ADI的高速PCB设计

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高速PCB设计指南

高速PCB设计指南

高速PCB设计指南高速PCB设计是电子设计领域中的一个重要分支。

高速PCB设计涉及到比较高的频率信号的传输,如高速数据总线、时钟、控制信号等。

随着电子技术的快速发展,高速PCB设计已经成为一个必要的技能。

本文将为您提供高速PCB设计的基本指南。

一、PCB板布局在进行高速PCB设计时,PCB板布局是非常关键的。

以下是几个需要注意的方面:1. RF电路和敏感板路应该远离高功率板路。

2. 高速数字信号应当互相分离开来,避免信号干扰。

3. 模拟信号路径应该和数字信号路径分离开来。

4. 时钟和数据线需要独立布局,减少相互干扰的影响。

5. 保持合理的板厚度并且保持一致。

6. 尽量减少信号层的数量,这能减少移动信号的时间延迟。

7. 适当加入障碍物物避免辐射的干扰,同时进行地垫。

二、信号完整性高速PCB设计需要考虑信号完整性的问题,保证信号的质量和稳定性。

1. 确定信号的路径。

2. 在尽可能短时间内连接信号。

3. 接口处必须要匹配阻抗。

4. 优化功率地方的供电电路。

5. 在设计时需要考虑信号畸变。

三、布线PCB布线是高速PCB设计中的一个重要环节。

以下是您需要关注的点:1. 在电源附近使用CAP滤波器,同时优化供电地焊盘。

2. 在时钟和数据线路线长领域内布置并优化相应的差分路线。

3. 适当的铺铜层能有效减少层间传输的互联参数。

并在特殊情况下,使用壳体充当屏蔽。

4. 在IO端口上使用自适应阻抗技术。

5. 使用捆绑电线和费正负电平特性电缆。

四、仿真分析在高速PCB设计时,仿真分析是一种非常有效的工具,可以帮助您预测PCB设计的结果并优化开发流程。

1. 使用仿真工具来分析布局的合理性。

2. 使用仿真工具跑完整电路板的分析。

3. 使用时间领域和频域仿真工具,以检测信号时间延迟和频率响应的问题。

4. 使用SPICE仿真工具进行供电电路仿真。

五、技术细节通过这里的技术细节,可以帮助您更好地进行高速PCB设计:1. 在PCB设计时,要留有足够的边距和缓冲区域。

优化PCB布局实现高速ADC设计

优化PCB布局实现高速ADC设计

优化PCB布局实现高速ADC设计就能降低PDS的阻抗。

比如我们要设计10mΩ的参考平面,如果在系统电路板上使用多个电容值,便可降低在500 MHz频率范围内的阻抗,如图4中的红色曲线所示。

图4:标准的去耦电容可以帮助降低高达500MHz的PDS阻抗,而频率超过500MHz时则由平面电容解决。

了解所用电容可以降低设计中所用电容的数量和类型。

然而,让我们再看一下绿色曲线,其在同样的设计上仅使用了0.1μF和10μF两种电容。

这证明了如果使用恰当的电容,则不需要采用如此多的电容值。

这也有助于节省布局和物料清单(BO M)成本。

然而,并非所有的电容“生来平等”,即使来源于同一供应商,其工艺、尺寸和样式也有差别。

如果未使用正确的电容,则不论是采用多个电容还是采用几种不同类型的电容,其结果都会给PDS带来反作用。

放置电容或者使用不同的电容工艺和型号都有可能形成电感环路,它们将对系统内的频率做出不同响应以及彼此之间发生谐振(图5)。

了解系统所用电容类型的频率响应非常重要。

随便选用电容会让设计低阻抗PDS系统的努力付诸东流。

要设计出合格的PDS,需要使用各种电容(再见图4)。

PCB上使用的典型电容值只能将直流或者接近直流的约500MHz频率范围内的阻抗降低。

在500MHz以上时,电容将由PCB形成的内部电容决定。

电源平面和接地平面是否叠置得足够紧密?为此,请设计一个支持较大平面电容的PCB层叠结构。

例如,六层堆叠结构可能包含顶部信号层、第一接地层、第一电源层、第二电源层、第二接地层和底部信号层。

规定第一接地层和第一电源层在层叠结构中彼此靠近。

将这两层的间距设定为2~4mil,将形成一个固有的高频平面电容。

此电容的最大优点在于它免费,您只需要在PCB制造笔记中进行说明即可。

如果必须分割电源平面,并在同一平面上具有多个VDD电源轨,则应使用尽可能大的电源平面。

不要留下空洞,同时还应注意敏感电路。

这将使该VDD平面的电容达到最大。

ADI技术专家问答:关于高速PCB设计的200个问答

ADI技术专家问答:关于高速PCB设计的200个问答

ADI技术专家问答:关于高速PCB设计的200个问答——针对高速PCB设计头痛的问题,比如布局布线,EMI/EMC/SI/PI/ESD等问题现场问答内容总结。

1.讲座中讲到为了减少寄生电容的影响,要去除运放焊盘下面的地层,这个底层是指地平面吗?如果是的话,如何去除那个焊盘下面的地呢?是的。

焊盘下面的地也要去掉。

2.对于高速AD采样电路,有模拟和数字电路混合在一起,如何避免地反弹噪声对采样的影响?一般要分割AGND,DGND,然后选择在合适的地方一点接地。

3.在很多的书上看到模拟和数字地和电源的问题,在实际的设计中,我们怎样处理,比如模拟和数字的供电是否需要两个稳压的芯片单独输出,模拟地和数字地最后怎样连接在一起等?一般来说不需要两个单独的稳压芯片,中间加一磁珠就可以了,要尽量避免数字部分的噪声耦合到模拟部分。

对于低速精密系统来说,一般采用模拟地与数字地单点接地的方法,具体可以参考评估板;对于高速而言,为了最小的电流回路,一般不具体分模拟地与数字地,也就是只采用一个地平面。

4.1、如何减少数字信号对模拟信号的干扰?尤其是模拟小信号,如:微安电流脉冲。

2、在多通道模拟输出中,如何减少通道与通道之间的串扰?以及实现通道的高阻状态,即未接通通道不被干扰的问题?1.一般情况,通过分开模拟地和数字地,还有分开模拟电源以及数字电源,可以减少数字对模拟信号的干扰。

2。

一般情况下,未接通道是否高阻由片子本身决定,多通道系统中,尽量减少通道间平行走线的长度并用地将其隔开都能减少通道间的串扰。

5.对电源分割,能不能提供一些指导性建议你好,对于电源分割,你可以参考中的High SpeedDesign Techniques里面的章节。

谢谢6.What problem in digital GND and analogGND connecting together ?如果一点共地做的不是很好,会影响信噪比和系统的性能。

7.ADI是否提供适合PROTEL制做PCB板的元器件封装库?我们很快会提供这些封装库。

高速ADC PCB布局布线技巧

高速ADC PCB布局布线技巧
by Rob Reeder
INTRODUCTION
In today’s industry, the layout of the system board has become an integral part of the design itself. Therefore, it is of paramount importance that the designer has an understanding of the mechanisms that affect the performance of a high speed signal chain design.
REVISION HISTORY
1/12—Revision 0: Initial Version
Application Note
Plane Coupling...................................................................................4 Splitting Grounds ..............................................................................5 Conclusion..........................................................................................6 References ...........................................................................................6
DECOUPLING CAP

高速pcb设计规则

高速pcb设计规则

高速pcb设计规则
高速PCB设计规则是指在设计PCB时需要遵循的一系列规则和原则,以确保信号传输的质量和稳定性。

高速 PCB 的设计需要考虑多
种因素,如信号传输速度、信号波形、传输距离、干扰等等。

以下是一些常见的高速 PCB 设计规则:
1. 避免信号线的走线路径过长,尽可能缩短信号线的长度,以
减小信号传输延迟和损耗。

2. 保证信号线之间的距离足够大,以避免互相干扰,同时也能
降低信号串扰的风险。

3. 使用合适的层次结构设计,尽可能将信号线和电源线分离,
以减少干扰和噪声。

4. 在 PCB 的布线中,保证地线和供电线的宽度足够宽,以确保稳定的供电和地面连接。

5. 在 PCB 的布线中,避免过多的弯曲或拐角,以减小信号传输中的损失和延迟。

6. 选用合适的 PCB 材料和厚度,以满足高速信号传输的需求。

7. 注意 PCB 的电磁兼容性,通过合理的布线和屏蔽来减少干扰。

以上是高速 PCB 设计中的一些基本规则,但实际上,高速 PCB 的设计涉及的方面非常广泛,需要根据具体的应用场景来进行设计。

为了保证高速 PCB 的质量和可靠性,需要有专业的技术人员进行设
计和测试。

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Altium Designer实战攻略与高速PCB设计 4

Altium Designer实战攻略与高速PCB设计 4
《Altium Designer实战攻略与高速PCB设计》 第四章 原理图设计 书籍专区:
内容提要
• • • • • • • • 新建和编辑原理图 添加元件 添加电气线及电气属性 总线操作 Port端口操作 添加二维线和文字 放置NO ERC检查测试点 原理图设计上机实例
添加元件及属性更改
1、添加元件
单击 图标,或执行菜单命令【Place】【Part】
添加元件及属性更改
2、元件属性更改 在放置元件时,元件附着在光标上按TAB键或放置元件后,双击元件即可弹出 元件属性对话框,可根据需要更改元件位号等
添加电气线及电气属性
1、绘制电气线(Wire)
添加电气线及电气属性
添加二维线和文字
1、添加二维线
执行菜单命令【Place】【Drawing Tools】 【Line】,即可进入添加二维 线状态。
单击鼠标左键即可定位二维线的一端,移动鼠标并再次单击鼠标左键即可完成 一条二维线的绘制,右击鼠标可以退出放置二维线设计状态。
这里需要注意的是:二维线是没有任何电气属性的,通常用于标识用。
添加二维线和文字
2、添加文字 执行菜单命令【Place】【Text String】,此时光标变成十字形,并带有一个 文本字Text。移动光标到合适位置后,单击左键即可添加文字。 在放置状态下按下键盘的【TAB】键或者放置完成后,双击需要设置属性的文 本字,将弹出“Annotation”对话框。在这个对话框中,可以设置文字的颜色, 位置,定位,以及具体的文字说明和字体。
新建和编辑原理图
5、绘制原理图前的准备-指定Integrated Library 在调用元件之前,要进行元件库的指定。 执行菜单命令【Design】 【Add/Remove Library】。在弹出的对话框中, 点击【Add Library】,添加已准备好的Integrated Library,点击【OK】即可。

高速ADC_PCB布局布线技巧

高速ADC_PCB布局布线技巧

高速ADC-PCB布局布线技巧在高速模拟信号链设计中,印刷电路板(PCB)布局布线需要考虑许多选项,有些选项比其它选项更重要,有些选项则取决于应用。

最终的答案各不相同,但在所有情况下,设计工程师都应尽量消除最佳做法的误差,而不要过分计较布局布线的每一个细节。

这里分享一篇ADI资深系统应用工程师Rob Reeder写的一篇文章《高速ADC PCB布局布线技巧》。

Rob Reeder写的文章深入浅出,相信这篇文章对大家的高速设计项目会有所帮助。

裸露焊盘裸露焊盘(EPAD)有时会被忽视,但它对充分发挥信号链的性能以及器件充分散热非常重要。

裸露焊盘,ADI公司称之为引脚0,是目前大多数器件下方的焊盘。

它是一个重要的连接,芯片的所有内部接地都是通过它连接到器件下方的中心点。

不知您是否注意到,目前许多转换器和放大器中缺少接地引脚,原因就在于裸露焊盘。

关键是将此引脚妥善固定(即焊接)至PCB,实现牢靠的电气和热连接。

如果此连接不牢固,就会发生混乱,换言之,设计可能无效。

实现最佳连接利用裸露焊盘实现最佳电气和热连接有三个步骤。

首先,在可能的情况下,应在各PCB层上复制裸露焊盘,这样做的目的是为了与所有接地和接地层形成密集的热连接,从而快速散热。

此步骤与高功耗器件及具有高通道数的应用相关。

在电气方面,这将为所有接地层提供良好的等电位连接。

甚至可以在底层复制裸露焊盘(见图1),它可以用作去耦散热接地点和安装底侧散热器的地方。

(注:即在PCB底层阻焊开窗露铜,让散热铜皮直接与空气接触,能够更好地散热)其次,将裸露焊盘分割成多个相同的部分,如同棋盘。

在打开的裸露焊盘上使用丝网交叉格栅,或使用阻焊层。

此步骤可以确保器件与PCB之间的稳固连接。

在回流焊组装过程中,无法决定焊膏如何流动并最终连接器件与PCB。

连接可能存在,但分布不均。

可能只得到一个连接,并且连接很小,或者更糟糕,位于拐角处。

将裸露焊盘分割为较小的部分可以确保各个区域都有一个连接点,实现更牢靠、均匀连接的裸露焊盘(见图2和图3)。

高速电路板的设计方法

高速电路板的设计方法

高速电路板的设计方法高速电路板的设计是电子产品开发过程中至关重要的一步。

它涉及到信号传输的快速性、稳定性和可靠性等方面。

在本文中,我们将介绍高速电路板设计的基本方法,以帮助工程师们更好地应对挑战。

一、高速电路板设计概述高速电路板设计是一门复杂而重要的技术。

它主要关注数据信号的快速传输和尽可能降低信号失真。

高速电路板设计需要考虑信号的传输速度、信号完整性、噪声抑制、阻抗匹配以及电磁干扰等多个因素。

二、布局设计1. 信号与电源分离:将高速信号和电源信号分离布局,以减少信号干扰。

2. 分层布局:将电路板分为不同的层次,每层分别布置不同的信号层或电源层。

这样可以最大程度地减少信号干扰和电源电流的返流。

3. 地线设计:将地线作为信号层的一部分,提供可靠的回流路径,以降低信号失真。

4. 路由优化:根据信号传输的需求,采用最短线路和合适的拓扑结构来布置信号路由。

三、信号完整性设计1. 控制传输线长度:为了减少信号传输时的延迟和时延不一致,尽量控制传输线的长度和阻抗一致性。

2. 选择合适的信号引线:采用合适的信号引线来降低信号传输过程中的反射和耦合。

3. 选择合适的电磁屏蔽材料:采用电磁屏蔽材料来减少外部电磁干扰对信号的影响。

四、阻抗匹配设计1. 控制传输线的宽度和间距:通过控制传输线的宽度和间距来达到所需的阻抗值。

2. 添加阻抗匹配器:根据需求,可以添加阻抗匹配器以确保信号传输的稳定性和可靠性。

五、电磁兼容性设计1. 电源滤波设计:采用合适的电源滤波器来抑制高频噪声,减少对周围电路的影响。

2. 地线布局:合理布置地线以减少电磁辐射和接收。

3. 接地设计:良好地接地可以减少电磁噪声。

六、其他设计考虑因素1. 热管理:高速电路板在工作过程中会产生一定的热量,因此需要合理布局散热器和散热孔。

2. 维护性设计:设计应该考虑到电路板的维护和检修,易于更换故障部件。

3. ESD保护:添加静电放电保护措施来保护电路板免受静电干扰。

高速ADCDAC电路及PCB设计要点梳理

高速ADCDAC电路及PCB设计要点梳理

高速ADCDAC电路及PCB设计要点梳理概要在高速模拟信号链设计中,印刷电路板(PCB)布局布线需要考虑许多选项,有些选项比其它选项更重要,有些选项则取决于应用。

最终的答案各不相同,但在所有情况下,设计工程师都应兼顾全局,而不要过分计较布局布线的每一个细节。

很多情况下做不到面面俱到,只能根据电路板及产品的面积进行取舍。

下面就给大家分享一下ADC/DAC电路及PCB设计中几个比较重要的问题:1数字地模拟地是否分割的问题硬件工程师最常提出的问题是:使用ADC时是否应将接地层分为AGND和DGND接地层?简单回答是:视情况而定。

详细回答则是:通常不分离。

为什么不呢?因为在大多数情况下,盲目分离接地层只会增加返回路径的电感,它所带来的坏处大于好处。

从公式V = L(di/dt)可以看出,破坏了GND的完整性,随着电感增加,电压噪声会提高。

随着电感增加,设计人员一直努力压低的PDN阻抗也会增加。

随着提高ADC采样速率的需求继续增长,降低开关电流(di/dt)的方式却很有限。

因此,除非需要分离接地层,否则请保持这些接地连接。

所以我们的结论是大部分情况下推荐不做DGND AGND分割,这个和大家早期经验做法相左。

我们大部分的产品是有尺寸要求的,可能没有足够和理想的空间。

受尺寸限制的影响,电路板无法实现良好的布局分割时,就需要分离接地层。

这可能是为了符合传统设计要求或尺寸,必须将脏乱的总线电源或高噪声数字电路放在某些区域。

这种情况下,分离接地层是实现良好性能的关键。

然而,为使整体设计有效,必须在电路板的某个地方通过一个磁珠或局部连接点将这些接地层连在一起。

最终,PCB上往往会有一个连接点成为返回电流通过而不会导致性能降低或强行将返回电流耦合至敏感电路的最佳位置。

如果此连接点位于转换器、其附近或下方,则不需要分离接地。

2巴伦的选择问题,规格及类型ADI的参考设计里面一般推荐是mini circuit的巴伦,但也有有高端的marki的巴伦变压器,动则上千元一个。

高速电路设计指南2020071516540002

高速电路设计指南2020071516540002

简介通常来说,高速电路是指电路处理的信号频率足够高使得传输线对该频率表现的阻抗足以对信号产生影响,工作在这种频率上的电路。

《高速电路设计指南》以ADI官方网站的技术文章和模拟对话为基础资料来源整理成册。

从设计实践角度出发,介绍在高速电路设计中需要掌握的各项技术及技能。

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目录终结高速转换器带宽术语 (3)高速转换器:内涵、原因和原理概述 (8)高速差分ADC驱动器设计指南 (16)高速放大器测试需要足够多的数学知识以使巴伦运转! (44)高速DAC宽带输出网络知识与设计 (52)高速ADC的电源设计 (57)低频和高频电路接地 (66)了解JESD204B规范的各层——从高速ADC的角度出发 (74)高速模数转换器精度透视 (83)第一部分 (83)第二部分 (89)高速ADC PCB布局布线规则 (103)第一部分 (103)第二部分 (103)第三部分 (104)第四部分 (105)高速ADC PCB布局布线技巧 (106)终结高速转换器带宽术语有很多令人困惑的规格都与转换器带宽有关。

为了在新的设计中选用适当的转换器,我应当使用什么带宽术语呢?开始一个新设计时,需要决定的首要参数就是带宽。

带宽为设计指明方向,引导设计人员开辟通往成功之路。

本质上有三类前端可供选择:基带型、带通或超奈奎斯特型(有时也称为窄带或子采样型——基本上不会用到第1奈奎斯特区)以及宽带型,如图1所示。

前端的选用取决于具体应用。

图1. 基带、带通与宽带,F SAMPLE =200MSPS。

基带设计要求的带宽是从直流(或低kHz/MHz区)到转换器的奈奎斯特频率。

高速电路PCB设计实践

高速电路PCB设计实践

在电源入口处加装滤波器,减小电源噪声 对电路的影响。
05
CATALOGUE
高速电路PCB设计实践中的常见问题与解 决方案
PCB设计中阻抗匹配问题
总结词
阻抗匹配是高速电路PCB设计中需要重点关注的问题,它直接影响到信号传输的质量。
详细描述
阻抗匹配是指在传输线中,输入阻抗与输出阻抗相等,从而保证信号的无损传输。在高速 电路PCB设计中,如果阻抗不匹配,会导致信号反射、失真甚至信号传输失败。
层叠设计
层叠设计对于高速电路PCB的信号完整性和电磁兼容性具有重要影 响,必须根据实际需求进行合理设计。
02
CATALOGUE
高速电路PCB设计流程
需求分析
确定设计目标
明确电路的功能需求、性能指标和限 制条件,如工作频率、信号完整性、 电源质量等。
确定设计规范
遵循行业标准和设计规范,确保设计 的可行性和可靠性。
电磁兼容性的影响因素
元件布局
元件布局的合理与否直接影响电流和 电压的分布,进而影响电磁辐射和电 磁感应。
信号线设计
信号线的宽度、长度、层数以及布线 方式等都会影响信号的传 计的好坏直接影响到电路的稳定性和 电磁兼容性。
电源线设计
电源线的阻抗和电感等参数对电路的 稳定性和电磁兼容性有重要影响。
信号反射是指信号在传输线中遇到阻抗突变时,部分信号能量反射回源
端的现象。这会导致信号幅度减小、波形失真,甚至产生振荡。
03
解决方案
为了减小信号反射,需要合理规划PCB走线的长度和端接元件的阻抗,
以及使用适当的信号源和接收器匹配电路。此外,可以采用终端电阻、
源端串联电阻等方法来减小反射。
PCB设计中串扰问题

高精度ADC电路板的布局与布线案例

高精度ADC电路板的布局与布线案例

高精度ADC电路板的布局与布线案例在设计一个高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择一款高精度ADC,以及模拟前端调节电路所需的其他组件。

在几个星期的设计工作之后,执行仿真并优化电路原理最优PCB 布局布线对于使ADC 达到预期的性能十分重要。

当设计包含混合信号器件的电路时,你应该始终从良好的接地安排入手,并且使用最佳组件放置位置和信号路由走线将设计分为模拟、数字和电源部分。

参考路径是ADC 布局布线中最关键的,这是因为所有转换都是基准电压的一个函数。

在传统逐次逼近寄存器(SAR)ADC 架构中,参考路径也是最敏感的,其原因是基准引脚上会有一个到基准源的动态负载。

由于基准电压在每次转换期间被数次采样,高电流瞬变出现在这个终端上,其中的ADC 内部电容器阵列在这个位置位时被开启和充电。

基准电压在每个转换时钟周期内必须保持稳定,并且稳定至所需的N 位分辨率,否则的话会出现线性误差和丢码错误。

由于这些动态电流,需要使用高质量旁路电容器(CREF)对基准引脚进行去耦合操作。

此旁路电容器被用作一个电荷存储器,在这些高频瞬变电流期间提供瞬时充电。

你应该将基准旁路电容器放置在尽量靠近基准引脚的位置上,并使用较短的低电感连接将他们连接在一起。

在这个四层PCB 电路板示例中,设计人员使用了一个位于器件正下方的坚固接地平面,并且将电路板划分为模拟和数字部分,以使敏感输入和基准信号远离噪声源。

他用10μF,X7R 级,尺寸0805 的陶瓷电容器(CREF-x)来旁路REFOUT-A 和REFOUT-B 基准输出,以实现最优性能,并且将他们连接至使用小型0.1 ?串联电阻的器件上,以保持总体低阻抗和高频时的恒定阻抗;他还使用宽迹线来减少电感。

我强烈建议把CREF 与ADC 放置在同一层上。

你还应该避免在基准引脚和旁路电容器之间放置导孔。

ADS7851 的每一个基准接地引脚都具有一个单独的接地连接,而每个旁路电容器都有单独到接地路径的电感连接。

高速数字电路的PCB设计

高速数字电路的PCB设计

高速数字电路的PCB设计随着科技的发展,高速数字电路在各个领域中的应用越来越广泛。

高速数字电路的性能和稳定性很大程度上依赖于PCB(Printed Circuit Board)的设计。

本文将介绍高速数字电路的PCB设计原则和技巧。

一、PCB设计原则高速数字电路的PCB设计需要遵循以下原则:1. 信号完整性:在高速信号传输中,信号完整性是至关重要的。

为保证信号的稳定性和减少信号干扰,应采取合适的布局和层叠设计,减少信号走线长度和阻抗不匹配。

2. EMI抑制:高速数字电路的设计容易产生电磁干扰(EMI),对周围设备和系统造成不良影响。

应采用地线分离、屏蔽、滤波等方法来抑制EMI,并遵循EMC(Electromagnetic Compatibility)标准。

3. 热管理:高速数字电路的工作频率高,容易产生较大的功耗和热量。

应合理布局散热器、添加散热片等热管理措施,防止芯片过热从而影响电路性能。

4. 容易维修:在设计PCB时,应考虑到信号线的维修和替换。

通过采用模块化设计和合理布局,可以减少维修难度和成本。

二、PCB设计技巧高速数字电路的PCB设计应遵循以下技巧:1. PCB层次布局:将电路板分为不同的层次,包括信号层、地层和电源层。

信号层应采用临近地层和电源层的布局,以降低信号传输时的阻抗。

2. 差分传输线设计:差分传输线可以减少信号间的干扰,提高信号完整性。

差分传输线的设计应注意保证两根信号线的长度和走线路径相等,并保持合适的差模阻抗匹配。

3. 地线设计:地线是保证信号完整性和抑制干扰的关键。

应该采用广泛的地面平面,减少信号回路的面积。

同时,要避免信号线和地线相交,以减少耦合噪声。

4. 综合布线:在综合布线时,要尽量缩短信号线和电源线的长度,减少信号路径中的损耗和时延,提高电路的性能。

5. 细节考虑:在PCB设计过程中,应考虑到引脚的分配、电源供应、电容和电感的布局等细节。

合理安排元件和电路的布置,可以减少干扰和噪声,提高电路的可靠性。

基于AD9680的高速多通道采样板设计

基于AD9680的高速多通道采样板设计

基于AD9680的高速多通道采样板设计作者:李芾来源:《数字技术与应用》2019年第03期摘要:本文设计了一种基于AD9680的高速多通道采样板,通过AD采集雷达信号,将雷达信号通过FPGA存储在DDR3中,FPGA可以调用DDR3中数据进行数据处理,同时采样数据及处理完成数据可以通过光纤接口导出到外部存储设备。

AD9680采样速率可高达1GHz,支持高达2GHz的中频信号采样,可以满足大多数采样需求。

关键词:AD9680;JESD204B;FPGA中图分类号:TP274.2 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2019)03-0178-020 引言AD9680是ADI公司出品的一款14bits双通道模数转换器,采样率1GSPS,支持高达2GHz带宽的模拟中频信号采样。

AD9680使用JESD204B接口协议,通道数据速率高达12.5Gbps。

JESD204B接口协议减少引脚数量,进而减少封装尺寸,降低布局布线复杂度,另一方面,ADC引脚数量大幅度降低,相应FPGA的引脚数量也将锐减,进而降低电路板设计的难度和成本。

1 系统组成及功能描述该采样板以1片Ku系列的FPGA为处理核心,外挂2组DDR3进行数据缓存。

3片高速AD9680,实现6通道信号采样。

在系统中,FPGA控制时钟芯片HMC7043产生SYSREF信号,发送到各个AD芯片,控制多片AD芯片同步。

在系统内部,AD芯片接收微波组件发送的模拟信号,完成模数转换,并在芯片内部完成可配置数字下变频后通过JESD204B传输到FPGA,在FPGA内部完成数据处理。

处理完成数据通过光纤传输到外部存储设备及通过底板GTX接口发出,同时作为备用方案,采样原始数据可以通过光纤导出。

系统框图如图1所示。

2 核心因素2.1 AD9680的多通道同步为满足AD9680的多通道同步性能,首先要保证进入AD芯片各个通道的系统采样时钟同源且满足相位一致的要求,其次系统采样时钟与SYSREF信号需要满足AD9680的建立时间和保持时间。

高速PCB设计原理和技术V

高速PCB设计原理和技术V

高速PCB设计将采用模块化设计方法,将不 同功能模块集成在一块电路板上,提高设 计效率和可维护性。
随着人工智能技术的发展,高速PCB设计将 更加智能化,能够实现自适应和自优化设 计。
02
高速信号完整性分析
信号完整性的定义与问题
信号完整性定义
信号完整性是指在数字系统中, 信号在传输过程中保持其应有的 特性,没有畸变、延迟或噪声。
高速PCB设计原理和技术V
• 高速PCB设计概述 • 高速信号完整性分析 • PCB板材与传输线 • 高速PCB的布线技术 • 高速PCB的电磁兼容性 • 高速PCB设计案例分析
01
高速PCB设计概述
定义与特点
定义
高速PCB(Printed Circuit Board) 设计是指针对高频、高速信号的电路 板设计,以满足信号传输的高速、稳 定和低噪声要求。
信号完整性问题
随着信号传输速率的提高,信号 的完整性会受到多种因素的影响 ,如电磁干扰、阻抗不匹配、延 迟等。
信号的传输线效应
传输线效应
在高速信号传输过程中,信号线不再被视为简单的导线,而是需要考虑其作为 传输线的特性,如电感和电容。
传输线效应的影响
传输线效应会导致信号的波形畸变、延迟和反射等问题,影响信号的完整性。
合理控制信号线的长度和间距,以减少信号间的干扰 和延迟。
使用等长匹配技术
对于关键信号,采用等长匹配技术,确保信号在传输 过程中保持一致性。
布线的优化与仿真
优化目标
根据设计要求,确定优化的目标,如减小信号 延迟、减少电磁干扰等。
仿真工具
使用信号完整性仿真工具,如HyperLynx、 SigXplorer等,对布线后的PCB进行仿真分析。

高速电路pcb设计方法与技巧

高速电路pcb设计方法与技巧

高速电路pcb设计方法与技巧高速电路的PCB设计方法和技巧包括以下几个方面:1. 布局设计:将高速信号的传输路径尽量短,减少信号的传播延迟和损耗。

较重要的信号路径应尽量接近直线,减少信号的反射和串扰。

同时,将高速信号路径与低速信号路径、电源路径和地线路径分开布局,减少干扰。

将容易产生电磁干扰的元件,如发射器和接收器,与其他元件远离。

2. 信号线的走线规则:高速信号线应遵循尽量短、尽量宽、尽量平行的原则。

信号线的走线应尽量避免拐弯和角度过多,减少信号的反射和串扰。

信号线之间应保持一定的间距,避免互相干扰。

对于差分信号线,应保持差分对的长度一致,减少时钟抖动。

3. 地线规划:地线是高速电路中非常重要的一部分,对于信号的传输和干扰抑制起着至关重要的作用。

地线的设计应尽量短、宽,减小地电阻和电感。

可以使用填充地方式减小地回流路径。

对于多层PCB,应设计好地引脚和地面的连接方式。

4. 耦合电容与电感:在高速电路中,耦合电容和电感起着衰减高频噪声和滤波的作用。

需要合理选择耦合电容和电感的数值,以满足高速信号的传输需求。

电容和电感的布局也需要注意,尽量靠近需要耦合或滤波的信号线。

5. 电源规划:电源线是高速电路中非常重要的一部分,对于信号的传输和干扰抑制同样起着至关重要的作用。

电源线的设计应尽量短、宽,减小电源电阻和电感。

可以使用填充电源方式减小电源回流路径。

对于多层PCB,应设计好电源引脚和电源面的连接方式。

6. 综合考虑:在PCB设计中,需要考虑到信号的传输需求、干扰抑制、布局和走线的规则等多个方面。

综合考虑这些因素,可以在高速电路的PCB设计中取得较好的效果。

总的来说,高速电路的PCB设计需要充分考虑信号的传输需求和干扰抑制,合理的布局和走线规则是必不可少的。

此外,还需要综合考虑其他因素,如地线规划、耦合电容和电感、电源规划等,以确保高速电路的正常工作。

《高速PCB设计介绍》课件

《高速PCB设计介绍》课件

布局设计技巧和注意事项
1 分区设计
根据电路功能和信号特性,将PCB划分为不同的区域。
2 信号与电源分离
避免信号和电源之间的相互干扰,以提高信号完整性。
3 走线技巧
采用合适的走线方式,如避免交叉、减小走线长度等。
差分和阻抗匹配设计
1
差分信号
解释差分信号的概念和用途,以及差分线路的布局和走线规则。
2
解释选择适当的线宽线具
介绍常用的PCB设计软件,如Altium Designer和PADS。
PCB的生产流程
原理图设计
使用EDA软件完成电路原理图的设计与验证。
布局设计
将原理图中的元件转换为PCB上的布局,并 考虑布线和散热等因素。
生成Gerber文件
将PCB设计转换为Gerber文件,供PCB制造 厂商生产。
《高速PCB设计介绍》 PPT课件
本课件将深入介绍高速PCB设计的基本概念和流程,让您了解电磁兼容性设 计、高速信号传输特性等关键问题,同时分享布局设计技巧和注意事项。
PCB设计概述
1
基础知识
了解PCB的基本结构和原理,包括通
设计要求
2
过孔、层叠等概念。
明确设计目标,包括信号完整性、干
扰抑制和散热等要求。
阻抗匹配
介绍阻抗匹配的原理和技巧,以确保信号传输的一致性和稳定性。
3
仿真和验证
使用仿真工具验证差分和阻抗匹配设计的性能,如SIwave和HyperLynx。
板厚、层压板和线宽线距选择
板厚选择
讨论选择适当的PCB板厚度对 布局和走线的影响。
层压板设计
介绍多层PCB的设计和层压板 的配置。
线宽线距选择
组装和焊接

高速PCB设计指南之三

高速PCB设计指南之三

高速PCB设计指南之三引言高速PCB设计是现代电子领域中非常重要的一环。

随着数字电子设备的快速发展,高速信号传输已经成为现代电路设计的常态。

为了确保高速信号的稳定性和可靠性,需要遵循一系列设计准则和技巧。

本文将介绍高速PCB设计中的一些关键指南,帮助读者轻松应对高速PCB设计挑战。

1. PCB布局准则高速PCB布局是确保信号完整性的第一步。

下面是一些常见的布局准则:1.1 信号和地平面分层为了减小信号回路面积,降低信号耦合和EMI,应采用分层布局。

将信号层与地层尽可能分开,并通过适当的细分来减小共模电流。

1.2 信号走线长度匹配对于多个高速信号,需要确保它们的走线长度相等,以避免信号传输延迟差异带来的问题。

可以通过布局规划和走线路径规划来实现长度匹配。

1.3 规避回流路径避免信号回流路径通过高速区域,可以减小信号回路面积和互相干扰的机会。

可以通过合理的布局规划和分层技术来实现。

1.4 分离噪声敏感区将噪声敏感区域与高速信号路径分离开来,可以降低噪声对高速信号的干扰。

例如,可以将时钟信号路径与噪声源分离,以减小时钟抖动的影响。

2. 信号走线准则高速信号的走线是确保信号完整性的关键。

下面是一些常见的信号走线准则:2.1 适当的层次规划根据设计需求,选择适当的层次进行走线。

比如,对于差分信号,可以选择内层信号层进行走线,以减小差分对的引脚间距。

2.2 管理引脚引导对于高速信号,需要避免引脚的过长引导,以减小信号的传输延迟。

可以通过按照信号走线的顺序安排引脚,减小信号走线的路径长度。

2.3 路由宽度控制根据信号的需求和设计规范,合理控制信号的走线宽度。

对于高速信号,需要适当增加走线宽度,以降低传输的串扰。

2.4 信号间距和地线间距为了减小信号间的串扰,需要适当增加信号间的距离。

对于差分信号,还需要注意地线间的距离,并保持一致。

3. PCB布线技巧除了布局和信号走线的准则外,还有一些布线技巧可以提高高速PCB设计的性能和可靠性:3.1 时钟布线对于时钟信号,需要特别注意布线。

ADI的高速PCB设计

ADI的高速PCB设计

ADI的高速PCB设计The World Leader in High Performance Signal Processing SolutionsA Practical Guide toHigh-Speed Printed CircuitBoard LayoutAgendaOverviewSchematicLocation location locationLocation, location, locationPower supply bypassingParasiticsGround and power planesPackagingRF Signal routing and shielding SummaryOverviewPCB layout is one of the last steps in the design process and often one of the most criticalHigh-speed circuit performance is heavily dependant onHigh speed circuit performance is heavily dependant on layoutA high-performance design can be rendered useless due to a poor or sloppy layoutpoor or sloppy layoutToday’s presentation will help:p y pz Improve the layout processz Ensure expected circuit performance is achievedz Reduce design timeL tz Lower costz Lower stress for you and the PCB designerThe World Leader in High Performance Signal Processing SolutionsSchematicSchematicA good layout starts with a good Schematic! Schematic flow and contentInclude as much information as you canInclude as much information as you canWhat should you include?Items to Include on a Schematic N tNotesComponent tolerances and case sizesPart numbers (internal/external/alternative)Board stack upTests or alignment procedurespPower dissipationControlled impedance and line matchingComponent de-ratingThermal requirementsThermal requirementsKeep outsMechanical considerationsCritical component placementCritical component placementWarning flagsWhat ever else you can think of!SchematicThe World Leader in High Performance Signal ProcessingSolutionsLocation, location, location! Location location location!Location, Location, LocationLocation Location LocationJust as in real estate location is everything!Input/output and power connections are typically defined…Everything else is undefinedd fi d E thi l i d fi dz Critical component placementSignal routingz Signal routingz Circuit and component proximityThe World Leader in High Performance Signal Processing SolutionsPower Supply BypassingPower Supply Bypassing Bypassing is essential tohigh speed circuitpperformanceCapacitors right at powersupply pinsCapacitors provide low ACz Capacitors provide low ACimpedance to groundz Provide local charge storagefor fast rising/falling edgesf f t i i/f lli dPower Supply Bypassing Bypassing is essential tohigh speed circuit performance +V S L1pCapacitors right at power supply pins Capacitors provide low ACC10.1μF1μHz Capacitors provide low AC impedance to ground z Provide local charge storage f f t i i /f lli dμfor fast rising/falling edges Keep trace lengths short EQUIVALENT DECOUPLED POWERLINE CIRCUIT RESONATES AT:f =1f =2πLC√f = 500kHzPower Supply BypassingBypassing is essential tohigh speed circuitpperformanceCapacitors right at powersupply pinsCapacitors provide low ACz Capacitors provide low ACimpedance to groundz Provide local charge storagefor fast rising/falling edgesf f t i i/f lli dKeep trace lengths shortPower Supply BypassingBypassing is essential tohigh speed circuitpperformanceCapacitors right at powersupply pinsCapacitors provide low ACz Capacitors provide low ACimpedance to groundz Provide local charge storagefor fast rising/falling edgesf f t i i/f lli dKeep trace lengths shortClose to load returnClose to load returnz Helps minimize transientcurrents in the ground planePower Supply BypassingB i i ti l tBypassing is essential to high speed circuit performanceC i i hCapacitors right at power supply pinsz Capacitors provide low ACi d t dimpedance to groundz Provide local charge storage for fast rising/falling edges K t l th h tKeep trace lengths short Close to load returnz Helps minimize transient pcurrents in the ground planeValuesz Individual circuit performance d dua c cu t pe o a cePower Supply Bypassing B i i ti l tBypassing is essential tohigh speed circuitperformanceC i i hCapacitors right at powersupply pinsz Capacitors provide low ACimpedance to groundz Provide local charge storage for fast rising/falling edgesKeep trace lengths shortKeep trace lengths shortClose to load returnz Helps minimize transient currents in the ground planein the ground planeValuesz Individual circuit performance Maintains low AC impedancez Maintains low AC impedancePower Supply Bypassing B i i ti l t Bypassing is essential tohigh speed circuitperformanceCapacitors right at power Capacitors right at powersupply pinsz Capacitors provide low ACP id l l h t fz Provide local charge storage forfast rising/falling edgesKeep trace lengths shortClose to load returnClose to load returnz Helps minimize transient currentsin the ground planeValuesz Individual circuit performancez Maintains low AC impedancez Multiple resonancesPower Supply Bypassing B i i ti l t hi hBypassing is essential to high speed circuit performance Capacitors right at powersupply pinssupply pinsz Capacitors provide lowimpedance AC returnProvide local charge storage forz Provide local charge storage forfast rising/falling edgesKeep trace lengths shortClose to load returnz Helps minimize transient currentsin the ground planeValuesz Individual circuit performancez Maintains low AC impedancez Multiple resonancesFerrite beadsThe World Leader in High Performance Signal Processing SolutionsParasitics。

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iA = area in cm 2Trace/Pad CapacitanceTrace/Pad CapacitanceApproximate Trace InductanceAll dimensions are in mmAll dimensions are in mmApproximate Trace InductanceAll dimensions are in mmExampleL= 25.4mmW = .25mm()H = .035mm (1oz copper)Strip Inductance = 28.8nHAt 10MHz Z L 1.86 Ωa 3.6% errorAt10MHz Z=1.86a3.6%errorin a 50ΩsystemApproximate Trace InductanceAll dimensions are in mmExampleL= 2.54cm =25.4mm Minimize Inductance 1)Use Ground planeW = .25mmH = .035mm (1oz copper)1) Use Ground plane2) Keep length short (halvingthe length reducesi d b44%)() Strip Inductance = 28.8nHAt10MHz Z=1.86a3.6%errorinductance by 44%) 3) Doubling width only reduces inductance byAt 10MHz Z L 1.86 Ωa 3.6% errorin a 50Ωsystem11%Via ParasiticsVia Cross SectionD 2T&HDD 1Capacitor Parasitic ModelResistor Parasitic ModelLow Frequency Op Amp SchematicHigh Speed Op Amp Schematic/en/design-tools/dt-multisim-spice-program-download/design-center/index.htmlHigh Speed Op Amp SchematicParasitic CapacitanceStray Capacitance Simulation SchematicFrequency Response with 2pF Stray Capacitance1.8dB peaking1.8dB peakingStray InductanceParasitic InductanceParasitic Inductance Simulation SchematicAD805525.4mm x .25mm” =29nHPulse Response With and Without Ground Plane0.6dB overshootTransient Response AD80091GHz Current Feedback AmplifierR F 402Ω+5V R G 5V 10uF 402Ω0.1uF 0.1uF 150Ω10uF -5VSmall Changes Can Make a Big Difference!Circuit ACi it A Circuit BCi it BImproper Use of Scope Probe Ground ClipEffect of Clip Lead InductanceProper Grounding for Scope Probe in High-Speed MeasurmentsSmall Changes Make Big Differences Circuit ACircuit B21ns17ns25% reduction in ringing duration and amplitudeThe World Leader in High Performance Signal Processing SolutionsGround and Power PlanesGround and Power Planes Provide A common reference pointShieldingLower noiseLower noiseLower resistancepLower impedanceReduces parasiticsHeat sinkPower distributionGround PlaneIIGround Plane and Trace RoutingGround Plane and Trace Routing。

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