面試過(guò)程中關(guān)于高速PCB的布局、布線原則的提問(wèn)可以對(duì)面試者的layout功底進(jìn)行一定的考量,對(duì)此筆者總結(jié)、記錄如下,僅供參考——
高速PCB布局
高速PCB布局基本上決定了布線的大致走向和結(jié)構(gòu)、電源和地平面的分割,以及對(duì)噪聲和EMI的控制情況。一般的布局原則為——
了解系統(tǒng)原理圖,在各個(gè)電路中劃分?jǐn)?shù)字、模擬、混合數(shù)字/模擬元器件,注意各芯片電源和信號(hào)引腳的定位;
根據(jù)電路中各部分所占比重,初步劃分數(shù)字電路、模擬電路在PCB上的布線區(qū)域,讓數(shù)字元器件、模擬元器件及其相應(yīng)布線盡量遠(yuǎn)離并限定在各自的布線區(qū)域內(nèi),劃分完畢后一般的順序是混合型器件 -->模擬器件 -->數(shù)字器件 -->旁路電容
數(shù)模混合元器件放置在數(shù)字信號(hào)區(qū)域和模擬信號(hào)區(qū)域的交界之處,擺放的方向上注意芯片的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)引腳朝向各自的布線區(qū)域。純數(shù)字或模擬元器件放置在各自規(guī)定的范圍之內(nèi),晶振電路盡量靠近其驅(qū)動(dòng)器件;
對(duì)噪聲敏感的器件要遠(yuǎn)離高頻信號(hào)布線,如反饋電壓Fb。有時(shí)序要求限制的信號(hào)布線,需根據(jù)長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局的調(diào)整。旁路電容盡量靠近電源引腳放置,尤其是高頻電容。在電源接口附件放置大容量電容,以保持電源穩(wěn)定、降低低頻噪聲干擾。
高速PCB布線
高速PCB布線涉及到的細(xì)節(jié)較多且更為靈活,以合理的布局為前提,配合布線基本原則,可以讓我們避免意想不到的信號(hào)完整性問(wèn)題或時(shí)序問(wèn)題——
合理選擇層數(shù)。高頻電路集成度較高,布線密度大,合理采用多層板可以利用中間層來(lái)設(shè)置屏蔽,更好地實(shí)現(xiàn)接地,有效降低寄生電感,縮短信號(hào)傳輸長(zhǎng)度,降低信號(hào)間的交叉干擾等。
減少高速電路元器件引腳間引線的折彎。高頻線路最好采用全直線,在需要彎折時(shí),可用45°折線或圓弧線,避免信號(hào)的折射;
縮短高頻引線長(zhǎng)度;
減少高頻引線層間交疊。即減少走線過(guò)程中所用的過(guò)孔,一個(gè)過(guò)孔可帶來(lái)約0.5pf的分布電容,減少過(guò)孔數(shù)能降低對(duì)信號(hào)速度的影響;
注意信號(hào)線近距離布線時(shí)可能引入的交叉干擾,若無(wú)法避免平行分布,可在平行線的反面、線之間布置大面積的地線。實(shí)際操作中,層內(nèi)平行布線幾乎無(wú)法避免,但相鄰兩個(gè)層的布線方向必須為相互垂直,即相鄰兩層的走線方向分別進(jìn)行平行水平和垂直布線;
對(duì)特別敏感的信號(hào)線或局部單元進(jìn)行包地措施。如對(duì)時(shí)鐘單元進(jìn)行包地;
各類信號(hào)布線不能形成環(huán)路,也不能形成電流環(huán)路;
正確選擇單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地。低頻電路中,信號(hào)的工作頻率通常小于1MHz,此時(shí)布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大,因此采用單點(diǎn)接地的方式;高頻電路中,如當(dāng)信號(hào)大于10MHz時(shí),地線阻抗將變得很大,此時(shí)應(yīng)采用多點(diǎn)接地方式,降低接地阻抗。關(guān)于地線的設(shè)計(jì),還需留意盡量加粗地線,地線太細(xì)會(huì)導(dǎo)致接地電位隨電流的變化而變化,若有可能,地線家村至能通過(guò)3倍于PCB的允許電流,另,將接地系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)路也能縮小電位差。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:面試題:高速PCB一般布局、布線原則
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