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PCB设计技巧:PCB设计线路布线技巧问答(十)

在上一篇文章PCB设计技巧中:PCB设计布线技巧问答中介绍了pcb设计的过程中需要注意哪些问题以及有关高速PCB设计中的EMC、EMI问题等等,下面继续更新。

PCB设计技巧:PCB设计布线技巧问答(九)

1.关于PCB设计中的阻抗匹配问题
  问:在高速PCB设计时为了防止反射就要考虑阻抗匹配,但由于PCB的加工工艺限制了阻抗的连续性而仿真又仿不到,在原理图的设计时怎样来考虑这个问题?另外关于IBIS模型,不知在那里能提供比较准确的IBIS模型库。我们从网上下载的库大多数都不太准确,很影响仿真的参考性。
  答:在设计高速PCB电路时,阻抗匹配是设计的要素之一。而阻抗值跟走线方式有绝对的关系,例如是走在表面层(microstrip)或内层(stripline/double stripline),与参考层(电源层或地层)的距离,走线宽度,PCB材质等均会影响走线的特性阻抗值。也就是说要在布线后才能确定阻抗值。
        一般仿真软件会因线路模型或所使用的数学算法的限制而无法考虑到一些阻抗不连续的布线情况,这时候在原理图上只能预留一些terminators(端接),如串联电阻等,来缓和走线阻抗不连续的效应。真正根本解决问题的方法还是布线时尽量注意避免阻抗不连续的发生。
  IBIS模型的准确性直接影响到仿真的结果。基本上IBIS可看成是实际芯片I/O buffer等效电路的电气特性资料,一般可由SPICE模型转换而得 (亦可采用测量,但限制较多),而SPICE的资料与芯片制造有绝对的关系,所以同样一个器件不同芯片厂商提供,其SPICE的资料是不同的,进而转换后的IBIS模型内之资料也会随之而异。也就是说,如果用了A厂商的器件,只有他们有能力提供他们器件准确模型资料,因为没有其它人会比他们更清楚他们的器件是由何种工艺做出来的。如果厂商所提供的IBIS不准确, 只能不断要求该厂商改进才是根本解决之道。

2. PCB设计工具比较
  问:请问就你个人观点而言:针对模拟电路(微波、高频、低频)、数字电路(微波、高频、低频)、模拟和数字混合电路(微波、高频、低频),目前PCB设计哪一种EDA工具有较好的性能价格比(含仿真)?可否分别说明。
  答:限于本人应用的了解,无法深入地比较EDA工具的性能价格比,选择软件要按照所应用范畴来讲,我主张的原则是够用就好。
  常规的电路设计,INNOVEDA 的 PADS 就非常不错,且有配合用的仿真软件,而这类设计往往占据了70%的应用场合。在做高速电路设计,模拟和数字混合电路,采用Cadence的解决方案应该属于性能价格比较好的软件,当然Mentor的性能还是非常不错的,特别是它的设计流程管理方面应该是最为优秀的。
  以上观点纯属个人观点!

3.关于数/模分开布局与智能布局
  问:当一个系统中既存在有RF小信号,又有高速时钟信号时,通常我们采用数/模分开布局,通过物理隔离、滤波等方式减少电磁干扰,但是这样对于小型化、高集成以及减小结构加工成本来说当然不利,而且效果仍然不一定满意,因为不管是数字接地还是模拟接地点,最后都会接到机壳地上去,从而使得干扰通过接地耦合到前端,这是我们非常头痛的问题,想请教专家这方面的措施。
  答:既有RF小信号,又有高速时钟信号的情况较为复杂,干扰的原因需要做仔细的分析,并相应的尝试用不同的方法来解决。要按照具体的应用来看,可以尝试一下以下的方法。
  0:存在RF小信号,高速时钟信号时,首先是要将电源的供应分开,不宜采用开关电源,可以选用线性电源。
  1:选择RF小信号,高速时钟信号其中的一种信号,连接采用屏蔽电缆的方式,应该可以。
  2:将数字的接地点与电源的地相连(要求电源的隔离度较好),模拟接地点接到机壳地上。
  3:尝试采用滤波的方式去除干扰。


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