高频高速PCB设计中,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(dielectricloss)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(dielectricconstant)和介质损在所设计的频率是否合用。
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PCB多层板LAYOUT设计规范之二十八-器件选型:
247.铁氧体夹MHz频率范围的共模(CM)、差模(DM)衰减达10-20dB
248.二极管选用:肖特基二极管:用于快速瞬态信号和尖脉冲保护;齐纳二极管:用于ESD(静电放电)保护;过电压保护;低电容高数据率信号保护瞬态电压抑制二极管(TVS):ESD激发瞬时高压保护,瞬时尖脉冲消减变阻二极管:ESD保护;高压和高瞬态保护
249.集成电路:选用CMOS器件尤其是高速器件有动态功率要求,需要采取去耦措施以便满足其瞬时功率要求。高频环境中,引脚会形成电感,数值约为1nH/1mm,引脚末端也会向后呈小电容效应,大约有4pF。表贴器件有利于EMI性能,寄生电感和电容值分别为0.5nH和0.5pF。放射状引脚优于轴向平行引脚;TTL与CMOS混合电路因为开关保持时间不同,会产生时钟、有用信号和电源的谐波,因此比较好选择同系列逻辑电路。未使用的CMOS器件引脚,要通过串联电阻接地或者接电源。
250.滤波器的额定电流值取实际工作电流值的1.5倍。
251.电源滤波器的选择:依据理论计算或测试结果,电源滤波器应达到的插损值为IL,实际选型时应选择插损为IL+20dB大小的电源滤波器。 pcb打样采购PCB多层板为什么都是偶数层?原因在这里!
PCB设计规范之线缆与接插件
262.PCB布线与布局隔离准则:强弱电流隔离、大小电压隔离,高低频率隔离、输入输出隔离、数字模拟隔离、输入输出隔离,分界标准为相差一个数量级。隔离方法包括:屏蔽其中一个或全部**屏蔽、空间远离、地线隔开。263.无屏蔽的带状电缆。比较好接线方式是信号与地线相间,稍次的方法是一根地、两根信号再一根地依次类推,或**一块接地平板
264.信号电缆屏蔽准则:1强干扰信号传输使用双绞线或**外屏蔽双绞线。2直流电源线应用屏蔽线;3交流电源线应用扭绞线;4所有进入屏蔽区的信号线/电源线均须经过滤波。5一切屏蔽线(套)两端应与地有良好的接触,只要不产生有害接地环路,所有电缆屏蔽套都应两端接地,对非常长的电缆,则中间也应有接地点。6在灵敏的低电平电路中,以消除接地环路中可能产生的干扰,对每电路都应有各自隔离和屏蔽好接地线。
265.屏蔽线紧贴金属底板准则:所有带屏蔽层的电缆宜紧贴金属板安放,防止磁场穿过金属地板和屏蔽线外皮构成的回路
266.印刷电路的插头也要多安排一些零伏线作为线间隔离
267.减小干扰和敏感电路的环路面积比较好办法是使用双绞线和屏蔽线
在高速PCB设计时,设计者应该从那些方面去考虑EMC、EMI的规则呢?
一般EMI/EMC设计时需要同时考虑辐射(radiated)与传导(conducted)两个方面。前者归属于频率较高的部分(>30MHz)后者则是较低频的部分(<30MHz)。所以不能只注意高频而忽略低频的部分。
一个好的EMI/EMC设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置,PCB叠层的安排,重要联机的走法,器件的选择等,如果这些没有事前有较佳的安排,事后解决则会事倍功半,增加成本。
例如时钟产生器的位置尽量不要靠近对外的连接器,高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配与参考层的连续以减少反射,器件所推的信号之斜率(slewrate)尽量小以减低高频成分,选择去耦合(decoupling/bypass)电容时注意其频率响应是否符合需求以降低电源层噪声。
另外,注意高频信号电流之回流路径使其回路面积尽量小(也就是回路阻抗loopimpedance尽量小)以减少辐射。还可以用分割地层的方式以控制高频噪声的范围。
适当的选择PCB与外壳的接地点(chassisground)。 PCB的这些事,你不一定都知道!
PCB多层板LAYOUT设计规范之十一:
80.在信号线需要转折时,使用45度或圆弧折线布线,避免使用90度折线,以减小高频信号的反射。
81.布线时避免90度折线,减少高频噪声发射
82.注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离 起来,晶振外壳接地并固定
83.电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离
84.用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离,***在一 点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片 引脚排列时已考虑此要求
85.单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。 大功率 器件尽可能放在电路板边缘
86.布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声
87.布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦 合噪声
88.IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座 公司是广东电路板行业协会会员企业,是深圳高新技术认证企业。pcb打样采购
电路板(PCB)设计规范。fpc阻抗板
PCB多层板LAYOUT设计规范之九:
63.在要求高的场合要为内导体提供360°的完整包裹,并用同轴接头来保证电场屏蔽的完整性
64.多层板:电源层和地层要相邻。高速信号应临近接地面,非关键信号则布放为靠近电源面。
65.电源:当电路需要多个电源供给时,用接地分离每个电源。
66.过孔:高速信号时,过孔产生1-4nH的电感和0.3-0.8pF的电容。因此,高速通道的过孔要尽可能**小。确保高速平行线的过孔数一致。
67.短截线:避免在高频和敏感的信号线路使用短截线
68.星形信号排列:避免用于高速和敏感信号线路
69.辐射型信号排列:避免用于高速和敏感线路,保持信号路径宽度不变,经过电源面和地面的过孔不要太密集。70.地线环路面积:保持信号路径和它的地返回线紧靠在一起将有助于**小化地环
71.一般将时钟电路布置在PCB板接受中心位置或一个接地良好的位置,使时钟尽量靠近微处理器,并保持引线尽可能短,同时将石英晶体振荡只有外壳接地。
72.为进一步增强时钟电路的可靠性,可用地线找时钟区圈起隔离起来,在晶体振荡器下面加大接地的面积,避免布其他信号线; fpc阻抗板
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