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高速PCB設計工藝要點

發布時間:2016-08-12 11:06:24 分類:資料中心

 高速pcb設計是一個相對複雜的過程,由于高速pcb設計中需要充分考慮信号、阻抗、傳輸線等衆多技術要素,常常成為pcb設計初學者的一大難點,本文提供的幾個關于高速pcb設計的基本概念及技術要點将為初學者提供一些技術參考。

  1、什麼是高速電路

  通常認為如果數字邏輯電路的頻率達到或者超過45MHZ~50MHZ,而且工作在這個頻率之上的電路已經占到了整個電子系統一定的份量(比如說1/3),就稱為高速電路。

  實際上,信号邊沿的諧波頻率比信号本身的頻率高,是信号快速變化的上升沿與下降沿(或稱信号的跳變)引發了信号傳輸的非預期結果。因此,通常約定如果線傳播延時大于1/2數字信号驅動端的上升時間,則認為此類信号是高速信号并産生傳輸線效應。

  信号的傳遞發生在信号狀态改變的瞬間,如上升或下降時間。信号從驅動端到接收端經過一段固定的時間,如果傳輸時間小于1/2的上升或下降時間,那麼來自接收端的反射信号将在信号改變狀态之前到達驅動端。反之,反射信号将在信号改變狀态之後到達驅動端。如果反射信号很強,疊加的波形就有可能會改變邏輯狀态。

  2、高速信号的确定

  上面我們定義了傳輸線效應發生的前提條件,但是如何得知線延時是否大于1/2驅動端的信号上升時間? 一般地,信号上升時間的典型值可通過器件手冊給出,而信号的傳播時間在pcb設計中由實際布線長度決定。下圖為信号上升時間和允許的布線長度(延時)的對應關系。

  pcb 闆上每單位英寸的延時為 0.167ns.。但是,如果過孔多,器件管腳多,網線上設置的約束多,延時将增大。通常高速邏輯器件的信号上升時間大約為0.2ns。如果闆上有GaAs芯片,則最大布線長度為7.62mm。

  設Tr 為信号上升時間, Tpd 為信号線傳播延時。如果Tr≥4Tpd,信号落在安全區域。如果2Tpd≥Tr≥4Tpd,信号落在不确定區域。如果Tr≤2Tpd,信号落在問題區域。對于落在不确定區域及問題區域的信号,應該使用高速布線方法。

來源:高速PCB設計工藝要點

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