什么是高速PCB設計？

2020-03-27

隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，對高速PCB設計的需求很大。因為對于大多數電子設備，即使是非常簡(jiǎn)單的電子設備，它們都可以高速使用集成電路。設計高速PCB時(shí)，需要考慮一些因素和參數。此外，您會(huì )發(fā)現您已經(jīng)掌握了基本的PCB設計規則和方法。不用說(shuō)，它將對高速PCB設計中的PCB設計人員有很大的幫助。

什么是高速PCB設計？

高速PCB設計是指信號完整性開(kāi)始受到PCB物理特性（例如布局，封裝，互連以及層堆疊等）影響的任何設計。此外，當您開(kāi)始設計電路板并遇到諸如延遲，串擾，反射或發(fā)射之類(lèi)的麻煩時(shí)，您將進(jìn)入高速PCB設計領(lǐng)域。

由于對這些問(wèn)題的關(guān)注，高速設計是如此獨特。您可能習慣于設計一個(gè)簡(jiǎn)單的PCB，主要關(guān)注組件的放置和布線(xiàn)。但是，在使用高速設計時(shí)，更重要的是要考慮一些因素，例如它們與信號的距離，信號的寬度，放置的位置以及它們的種類(lèi)。連接了。此外，考慮到這些因素，它將為您的PCB設計過(guò)程帶來(lái)更高的水平。 

 

 

 高速PCB設計技巧

1.  知道可以提供更高選項的設計軟件

它需要很多復雜的功能，才能在CAD軟件中進(jìn)行高速設計。而且，可能沒(méi)有太多針對業(yè)余愛(ài)好者的程序，并且通常沒(méi)有基于Web套件的選項。因此，您需要對強大的CAD工具有更好的了解。

2.  高速布線(xiàn)

當涉及到高速走線(xiàn)時(shí)，設計人員需要了解基本走線(xiàn)的規則，包括不切斷接地層和保持走線(xiàn)較短。因此，請防止數字線(xiàn)路出現一定距離的串擾，并屏蔽所有干擾產(chǎn)生因素，以免損壞信號完整性。 

3.  帶阻抗控制的走線(xiàn)

對于某些大約40-120歐姆的信號，它需要阻抗匹配。特征阻抗匹配的提示是天線(xiàn)和許多差分對。

設計人員必須了解如何計算必要的阻抗值的走線(xiàn)寬度和疊層，這一點(diǎn)很重要。如果阻抗值不正確，可能會(huì )對信號造成嚴重影響，從而導致數據損壞。

4.  長(cháng)度匹配跡線(xiàn)

高速存儲器總線(xiàn)和接口總線(xiàn)中有很多行。這些線(xiàn)路可以在很高的頻率下工作，因此至關(guān)重要的是，信號必須同時(shí)從發(fā)送端到接收端。而且，它需要一個(gè)稱(chēng)為長(cháng)度匹配的功能。因此，最常見(jiàn)的標準定義了需要與長(cháng)度匹配的公差值。

 

 

 

5.  最小化回路面積

高速PCB設計人員需要了解一些技巧，高頻信號會(huì )導致EMI，EMC等問(wèn)題。因此，他們需要遵守基本規則，例如具有連續的接地層并通過(guò)優(yōu)化走線(xiàn)的電流返回路徑來(lái)減小環(huán)路面積，以及放入許多縫合過(guò)孔。

高速PCB設計注意事項

PCB布局非常重要

不用說(shuō)，在高速電路中進(jìn)行有效的PCB制造對于最終結果很重要。但是， 此過(guò)程中首先沒(méi)有考慮  PCB布局。因此，它將對設計產(chǎn)生巨大影響，從而實(shí)現必要的功能并成功地進(jìn)行PCB制造，例如進(jìn)行更高規劃并遵守重要因素。此外，您需要在PCB布局之前處理一些問(wèn)題，例如制造設計（DFM）的實(shí)踐以及對高速PCB需求的額外考慮。 

當開(kāi)始測試或用于PCB制造時(shí)，不良的布局會(huì )導致性能問(wèn)題。更糟糕的是，由于需要評估PCB故障或性能問(wèn)題并重新組裝原型布局，因此將需要花費更多的成本和時(shí)間進(jìn)行重新設計或重新加工。

PCB設計注意事項

實(shí)際上，由于您需要滿(mǎn)足各種信號速度和其他設計的需求，因此高速PCB設計對設計人員有很多限制。因此，要實(shí)現如下所示的高速電路板設計，需要考慮一些因素：

原理圖注意事項：眾所周知，好的原理圖可以為PCB設計奠定良好的基礎。因此，根據您是PCB設計人員還是電氣工程師，可以對原理圖進(jìn)行不同的處理。通常，它將原理圖視為可以連接至電路板的通信方式。但是原理圖可以對組織和展示您的高速設計產(chǎn)生很大的影響。因此，在設計原理圖上有盡可能多的可用信息，例如走線(xiàn)長(cháng)度，必要的元件放置，PCB制造商的信息等等。

跡線(xiàn)長(cháng)度調整： 使用高速接口時(shí)，需要調整跡線(xiàn)的長(cháng)度以使信號傳輸與數據線(xiàn)同步。但是，該接口可能在最大頻率下失敗，或者由于未同步而根本無(wú)法工作。而且，接口的頻率越高，長(cháng)度匹配的要求就越高。因此，在并行接口的情況下，您只需要調整所有走線(xiàn)的長(cháng)度即可。重要的是要考慮調整這些走線(xiàn)的長(cháng)度，以在一組信號中獲得所需的長(cháng)度。 

PCB的材料和對高速的堆疊要求：  這會(huì )對您的高速設計產(chǎn)生影響，例如層堆疊的結構和PCB的材料。

高速放置策略：  由于更改焊盤(pán)尺寸和組件間隙可以極大限度地縮短高速連接長(cháng)度，因此它可以使用各種方法進(jìn)行高速設計來(lái)優(yōu)化組件的放置，并改善組件的占位面積以實(shí)現高速。

差分對和走線(xiàn)長(cháng)度布線(xiàn)： 在高速設計中對差分對進(jìn)行布線(xiàn)非常重要，這樣才能使成對的信號同時(shí)形成。

 

 

 

串擾，阻抗控制和并行性注意事項：  在高速設計中，有很多因素會(huì )對您的設計產(chǎn)生不良影響。此外，還需要考慮一些技巧，例如如何極大程度地減少對設計的影響。

了解帶狀線(xiàn)和微帶線(xiàn)：  通常，對于高速設計，它需要采用多種方法來(lái)路由走線(xiàn)。如果要實(shí)現高速路由，要對帶狀線(xiàn)和微帶路由技術(shù)有更好的了解。

布線(xiàn)拓撲和有效布線(xiàn)實(shí)踐：  通常，如果要實(shí)現高速布線(xiàn)所需的電路路徑，則需要使用特定的形狀或拓撲。更重要的是，探索各種使用走線(xiàn)長(cháng)度，轉義符，返回路徑等進(jìn)行路由的方法非常好。

模擬器：  對于高速設計，無(wú)論在布局開(kāi)始之前，之中還是之后，它都將從仿真中受益匪淺。因此，您應該對PCB設計軟件有更好的了解，以學(xué)習用于模擬設計的提示和技巧。

如何知道您是否需要高速設計？

1.  板上有高速接口嗎？

找出是否需要遵守高速設計指南的一種快速方法是檢查您是否具有高速接口，例如DDR，PCI-e，甚至是視頻接口，例如DVI，HDMI等。

所有這些接口都需要遵循一些高速設計規則。此外，在文檔中提供每個(gè)數據的準確規格。

2.  跡線(xiàn)長(cháng)度與信號波長(cháng)的比率

通常，如果您的消息的波長(cháng)與走線(xiàn)長(cháng)度相同，則您的PCB肯定會(huì )需要高速設計。因為某些標準（例如DDR）要求走線(xiàn)的長(cháng)度與最小公差相匹配。

一個(gè)很好的粗略數字是，如果您的走線(xiàn)長(cháng)度和波長(cháng)可以控制在彼此的一個(gè)數量級之內。然后，您要檢查一下高速設計。

 

 

 

3.  帶無(wú)線(xiàn)接口的PCB

如您所知，每個(gè)PCB都有一個(gè)天線(xiàn)，無(wú)論通過(guò)連接器還是板上的東西，都需要設計高速信號。此外，車(chē)載天線(xiàn)還需要緊密的阻抗以匹配調諧長(cháng)度。

對于帶有SMA連接器或類(lèi)似電路板的電路板，需要將其連接到具有特定阻抗值的連接器。

 上海韜放電子科技有限公司是一家專(zhuān)業(yè)的提供PCB設計外包、電路板抄板、電路板開(kāi)發(fā)、電路設計、嵌入式開(kāi)發(fā)等外包服務(wù)的一家科技型公司，國內領(lǐng)先的電子產(chǎn)品解決方案供應商。我司具有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團隊，是PCB設計外包公司的很好選擇。選擇上海韜放電子我們不會(huì )讓客戶(hù)失望，會(huì )以最專(zhuān)業(yè)的理念為客戶(hù)提交滿(mǎn)意的答案。歡迎廣大顧客聯(lián)系我們。