PCB設(shè)計(jì)你問我答，誰看誰機(jī)智

板妞 2018-03-13

1、什么是“信號(hào)回流路徑”？

信號(hào)回流路徑,即return current。高速數(shù)字信號(hào)在傳輸時(shí)，信號(hào)的流向是從驅(qū)動(dòng)器沿PCB傳輸線到負(fù)載，再由負(fù)載沿著地或電源通過最短路徑返回驅(qū)動(dòng)器端。這個(gè)在地或電源上的返回信號(hào)就稱信號(hào)回流路徑。Dr.Johson在他的書中解釋，高頻信號(hào)傳輸，實(shí)際上是對(duì)傳輸線與直流層之間包夾的介質(zhì)電容充電的過程。SI分析的就是這個(gè)圍場(chǎng)的電磁特性，以及他們之間的耦合。

2、在一個(gè)系統(tǒng)中，包含了dsp和pld，請(qǐng)問布線時(shí)要注意哪些問題呢？

看你的信號(hào)速率和布線長(zhǎng)度的比值。如果信號(hào)在傳輸線上的時(shí)延和信號(hào)變化沿時(shí)間可比的話，就要考慮信號(hào)完整性問題。另外對(duì)于多個(gè)DSP，時(shí)鐘，數(shù)據(jù)信號(hào)走線拓普也會(huì)影響信號(hào)質(zhì)量和時(shí)序，需要關(guān)注。

3、為何要鋪銅？

一般鋪銅有幾個(gè)方面原因。

(1) EMC.對(duì)于大面積的地或電源鋪銅，會(huì)起到屏蔽作用，有些特殊地，如PGND起到防護(hù)作用。

(2) PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果，或者層壓不變形，對(duì)于布線較少的PCB板層鋪銅。

(3) 信號(hào)完整性要求，給高頻數(shù)字信號(hào)一個(gè)完整的回流路徑，并減少直流網(wǎng)絡(luò)的布線。當(dāng)然還有散熱，特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。

4、請(qǐng)問端接的方式有哪些？

端接（terminal）,也稱匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和終端匹配。其中源端匹配一般為電阻串聯(lián)匹配，終端匹配一般為并聯(lián)匹配，方式比較多，有電阻上拉，電阻下拉，戴維南匹配，AC匹配，肖特基二極管匹配。

5、如何對(duì)接插件進(jìn)行SI分析？

在IBIS3.2規(guī)范中，有關(guān)于接插件模型的描述。一般使用EBD模型。如果是特殊板，如背板，需要SPICE模型。也可以使用多板仿真軟件（HYPERLYNX或IS_multiboard），建立多板系統(tǒng)時(shí)，輸入接插件的分布參數(shù)，一般從接插件手冊(cè)中得到。當(dāng)然這種方式會(huì)不夠精確，但只要在可接受范圍內(nèi)即可。

6、采用端接（匹配）的方式有什么規(guī)則？

數(shù)字電路最關(guān)鍵的是時(shí)序問題，加匹配的目的是改善信號(hào)質(zhì)量，在判決時(shí)刻得到可以確定的信號(hào)。對(duì)于電平有效信號(hào)，在保證建立、保持時(shí)間的前提下，信號(hào)質(zhì)量穩(wěn)定；對(duì)延有效信號(hào)，在保證信號(hào)延單調(diào)性前提下，信號(hào)變化延速度滿足要求。

7、除protel工具布線外，還有其他好的工具嗎？

至于工具，除了PROTEL，還有很多布線工具，如MENTOR的WG2000,EN2000系列和powerpcb，Cadence的allegro，zuken的cadstar,cr5000等，各有所長(zhǎng)。

8、在數(shù)字和模擬并存的系統(tǒng)中，有2種處理方法，一個(gè)是數(shù)字地和模擬地分開，比如在地層，數(shù)字地是獨(dú)立地一塊，模擬地獨(dú)立一塊，單點(diǎn)用銅皮或FB磁珠連接，而電源不分開；另一種是模擬電源和數(shù)字電源分開用FB連接，而地是統(tǒng)一地。這兩種方法效果是否一樣？

應(yīng)該說從原理上講是一樣的。因?yàn)殡娫春偷貙?duì)高頻信號(hào)是等效的。

區(qū)分模擬和數(shù)字部分的目的是為了抗干擾，主要是數(shù)字電路對(duì)模擬電路的干擾。但是，分割可能造成信號(hào)回流路徑不完整，影響數(shù)字信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量，影響系統(tǒng)EMC質(zhì)量。（邁威科技高速PCB設(shè)計(jì)培訓(xùn)開班了！一線工程師講師手把手教授，幫助學(xué)員從零開始快速學(xué)習(xí)Cadence ORCAD/Allegro 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能）

因此，無論分割哪個(gè)平面，要看這樣作，信號(hào)回流路徑是否被增大，回流信號(hào)對(duì)正常工作信號(hào)干擾有多大。

現(xiàn)在也有一些混合設(shè)計(jì)，不分電源和地，在布局時(shí)，按照數(shù)字部分、模擬部分分開布局布線，避免出現(xiàn)跨區(qū)信號(hào)。

9、能否利用器件的IBIS模型對(duì)器件的邏輯功能進(jìn)行仿真？如果不能，那么如何進(jìn)行電路的板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)仿真？

IBIS模型是行為級(jí)模型，不能用于功能仿真。功能仿真，需要用SPICE模型，或者其他結(jié)構(gòu)級(jí)模型。

10、采用端接（匹配）的方式是由什么因素決定的？

匹配采用方式一般由BUFFER特性，拓普情況，電平種類和判決方式來決定，也要考慮信號(hào)占空比，系統(tǒng)功耗等。

以上即是PCB設(shè)計(jì)你問我答，誰看誰機(jī)智內(nèi)容，下期預(yù)告：“PCB設(shè)計(jì)你不得不知的十個(gè)回答”，更多行業(yè)及PCB設(shè)計(jì)、Allegro培訓(xùn)信息可查閱快點(diǎn)PCB學(xué)院訂閱號(hào)：eqpcb_cp。