PCB板上多長(zhǎng)的走線才是傳輸線?信號(hào)在這條走線上向前傳播,傳輸?shù)阶呔€盡頭需要10ns,返回到源端又需要10ns,則總的往返時(shí)間是20ns。如果把上面的信號(hào)往返路徑看成普通的電流回路的話,返回路徑上應(yīng)該沒(méi)有電流,因?yàn)樵谶h(yuǎn)端是開路的。但實(shí)際情況卻不是這樣,返回路徑在信號(hào)上后的一段時(shí)間有電流。在這段走線上加一個(gè)上升時(shí)間為1ns的信號(hào),在開始的1ns時(shí)間,信號(hào)還線條上只走了6英寸,不知道遠(yuǎn)端是開路還是短路,那么信號(hào)感覺到的阻抗有多大,怎么確定?如果把信號(hào)往返路徑看成普通的電流回路的話就會(huì)產(chǎn)生矛盾,所以,必須按傳輸線處理。實(shí)際上,在信號(hào)線條和返回地平面間存在寄生電容,如圖2所示。當(dāng)信號(hào)向前傳播過(guò)程中,A點(diǎn)處電壓不斷不變化,對(duì)于寄生電容來(lái)說(shuō),變化的電壓意味著產(chǎn)生電流,方向如圖中虛線所示。因此信號(hào)感受到的阻抗就是電容呈現(xiàn)出來(lái)的阻抗,寄生電容構(gòu)成了電流回流的路徑。信號(hào)在向前傳播所經(jīng)過(guò)的每一點(diǎn)都會(huì)感受到一個(gè)阻抗,這個(gè)阻抗是變化的電壓施加到寄生電容上產(chǎn)生的,通常叫做傳輸線的瞬態(tài)阻抗??梢酝ㄟ^(guò)走蛇形線來(lái)解決等長(zhǎng)的問(wèn)題,現(xiàn)在大多數(shù)的PCB軟件都可以自動(dòng)走等長(zhǎng)線,很方便。江蘇柔性PCB打樣
V-Cut設(shè)計(jì)及使用上的限制
V-Cut雖然可以方便我們輕易的將板子分開并去掉板邊,但V-Cut也有設(shè)計(jì)及使用上的限制。1、V-Cut只能切直線,而且一刀到底,也就是說(shuō)V-Cut只能切割成一條線直直的從頭切到尾,它無(wú)法轉(zhuǎn)彎改變方向,也不能像裁縫線一樣切一小段后跳掉一小段。2、PCB厚度太薄也不適合做V-Cut凹槽,一般如果厚度在1.0mm以下的板子,就不建議做V-Cut了,這是因?yàn)閂-Cut凹槽會(huì)破壞原本PCB的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,當(dāng)有設(shè)計(jì)V-Cut的板子上面放置有比較重的零件時(shí),會(huì)因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系而使得板子變得容易彎曲,這非常不利SMT的焊接作業(yè)(容易造成空焊或短路)。 江蘇柔性PCB打樣盡量避免兩信號(hào)層直接相鄰;
關(guān)于阻抗
先來(lái)澄清幾個(gè)概念,我們經(jīng)常會(huì)看到阻抗、特性阻抗、瞬時(shí)阻抗,嚴(yán)格來(lái)講,他們是有區(qū)別的,但是萬(wàn)變不離其宗,它們?nèi)匀皇亲杩沟幕径x:a)將傳輸線始端的輸入阻抗簡(jiǎn)稱為阻抗;b)將信號(hào)隨時(shí)遇到的及時(shí)阻抗稱為瞬時(shí)阻抗;c)如果傳輸線具有恒定不變的瞬時(shí)阻抗,就稱之為傳輸線的特性阻抗。特性阻抗描述了信號(hào)沿傳輸線傳播時(shí)所受到的瞬態(tài)阻抗,這是影響傳輸線電路中信號(hào)完整性的一個(gè)主要因素。如果沒(méi)有特殊說(shuō)明,一般用特性阻抗來(lái)統(tǒng)稱傳輸線阻抗。影響特性阻抗的因素有:介電常數(shù)、介質(zhì)厚度、線寬、銅箔厚度。
所謂“不以規(guī)矩,不能成方圓”,PCB設(shè)計(jì)同樣也是如此。工程師在進(jìn)行PCBLayout時(shí),有些“規(guī)矩”是必須要大家遵循的。
1、走線到板邊的距離通常情況下需≥2mm,在不能滿足條件的情況下,至少保證不小于20mil。
2、表面除短的互連線和Fanout的短線外,信號(hào)線盡可能布在內(nèi)層。
3、金屬外殼器件下,不允許有過(guò)孔、表層走線。
4、盡量為時(shí)鐘信號(hào)、高頻信號(hào)、敏感信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)提供專門的布線層,并保證其小的回路面積。采用屏蔽和加大安全間距等方法,保證信號(hào)質(zhì)量。
5、走線的方向控制規(guī)則,即相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)。避免將不同的信號(hào)線在相鄰層走成同一方向,以減少不必要的層間竄擾;當(dāng)由于板結(jié)構(gòu)限制(如某些背板)難以避免出現(xiàn)該情況,特別是信號(hào)速率較高時(shí),應(yīng)考慮用地平面隔離各布線層,用地信號(hào)線隔離各信號(hào)線。 盡可能采用45o的折線布線,不可使用90o折線,以減小高頻信號(hào)的輻射;(要求高的線還要用雙弧線);
高速信號(hào)的完整性主要與阻抗、傳輸線損耗及時(shí)延一致性有關(guān),在接收端能接收到合適的波形及眼圖就可算為信號(hào)完整性得到保證,故高速數(shù)字電路的PCB材料選擇的主要參數(shù)指標(biāo)就是Dk、Df、損耗等。無(wú)論是模擬電路還是數(shù)字電路,PCB材料的介電常數(shù)Dk是材料選用的一個(gè)重要參數(shù),因?yàn)镈k值與應(yīng)用于該材料的實(shí)際電路阻抗值關(guān)系密不可分。當(dāng)PCB材料的Dk值變化時(shí),無(wú)論是隨頻率變化還是隨溫度變化,電路的傳輸線阻抗都會(huì)產(chǎn)生意想不到的變化,進(jìn)而對(duì)高速數(shù)字電路的信號(hào)傳輸性能造成不利的影響。如果PCB材料的Dk對(duì)不同頻率的諧波成分呈現(xiàn)不同值,阻抗也隨之在不同頻率下出現(xiàn)不同的阻值,Dk值和阻抗的非預(yù)期改變,將導(dǎo)致諧波成分產(chǎn)生一定程度的損耗和頻率偏移,會(huì)使高速數(shù)字信號(hào)的模擬諧波成分產(chǎn)生失真,進(jìn)而使信號(hào)的完整性下降。與Dk值密切相關(guān)的色散也是材料的一種特性,Dk值隨頻率變化越小,色散就越小,對(duì)高速數(shù)字電路應(yīng)用就越好。介質(zhì)材料的極化,材料的損耗以及高頻段銅導(dǎo)體的表面粗糙度等各種不同因素都會(huì)引起電路的色散。所以高速材料的Dk值要求穩(wěn)定,在不同頻率段和溫度下,其變化波動(dòng)越小越好。對(duì)大于5×5mm的大面積導(dǎo)電圖形,應(yīng)局部開窗口;常州柔性印刷PCB價(jià)格
原則上應(yīng)該采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)稱的含義包括:介質(zhì)層厚度及種類、銅箔厚度、圖形;江蘇柔性PCB打樣
數(shù)字電路與模擬電路的共地處理
現(xiàn)在許多PCB不再是單一功能電路,而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾的問(wèn)題,特別是地線上的噪音干擾。
數(shù)字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強(qiáng),對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō),高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件,對(duì)地線來(lái)說(shuō),整個(gè)PCB對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn),所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)字和模擬共地的問(wèn)題,而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開的,它們之間是互不相連的,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接,(請(qǐng)注意,只有一個(gè)連接點(diǎn)),也有在PCB上不共地的,這由系統(tǒng)設(shè)定來(lái)決定。 江蘇柔性PCB打樣
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