PCB高速信号布线技巧

2023-11-10

转载---玩转嵌入式 2021-07-31 18:59

电源布局布线

数字电路很多时候需要的电流是不连续的,所以对一些高速器件就会产生浪涌电流。如果电源走线很长,则由于浪涌电流的存在进而会导致高频噪声,而此高频噪声会引入到其他信号中去。而在高速电路中必然会存在寄生电感和寄生电阻以及寄生电容,因此该高频噪声最终会耦合到其他电路当中,而由于寄生电感的存在也会导致走线可以承受的最大浪涌电流的能力下降,进而导致有部分压降,有可能会使电路失能。所以在数字器件前面加上旁路电容就显得尤为重要。电容越大,其在传输能量上是受限于传输速率的,所以一般会结合一个大电容和一个小电容一起,来满足全频率范围内。

避免热点产生:信号过孔会在电源层和底层产生voids。所以不合理的放置过孔很有可能会使电源或者地平面某些区域的电流密度增加。而这些电流密度增加的地方我们称之为热点。

所以,我们在设置过孔的时候要极力避免这种情况发生,以免平面被割裂,最终导致EMC的问题产生。通常最好的避免热点的办法就是网状式的放置过孔,如此电流密度均匀,同时平面不会隔离,回流路径就不会过长,也就不会产生EMC的问题。

走线的弯曲方式

在布高速信号线时,信号线应尽量避免弯曲。如果不得不弯曲走线,则不要锐角或者直角走线,而是应该用钝角走线。

在布高速信号线时,我们经常通过走蛇形线来实现等长,同样的蛇形线也其实一种走线的弯曲。线宽,间距,以及弯曲方式都应该做合理的选择,间距应满足4W/1.5W规则的。

信号的接近度

高速信号线之间如果距离太近,很容易产生串扰。有些时候,因为布局、板框尺寸等原因,导致我们在布高速信号线之间的距离超过了我们的最低要求距离,那我们只能在靠近其瓶颈的地方尽量加大高速信号线之间的距离。其实如果空间足够容许,则尽量加大两高速信号线之间的距离。

走线stub

长的stub线就相当于一个天线,处理不当会产生很严重的EMC的问题。同时stub线也会造成反射,降低信号的完整度。通常在高速信号线上面添加上拉或者下拉电阻的时候,会最容易产生stub线,而一般处理stub线的将走线可以菊花走线。根据经验可知,如果stub线的长度大于1/10波长就可以当做一个天线了,此时就会成为一个问题。

阻抗不连续

走线的阻抗值一般取决于其线宽以及该走线与参考平面之间的距离。走线越宽,其阻抗越小。而在一些接口端子或器件的焊盘,其原理同样适用。当一个接口端子的焊盘和一根高速信号线连接时,如果此时焊盘特别大,而高速信号线特别窄,大焊盘则阻抗小,而窄的走线必然是大阻抗,在这种情况下就会出现阻抗不连续,阻抗不连续就会产生信号反射。所以一般为了解决这个问题,都是在接口端子或者器件的大焊盘下面放置一个禁布铜皮,同时在另外一层放置该焊盘的参考平面,进而加大阻抗,使阻抗连续。

过孔是另外一种会产生阻抗不连续的源头。为了最小化这种效应,在内层和过孔连接的不需要的铜皮应该去除。而这样的操作其实可以在设计的时候,通过CAD工具来消除或者联系沟通PCB加工厂家来消除不需要的铜皮,保证阻抗的连续性。

差分信号

高速差分信号线我们必须保证等宽、等间距来实现特定的差分阻抗值。所以在布差分信号线的时候尽量保证对称。

在差分线对内禁止布置过孔或者元器件,如果在差分线对内放置了过孔或者器件会产生EMC问题同时也会导致阻抗不连续。

有时候,一些高速差分信号线需要串接耦合电容。该耦合电容同样需要对称布置,同时该耦合电容的封装不能过大,推荐使用0402、0603也可以接受,0805以上的电容或者并排电容最好不要使用。

通常,过孔会产生巨大的阻抗不连续,所以对于高速差分信号线对则尽量减少过孔,如果要使用过孔则对称布置。

等长问题

在一些高速信号接口,一般如总线等需要考虑其各信号线之间的到达时间以及时滞误差。例如,在一组高速平行总线中的所以数据信号线其到达时间,必须保证在一定的时滞误差以内,从来来保证其建立时间和保持时间的一致性。为了满足这一需求,我们必须要考虑等长。

而高速差分信号线对两信号线必须保证严格的时滞,否则很有可能通讯失败。故为了满足这一要求,可以通过蛇形线来实现等长,进而满足时滞要求。

蛇形线一般应该布置在失长的源头处,而不是远端。在源头处才能保证差分线的正负端的信号在大部分时间内都是同步传输的。

走线弯曲处是产生失长的源头之一。对于走线弯曲处,其实现等长的应靠近弯曲处(<=15mm)

如果有两个走线弯曲,且两者之间的距离<15mm,故此时两者的失长会互相补偿,故此时不用再做等长处理。

对于不同部分的高速差分信号线,应分别独立等长。过孔,串接耦合电容以及接口端子都会是高速差分信号线分成两部分,所以这个时候要特别注意。一定要分别等长。因为很多EDA软件在DRC的时候都只关注整个走线是否失长。

对于如LVDS显示器件等接口,会同时存在数对差分对,且差分对之间的时序要求一般都会特别严格,时滞要求特别小,所以,对于此类差分信号对我们要求一般在同一平面内进行补偿。因为不同层的信号传输速度是不同的。

有些EDA软件在计算走线长度时,会将焊盘内部的走线也会计算在长度之内,如果此时进行长度补偿,最终实际结果会失长。所以此时要特别注意,在使用一些EDA的软件的时候。

在任何时候,如果可以就一定选择对称出线进而避免需要最终为了等长而进行蛇形走线。

如果空间容许,尽量在短的差分线源头处加一个小的回环来实现补偿,而不是通过蛇形线来补偿。

---END---

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

PCB高速信号布线技巧 的相关文章

  • pip install conda之后出现问题

    本篇文章主要用于解决 在Linux环境下 在终端输入命令pip install conda之后出现异常报错 报错的结果粘贴如下 ERROR The install method you used for conda probably eit
  • C++11 新特性

    1 指针 智能指针 nullptr shared ptr std weak ptr 1 nullptr 作用 C 11 引入了 nullptr 关键字 专门用来区分空指针 0 原有问题 传统 C 会把 NULL 0 视为同一种东西 这取决于
  • 第二十三章、 Model/View便利类表格部件QTableWidget详解

    老猿Python博文目录 专栏 使用PyQt开发图形界面Python应用 老猿Python博客地址 一 引言 表格部件为应用程序提供标准的表格显示工具 在表格内可以管理基于行和列的数据项 表格中的最大数据项数为总行数和总列数的乘积 另外在表

随机推荐

  • ROC曲线与混淆矩阵的绘制

    20200813 引言 ROC曲线的绘制过程 混淆矩阵的绘制 问题 1 ROC曲线的绘制 ROC曲线的绘制绘制需要分类器能够返回相应的分类概率值 from sklearn metrics import roc curve ns fpr ns
  • Vue+SpringBoot使用POI导出EXCEL

    https blog csdn net qq 44209274 article details 110087085
  • shell命令基本操作1

    sed指定行插入 sed i i 或者 a 插入列paste 或者awk http bbs chinaunix net thread 342540 1 1 html shell定义函数func 函数体 shell算术运算 c a b htt
  • servlet-url-map

    import javax servlet ServletConfig import javax servlet ServletContext import javax servlet ServletException import java
  • Python学习笔记

    安装python 3 6 8 下载地址 cd usr local tar xzvf Python 3 6 8 tgz 带上ssl模块 一会pip会用 cd Python 3 6 8 configure with ssl 安装gcc编译器 y
  • Hibernate各种主键生成策略

    Hibernate各种主键生成策略详解 1 assigned lt 特点 可以跨数据库 人为控制主键生成 应尽量避免 gt 主键由外部程序负责生成 在 save 之前必须指定一个 Hibernate不负责维护主键生成 与Hibernate和
  • 队列的数组实现(C语言描述)

    队列也是一种简单却很有用的数据结构 其特点是先进先出 基本操作是enqueue 入列 和dequeue 出列 下面给出数组实现的代码 ifndef QUEUE H INCLUDED define QUEUE H INCLUDED struc
  • 使用jsonfield做注解名称值替换

    package cn superred support utils import cn hutool db meta Column import com alibaba fastjson annotation JSONField impor
  • tomcat的启动过程分析

    一 了解类加载器 要了解类加载器首先要了解什么是类加载机制 Java虚拟机把描述类的数据从Class文件加载进内存 并对数据进行校验 转换解析和初始化 最终形成可以呗虚拟机直接使用的Java类型 这就是虚拟机的类加载机制 虚拟机设计团队把类
  • 复制构造函数

    和普通构造函数的区别 普通构造函数在对象创建时被调用 复制构造函数在用已有对象复制到一个新对象时被调用 复制构造函数由编译器调用来完成一些基于同一类的其他对象的构建及初始化 其形参必须是引用 但并不限制为const 一般普遍的会加上cons
  • Invalid or unexpected token:数据格式错误

    Uncaught SyntaxError Invalid or unexpected token 翻译成中文是 捕获的查询无效或意外的标记 代码逻辑没问题 那么就是数据问题了 把页面要展示的数据全部检查一遍后 果然发现疑点 1 多了单引号
  • 7-10 查找指定字符 (15分)

    7 10 查找指定字符 15分 本题要求编写程序 从给定字符串中查找某指定的字符 输入格式 输入的第一行是一个待查找的字符 第二行是一个以回车结束的非空字符串 不超过80个字符 输出格式 如果找到 在一行内按照格式 index 下标 输出该
  • [CTFshow]吃瓜杯复现wp

    热身
  • 利用opencv通过点击鼠标获取一张图片上点的像素点坐标

    include stdafx h include opencv2 highgui highgui hpp include opencv2 imgproc imgproc hpp include
  • centos - 初始化服务器环境

    初始化服务器环境 包括 1 安装wget 2 安装vim 3 安装jdk 4 安装perl 前提准备 1 将建好目录 root soft 2 将jdk和perl的安装包上传到 root soft目录下 jdkjdk 7u65 linux i
  • 【MySQL】《狂飙》电视剧火了,如果程序一直狂飙,扛不住了,怎么办呢?

    程序如果狂飙了怎么办呢 狂飙 电视剧你看了吗 程序 狂飙 你担心吗 性能优化步骤 适合创建索引的情况 不适合创建索引的情况 Explain 性能分析 id说明 select type 说明 type字段说明 Extra说明一下 狂飙 电视剧
  • 工作学习之余如何学习Python?

    作为一个学生 可能平常除了上课也没有很多别的时间了 今天就给大家分享一下 工作学习之余 应该如何学习Python 1 明确目标 对于零基础的人而言 要明确你学习Python仅仅是为了满足好奇心 还是有工作需要 比如办公自动化的需要 转行的需
  • 史上最强最全网站资源整理

    一 找资源利器 胖次 http www panc cc 爱挖盘 http www iwapan com 盘多多 http www panduoduo net 盘窝窝 http www panww com 百度网盘搜索 http uzi8 c
  • Qt3.6.3编译pc版本的时候:collect2:ld terminated with signal 11

    Qt3 6 3编译pc版本的时候 collect2 ld terminated with signal 11 原因 是swap交换空间不够用 解决 扩大虚拟内存 具体参考下文 http hi baidu com seaeechou blog
  • PCB高速信号布线技巧

    转载 玩转嵌入式 2021 07 31 18 59 电源布局布线 数字电路很多时候需要的电流是不连续的 所以对一些高速器件就会产生浪涌电流 如果电源走线很长 则由于浪涌电流的存在进而会导致高频噪声 而此高频噪声会引入到其他信号中去 而在高速