；另外一種情況就是在PCB的布局受到特定限制時(shí)。 在混合信號PCB板上通常有獨立的數字和模擬電源，能夠而且應該采用分割電源面。但是緊鄰電源層的信號線(xiàn)不能跨越電源之間的間隙，而所有跨越該間隙的信號線(xiàn)都必須位于緊鄰大面積地的電路層上。在有些情況下，將模擬電源以PCB連接線(xiàn)而不是一個(gè)面來(lái)設計可以避免電源面的分割問(wèn)題。 混合信號PCB設計是一個(gè)復雜的過(guò)程，設計過(guò)程要注意以下幾點(diǎn)： 1.將PCB分區為獨立的模擬部分和數字部分。 2.合適的元器件布局。 3.A/D轉換器跨分區放置。 4.不要對地進(jìn)行分割。在電路板的模擬部分和數字部分下面敷設統一地。 5.在電路板的所有層中，數字信號只能在電路板的數字部分布線(xiàn)。 6.在電路板的所有層中，模擬信號只能在電路板的模擬部分布線(xiàn)。 7.實(shí)現模擬和數字電源分割。 8.布線(xiàn)不能跨越分割電源面之間的間隙。 9.必須跨越分割電源之間間隙的信號線(xiàn)要位于緊鄰大面積地的布線(xiàn)層上。 10.分析返回地電流實(shí)際流過(guò)的路徑和方式。 11.采用正確的布線(xiàn)規則。 |
