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PCB设计相关问题探讨

  1、如何选择 PCB 板材?
  选择 PCB 板材必须在满足设计需求和可量产性及成本中间取得平衡点。设计需求包含电气和机构这两部分。通常在设计非常高速的 PCB 板子(大于 GHz 的频率)时这材质问题会比较重要。例如,现在常用的 FR-4 材质,在几个GHz 的频率时的介质损耗(dielectric loss)会对信号衰减有很大的影响,可能就不合用。就电气而言,要注意介电常数(dielectric constant)和介质损在所设计的频率是否合用。
  2、如何避免高频干扰?
  避免高频干扰的基本思路是尽量降低高频信号电磁场的干扰,也就是所谓的串扰(Crosstalk)?捎美蟾咚傩藕藕湍D庑藕之间的距离,或加 ground guard/shunt traces 在模拟信号旁边。还要注意数字地对模拟地的噪声干扰。
  3、在高速设计中,如何解决信号的完整性问题?
  信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。而影响阻抗匹配的因素有信号源的架构和输出阻抗(output impedance),走线的特性阻抗,负载端的特性,走线的拓朴(topology)架构等。解决的方式是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。
  4、差分布线方式是如何实现的?
  差分对的布线有两点要注意,一是两条线的长度要尽量一样长,另一是两线的间距(此间距由差分阻抗决定)要一直保持不变,也就是要保持平行。平行的方式有两种,一为两条线走在同一走线层(side-by-side),一为两条线走在上下相邻两层(over-under)。一般以前者 side-by-side(并排,并肩) 实现的方式较多。
  5、对于只有一个输出端的时钟信号线,如何实现差分布线?
  要用差分布线一定是信号源和接收端也都是差分信号才有意义。所以对只有一个输出端的时钟信号是无法使用差分布线的。
  6、接收端差分线对之间可否加一匹配电阻?
  接收端差分线对间的匹配电阻通常会加, 其值应等于差分阻抗的值。这样信号质量会好些。
  7、为何差分对的布线要靠近且平行?
对差分对的布线方式应该要适当的靠近且平行。所谓适当的靠近是因为这间距会影响到差分阻抗(differential impedance)的值, 此值是设计差分对的重要参数。需要平行也是因为要保持差分阻抗的一致性。若两线忽远忽近,差分阻抗就会不一致, 就会影响信号完整性(signal integrity)及时间延迟(timing delay)。