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技術(shù) | 如何解決PCB設(shè)計中的阻抗匹配問題

LUZq_Line_pcbla ? 來源:YXQ ? 2019-06-21 17:03 ? 次閱讀
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在高速PCB設(shè)計時為了防止反射就要考慮阻抗匹配,但由于PCB的加工工藝限制了阻抗的連續(xù)性而仿真又仿不到,在原理圖的設(shè)計時怎樣來考慮這個問題?另外關(guān)于IBIS模型,不知在那里能提供比較準(zhǔn)確的IBIS模型庫。我們從網(wǎng)上下載的庫大多數(shù)都不太準(zhǔn)確,很影響仿真的參考性。

在設(shè)計高速PCB電路時,阻抗匹配是設(shè)計的要素之一。而阻抗值跟走線方式有絕對的關(guān)系, 例如是走在表面層(microstrip)或內(nèi)層(stripline/double stripline),與參考層(電源層或地層)的距離,走線寬度,PCB材質(zhì)等均會影響走線的特性阻抗值。也就是說要在布線后才能確定阻抗值。一般仿真軟件會因線路模型或所使用的數(shù)學(xué)算法的限制而無法考慮到一些阻抗不連續(xù)的布線情況,這時候在原理圖上只能預(yù)留一些terminators(端接),如串聯(lián)電阻等,來緩和走線阻抗不連續(xù)的效應(yīng)。真正根本解決問題的方法還是布線時盡量注意避免阻抗不連續(xù)的發(fā)生。 IBIS模型的準(zhǔn)確性直接影響到仿真的結(jié)果?;旧螴BIS可看成是實際芯片I/O buffer等效電路的電氣特性資料,一般可由SPICE模型轉(zhuǎn)換而得 (亦可采用測量, 但限制較多),而SPICE的資料與芯片制造有絕對的關(guān)系,所以同樣一個器件不同芯片廠商提供,其SPICE的資料是不同的,進而轉(zhuǎn)換后的IBIS模型內(nèi)之資料也會隨之而異。也就是說,如果用了A廠商的器件,只有他們有能力提供他們器件準(zhǔn)確模型資料,因為沒有其它人會比他們更清楚他們的器件是由何種工藝做出來的。如果廠商所提供的IBIS不準(zhǔn)確, 只能不斷要求該廠商改進才是根本解決之道。

在高速PCB設(shè)計時我們使用的軟件都只不過是對設(shè)置好的EMC、EMI規(guī)則進行檢查,而設(shè)計者應(yīng)該從那些方面去考慮EMC、EMI的規(guī)則?怎樣設(shè)置規(guī)則?

一般EMI/EMC設(shè)計時需要同時考慮輻射(radiated)與傳導(dǎo)(conducted)兩個方面。 前者歸屬于頻率較高的部分(》30MHz)后者則是較低頻的部分(《30MHz)。 所以不能只注意高頻而忽略低頻的部分。 一個好的EMI/EMC設(shè)計必須一開始布局時就要考慮到器件的位置 PCB迭層的安排 重要聯(lián)機的走法 器件的選擇等 如果這些沒有事前有較佳的安排 事后解決則會事倍功半 增加成本。 例如時鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對外的連接器 高速信號盡量走內(nèi)層并注意特性阻抗匹配與參考層的連續(xù)以減少反射 器件所推的信號之斜率(slew rate)盡量小以減低高頻成分 選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時注意其頻率響應(yīng)是否符合需求以降低電源層噪聲。 另外 注意高頻信號電流之回流路徑使其回路面積盡量?。ㄒ簿褪腔芈纷杩筶oop impedance盡量?。┮詼p少輻射。 還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲的范圍。 最后 適當(dāng)?shù)倪x擇PCB與外殼的接地點。

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原文標(biāo)題:如何解決PCB設(shè)計中的阻抗匹配問題

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