高速PCB设计的基本原则
1.阻抗匹配原则
阻抗失配是引起反射从而带来许多高速问题的根源。常规来说:一个没有进行阻抗匹配的板子,什么高速问题都无从谈起。由阻抗匹配员职责衍生了以下PCB设计要求:
(1)少打过孔,过孔会使重要的阻抗不连续。
(2)叠层设置合理,保证信号换层之后阻抗一致,同时兼顾性能和价格。
(3)针对端接匹配设计,合理布局。
(4)注意走线拐角,90度和锐角会带来阻抗不连续。
(5)走线等宽,在BGA 和高密连接器范围可以局部缩小线宽,这些区域也是阻抗不连续点。
(6)差分不线等间距,控制差分阻抗一致。
(7)注意信号跨分割,除了回流问题外,跨分割位置也是阻抗不连续点。
2.抑制干扰原则
干扰包括板子内布线、元件等的相互干扰,也包括外部电磁环境的干扰。
(1)走线3W原则,保证线间距。
(2)20H准则,抑制信号对板外的辐射。
(3)可能的情况下,见啥信号层到参考平面的距离。
(4)注意层间干扰,避免相邻层平行布线。
(5)可能的情况下,减少同层平行布线的长度,可以在布线完成后进行优化。
(6)关注快速上升边沿的信号,如时钟和高速信号。
(7)关注弱小信号,如复位,模拟信号,注意不要被干扰。
在实际PCB设计中,会有非常多的布局布线原则,PCB 设计也是一门平衡的艺术,DFM 原则可能会影响信号完整性,信号完整性之间的有些原则也会相互影响。一个有经验的设计工程师,有时候就需要在这些原则之中寻找平衡点。所以要搞懂这些原则之后的原理,这样才能在各种原则相冲突的时候寻得最接解决方案。
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