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PCB信號線布局

嵌入式應用開發 ? 來源:嵌入式應用開發 ? 作者:嵌入式應用開發 ? 2022-08-16 09:16 ? 次閱讀

PCB電路設計開始之前,根據相關知識找出關鍵信號,分析那些關鍵信號。例如,在這個應用筆記里,對于最關鍵的信號,如時鐘信號,開關信號和其他開關信號,可以采用下面一個或多個措施。

5.2.1 線路端接

根據[5],電路設計者可以選擇許多不同的端接技術。對于長線來說線路端接可以避免發射,對于短線來說線路端接可以避免振鈴,因此它是必要的。大多數是終端端接和源端端接,例如終端端接盡量減少上升時間,因此可適合速度優化。源端串行端接能減少信號軌跡的電流,因此能較好的減少輻射。

串行端接電阻必須盡可能的接近信號的驅動端(源端),它可以被優化以匹配傳輸線阻抗或用負載電容構成一個低通濾波器,傳輸線阻抗應匹配驅動阻抗的總和并且電阻值應該和傳輸線阻抗相等,為了達到EME 最優化,信號線上的電流和信號頻率的諧波應該最小化, 因此,希望得到與時序和功能限定所允許的阻值一樣大的電阻。

5.2.2 PCB上的傳輸線

PCB 上使用的最常見的傳輸線是帶狀線或微帶線。在[5]中,復雜而精確的計算阻抗,延遲等的公式是實用的。如圖 5-11 中圖 1 和圖 2 是微帶線的例子;圖 3 是帶狀線的例子。值得注意的是,在計算帶狀線或微帶線時,參數是假定在無限的地面上。由于這并非真實的地平面,所以信號線至少是線寬和線距中較大的 5 倍,實施這項措施的另一個原因是實施保護環,這樣可以在板的邊緣布線。

當實施帶狀線或微帶線時,在 PCB 設計過程中確認以上的假設能夠滿足, 任何本地的其他線的串擾能夠影響帶狀線或微帶線特性并且可能導致不知情高輻射。另外,電源平面不適合作為帶狀線或微帶線的參考平面。

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對于疊層,PCB 的所有層之間的距離應該仔細的考慮和定義,到地面的距離和材料的厚度都會影響跡線的特性,進一步講,地面上的信號輻射是和地上面信號到地面的距離成正比, 因此,地面上的任何關鍵信號到地面距離不應超過 0.2mm,時鐘頻率高于 30MHz 不應遠離地面超過 0.1mm,時鐘頻率高于 50MHz應改作為一個帶狀線處理。

如果只有極少數的帶狀線,這樣可以避免用第二個地平面,因它可以用地線替代,為此,時鐘信號應在一個接近地面的層走線,在下一層一條較寬的地線放在時鐘信號的頂部,此地線每隔 5-10 mm 被連接到時鐘信號的兩邊,圖 5-12 給出一個 4 層板例子。

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審核編輯:湯梓紅

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