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[技术交流] 高速布线


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发布时间:2012/12/11 14:17:33
高速布线

在高速数字电路中,时钟电路通常是宽带噪声的最大产生源。在数字电路中,最容易受影响的是复位线、中断线和控制线。

高速布线选择正确的布线路径和终端拓扑结构非常重要。走线的拓扑结构是指一根网线。的布线顺序及布线结构。通常情形下,PCB走线采用菊花链(Daisy Chain)和星形(Star)布线两种基本拓扑结构。

对于菊花链布线,从驱动瑞开始,依次到达各接收端。如果使用串联电阻来改变信号特性,串联电阻的位置应该紧靠驱动端,菊花链布线中分支长度尽可能短。在控制走线的高次谐波干扰方面,菊花链走线效果最好。

星形拓扑结构可以有效地避免时钟信号的不同步问题,但在密度很高的PCB板很难做到。每条分支上都需要终端电阻,终端电阻的阻值应和连线的特征阻抗相匹配。’

串联电阻匹配终端不会产生额外的功率消耗,但会减慢信号的传输。这种方式用于时间延迟影响不大的总线驱动电路。终端匹配方式的匹配元件通常需要放置在接收端附近,其优点是不会拉低信号,并且可以很好地避免噪声。

对于高速线要走带状线,并做好阻抗匹配,尽量少打孔,而且保证信号回流路径完整,不跨分割。线和线之间平行走线长度不要超过lOOOmil,线间距要保证3形原则,如图3--26~所示。尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。

相邻层的走线方向成正交结构,避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向,如图3-27所示,以减少不必要的层间串扰。防止信号线在不同层间形成自环,在多层板设计中容易发生此类问题,自环将引起辐射干扰。

高速电路中布线避免使用蛇形线。走蛇形线的主要曰的是为了调解延时,满足系统时序设计要求。蛇形线的两个重要参数是平行耦合长度(三)和耦合距离(S)o信号在蛇形线上传输时,平行线之间发生耦合,三越长,s越小,耦合程度也越大,延时相对减小,串扰加大,降低信号质量。解决办法是:加大平行线间距离s,使s≥3形,避免相互之间耦合;减小耦合长度L,当2/延时接近或超过信号上升时间时,产生的串扰将达到饱和。螺旋式走线优于蛇形走线。

尽量控制PCB信号线上的分支长度。六层以上电路板,走线从表贴封装焊盘引出后就进打孔,在内层走线,可减少对外辐射,同时也避免外界噪声干扰。布线长度不要与信号本身的波长成整数倍,避免产生谐振。控制每个布线网络的过孔数量,关键信号线上的过孔不超过2个,即从发送端器件引脚打一个过孔到内层布线,接收端再打一个过孔回到表层焊盘。

PCB布线结束后,一定要检查是否有悬空的走线,如图3-28所示。因为悬空走线会产生天线效应,产生辐射干扰和接收干扰。

当单板的频率高过SGHz.时,建议选择聚四氟乙烯(PTFE)板材,又叫特氟龙;当单板的频率高过10GHz时,必须用氟系列印制电路板材。

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