高速pcb设计指南之六
高速pcb设计
振铃产生原因： 信号如果在传输线上来回反射，就会产生振铃。
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高速PCB设计-信号完整性分析
串扰 串扰表现： 串扰表现为在一根信号线上有信号通过时，在PCB板上与之 相邻的信号线上就会感应出相关的信号。 易产生串扰的信号： 异步信号 时钟信号 串扰解决方法： 信号线距离地线越近，线间距越大，产生的串扰信号就越 小。因此解决串扰的方法是移开发生串扰的信号或屏蔽被严重干扰 的信号（包地）。
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高速PCB设计-基本概念
地电平面反弹噪声(简称为地弹，Ground bounce) 地弹是指由较大的电流涌动引起的、在地平面上产生的电压波动和变化。 地弹产生原因： 当较大的瞬态电流在芯片与板的电源平面流过，芯片封装与电源平面的 电感和电阻会引发电源噪声，这样会在真正的地平面(0V)上产生电压的波动和 变化，这就是地电平面反弹噪声。 地弹的后果： 地电平面反弹噪声会影响其它元器件的动作。 影响地弹的因素： 负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大、同时开关器件数目 的增加均会导致地弹的增大。
过冲与下冲 过冲与下冲 虽然大多数元件接收端都有输入保护二极管保护， 但有时这些过冲电平会远远超过元件电源电压范围，损坏 元器件。 过冲与下冲产生的原因： 过长的走线； 信号变化太快；
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高速PCB设计-信号完整性分析
振铃（Ringing） 振铃（Ringing） 信号的振荡发生在逻辑电平门限附近，多次跨越逻辑电平门 限从而导致逻辑功能紊乱。
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高速PCB设计-基本概念
传输速率 由电磁波理论中的Maxwell’s理论可知，正弦波信号在介质中传播速度 （Vp）与光速成正比，与其介质常数（εr）平方根成反比。 电磁波在空气中的传输速度
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。
高速PCB电路的布线设计指南
高速PCB设计指南之一第一篇PCB布线在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。
PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。
布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。
必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。
一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。
并试着重新再布线，以改进总体效果。
对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。
1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
高速PCB设计指南6
高速PCB設計指南之六第一篇混合信號電路板的設計準則類比電路的工作依賴連續變化的電流和電壓。
數位電路的工作依賴在接收端根據預先定義的電壓電平或門限對高電平或低電平的檢測，它相當於判斷邏輯狀態的“真”或“假”。
在數位電路的高電平和低電平之間，存在“灰色”區域，在此區域數位電路有時表現出類比效應，例如當從低電平向高電平(狀態)跳變時，如果數位信號跳變的速度足夠快，則將産生過沖和回鈴反射現象。
對於現代板極設計來說，混合信號PCB的概念比較模糊，這是因爲即使在純粹的“數位”器件中，仍然存在類比電路和類比效應。
因此，在設計初期，爲了可靠實現嚴格的時序分配，必須對類比效應進行仿真。
實際上，除了通信産品必須具備無故障持續工作數年的可靠性之外，大量生産的低成本/高性能消費類産品中特別需要對類比效應進行仿真。
現代混合信號PCB設計的另一個難點是不同數位邏輯的器件越來越多，比如GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS邏輯，每種邏輯電路的邏輯門限和電壓擺幅都不同，但是，這些不同邏輯門限和電壓擺幅的電路必須共同設計在一塊PCB上。
在此，通過透徹分析高密度、高性能、混合信號PCB的佈局和佈線設計，你可以掌握成功策略和技術。
一、混合信號電路佈線基礎當數位和類比電路在同一塊板卡上共用相同的元件時，電路的佈局及佈線必須講究方法。
圖1所示的矩陣對混合信號PCB的設計規劃有幫助。
只有揭示數位和類比電路的特性，才能在實際佈局和佈線中達到要求的PCB設計目標。
圖1：類比和數位電路：混合信號設計的兩個方面在混合信號PCB設計中，對電源走線有特別的要求並且要求類比雜訊和數位電路雜訊相互隔離以避免雜訊耦合，這樣一來佈局和佈線的複雜性就增加了。
對電源傳輸線的特殊需求以及隔離類比和數位電路之間雜訊耦合的要求，使混合信號PCB的佈局和佈線的複雜性進一步增加。
如果將A/D轉換器中類比放大器的電源和A/D轉換器的數位電源接在一起，則很有可能造成類比部分和數位部分電路的相互影響。
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设计是一项复杂的任务，需要考虑到信号完整性、电磁兼容性和噪声抑制等因素。
下面列出了一些高速电路PCB设计的方法和技巧：
1. 确定信号完整性要求：根据设计要求和信号频率，确定信号完整性要求，如信号的上升/下降时间、功率边缘、噪声容限等。
2. 选择适当的材料：选择适当的PCB材料，比如具有较低介电常数和损耗因子的高频层压板材料，以提高信号完整性。
3. 排布设计：在PCB布局设计中，将信号线和地线层紧密地排布在一起，以降低传输延迟。
同时，尽量避免信号线交叉和平行布线，以减小串扰干扰。
4. 使用差分信号线：对于高速信号，采用差分信号线可以减少干扰和噪声。
差分信号线需要保持匹配长度和间距，并使用差分对地层。
5. 引脚分布：将相关的信号和地线引脚布局在相邻位置，并使用直接和短的连接，以减小传输延迟。
6. 电源和地线：在PCB设计中，电源和地线是非常重要的。
为了提高电源供应的稳定性和降低噪声，采用分层设计，并保持电源和地线的低阻抗连通。
7. 规避回流路径：设计中应尽量避免信号流经大电流回流路径，以降低电磁干扰。
8. 耦合和终端阻抗：为了提高信号的传输质量，需要合理设计耦合和终端阻抗，并在设计中考虑到信号的反射和幅度损耗。
9. 电磁兼容性：在PCB设计中，应遵循电磁兼容性规范，使用恰当的屏蔽和过滤技术，以减少电磁辐射和敏感性。
10. 仿真和调试：在最终的PCB设计中，使用仿真工具来验证信号完整性和电磁兼容性，并在实际测试中进行调试和优化。
以上是一些高速电路PCB设计的方法和技巧，设计人员可以根据实际需求和设计要求来选择和应用。
高速PCB实践设计指南
（2） W 表示印制线宽度， L 表示印制线长度， H 表示印制线的厚度。 全部尺寸都以 mm 为单位。
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图 8. 通孔尺寸 公式（4）示出了如何计算通孔（参见图 8）引起的寄生电容 （4）
图 6. 印制线电感 图 7 中的振荡示出了高速运算放大器同相输入端长度为 2.54 － ，足以 cm 的印制线的影响。其等效寄生电感为 29 nH（10 9H） 造成持续的低压振荡，会持续到整个瞬态响应周期。图 7 还示 出了如何利用接地平面来减小寄生电感的影响。
高速 PCB 布线实践指南
作者：John Ardizzoni
虽然印制电路板（PCB）布线在高速电路中具有关键的作用， 但它往往是电路设计过程的最后几个步骤之一。 高速 PCB 布线 有很多方面的问题，关于这个题目已有人撰写了大量的文献。 本文主要从实践的角度来探讨高速电路的布线问题。主要目的 在于帮助新用户当设计高速电路 PCB 布线时对需要考虑的多 种不同问题引起注意。另一个目的是为已经有一段时间没接触 PCB 布线的客户提供一种复习资料。由于版面有限，本文不可 能详细地论述所有的问题，但是我们将讨论对提高电路性能、 缩短设计时间、节省修改时间具有最大成效的关键部分。 虽然这里主要针对与高速运算放大器有关的电路，但是这里所 讨论的问题和方法对用于大多数其它高速模拟电路的布线是 普遍适用的。当运算放大器工作在很高的射频（RF）频段时， 电路的性能很大程度上取决于 PCB 布线。 “图纸”上看起来很 好的高性能电路设计，如果由于布线时粗心马虎受到影响，最 后只能得到普通的性能。在整个布线过程中预先考虑并注意重 要的细节会有助于确保预期的电路性能。
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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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高速电路板的设计方法介绍
高速电路板的设计方法介绍高速电路板的设计方法介绍一、引言高速电路板的设计是现代电子设备设计中的一个重要环节。
随着数字通信、计算机网络和移动通信的迅猛发展，高速电路板的需求也越来越迫切。
在高速电路板设计过程中，如何保证信号传输的稳定性和可靠性是一个非常重要的问题。
本文将介绍一些高速电路板的设计方法，以帮助读者更好地进行高速电路板设计。
二、高速电路板的特点高速电路板的特点是信号频率高、传输速度快、信号波形陡峭。
这些特点造成了以下几个问题：1. 信号完整性：由于信号传输速度快，信号波形陡峭，会导致信号完整性问题，例如信号的反射、串扰、时钟抖动等。
这些问题都会影响信号的传输稳定性，因此需要采取一系列措施来解决。
2. 电磁兼容性：高速电路板上的信号传输往往伴随着电磁辐射和敏感度，因此需要采取一系列电磁屏蔽和抑制方法来保证电磁兼容性。
3. 导线长度和走线布局：在高速电路板设计中，导线长度和走线布局的合理安排对信号传输有很大的影响。
合理的布局可以减小信号传输的延迟和串扰，保证信号的传输稳定性。
三、高速电路板设计的方法1. 信号完整性设计方法：（1）端口匹配：由于高速信号传输速度快，对于驱动输出和接收输入端口的匹配非常重要。
可以通过匹配控制阻抗和使用差分信号传输等方式来提高信号完整性。
（2）布线规则：在布线过程中，需要考虑信号线的走向、长度和层次。
可以采用等长电平、分层布线、减小串扰等方法来提高信号完整性。
（3）控制信号源：信号源的波形和电平控制也是保证信号完整性的重要因素。
需要通过合理的设计来减小信号的反射和串扰。
2. 电磁兼容性设计方法：（1）屏蔽和抑制：可以通过采用屏蔽盒、层间屏蔽、电磁屏蔽材料等方式来减小电磁辐射。
同时，还可以采用电源捶击器、衰减器等抑制器件来减小敏感度。
（2）地线设计：地线是高速电路板设计中的一个重要因素，合理的地线设计能减小电流回路的环路面积，降低电磁辐射。
（3）滤波器设计：可以在高速电路板上增加一些滤波器来减小电磁辐射和敏感度。
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。
高速电路板设计指南(中文版)
高速板设计技术(HighSpeedBoardDesign)目录高速板设计技术(HIGHSPEEDBOARDDESIGN)1 1．电源分配31.1电源分配网络作为动力源3 1.1.1阻抗的作用3 1.1.2电源总线法vs电源位面法4 1.1.3线路噪声过滤5 1.1.4 旁路电容的放置81.2 电源分配网络作为信号回路9 1.2.1自然的信号返回线路9 1.2.2总线vs信号回路平面 101.3 设计板面应考虑电源分配 10 1.3.1当心电源层割缝 11 1.3.1.1地线电缆的有效性 11 1.3.1.2分离模拟电源平面与数据电源平面 12 1.3.1.3避免重叠分离的板平面 12 1.3.1.4隔开敏感元件 12 1.3.1.5隔开敏感元件将电源总线靠近信号线 122.传输信号线2.1传输线分类 14 2.1.1 对带状线来说：14 2.1.2 对微波传输线：152.2计算分散的负载 15 2.3反射16 2.4反射定量化 18 2.5传输线布局法则 252.5.1避免断点 25 2.5.2不要使用STUB和T S 263.色度亮度干扰 263.1电容性干扰 26 3.2电感性干扰 283.2.1线圈的尺寸和紧密程度 29 3.2.2负载阻抗 29 3.3干扰解决方法总结 294．电磁干扰（EMI） 304.1环路（LOOPS） 304.2过滤（FILTERING） 30 4.2.1 EMI过滤器 30 4.2.2铁氧体噪声干扰抑制器（ferrite noise suppressors） 31 4.3设备速度 32总结33高速板设计技术(HighSpeedBoardDesign)前言如今，许多系统设计中最重要的因素就是速度问题。
66MHz到200MHz处理器是很普通的；233-266MHz的处理器也变得轻易就可得到。
对于高速度的要求主要来自：a)要求系统在令用户感到舒适的、很短时间内就能完成复杂的任务。
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 设计是非常重要的，因为它可能会对电路性能和信号完整性产生重要影响。
以下是一些高速电路 PCB 设计方法和技巧：
1. 布局规划：确保在 PCB 上正确布局各个电路模块，尽量减少信号路径长度和电流回路，避免交叉干扰和干扰耦合。
2. 地线规划：准确规划地线，减少回流路径和地回流阻抗，以确保信号完整性和抑制噪声。
3. 信号层分离：将信号层和电源层分离，减少干扰和耦合。
在有需要的地方使用地层分离。
4. 绕线规则：使用最短的路径和尽可能直线的路径连接信号源和接收器。
避免锐角和过于绕曲的路径，以减少信号损耗和延迟。
5. 信号完整性：在设计中使用适当的终端电阻、差分线、缓冲器和阻抗匹配等技术，以保持信号完整性和抑制回波和反射。
6. 电源和地线：确保电源和地线的良好连接和分配，减少电源噪声和地回流。
7. 绝缘：在高速电路附近使用绝缘层，以隔离高速信号和其他信号。
8. 过滤和抑制：在输入和输出端口使用合适的滤波器和抑制电路，以减少噪声和干扰。
9. EMI 和 RFI：在设计中采取一些措施来减少电磁干扰和无线干扰，如使用屏蔽层和地平面。
10. 模拟和数字信号分离：将模拟信号和数字信号分离，以减
少干扰和串扰。
总结来说，高速电路PCB 设计需要考虑布局规划、地线规划、信号层分离、绕线规则、信号完整性、电源和地线、绝缘、过滤和抑制、EMI 和 RFI、以及模拟和数字信号分离等因素。
这些方法和技巧可以帮助确保高速电路性能和信号完整性。
高速PCB设计指南
目录高速PCB设计入门概念问答高速PCB设计指南（一）高速PCB设计指南（二）高速PCB设计指南（三）高速PCB设计指南（四）高速PCB设计指南（五）高速PCB设计指南（六）高速PCB设计指南（七）高速PCB设计指南（八）高速PCB布线问题高速PCB板的电源布线设计高速PCB设计心得设计高速电路板的注意事项高速板4层以上布线总结接地技术总结高速印制电路板的设计及布线要点5GHz的高频电路设计技巧高速PCB设计入门概念问答要做高速的PCB设计，首先必须明白下面的一些基本概念，这是基础。
1、什么是电磁干扰（EMI）和电磁兼容性(EMC)?(Electromagnetic Interference)，有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合（干扰）到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络。
在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
自从电子系统降噪技术在70年代中期出现以来，主要由于美国联邦通讯委员会在1990年和欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章，这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。
符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性EMC（Electromagnetic Compatibility）。
2、什么是信号完整性(signal integrity)?信号完整性是指信号在信号线上的质量。
信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候，具有所必需达到的电压电平数值。
差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。
主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。
常见信号完整性问题及解决方法问题可能原因解决方法其他解决方法过大的上冲终端阻抗不匹配终端端接使用上升时间缓慢的驱动源直流电压电平不好线上负载过大以交流负载替换直流负载在接收端端接，重新布线或检查地平面过大的串扰线间耦合过大使用上升时间缓慢的发送驱动器使用能提供更大驱动电流的驱动源时延太大传输线距离太长替换或从新部线，检查串行端接使用阻抗匹配的驱动源，变更布线策略振荡阻抗不匹配在发送断串接阻尼电阻3、什么是反射(reflection)?反射就是在传输线上的回波。
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。
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设计指南之六
高速p c b设计指南之六The document was prepared on January 2, 2021高速PCB设计指南之六第一篇混合信号电路板的设计准则模拟电路的工作依赖连续变化的电流和电压。
数字电路的工作依赖在接收端根据预先定义的电压电平或门限对高电平或低电平的检测，它相当于判断逻辑状态的“真”或“假”。
在数字电路的高电平和低电平之间，存在“灰色”区域，在此区域数字电路有时表现出模拟效应，例如当从低电平向高电平(状态)跳变时，如果数字信号跳变的速度足够快，则将产生过冲和回铃反射现象。
对于现代板极设计来说，混合信号PCB的概念比较模糊，这是因为即使在纯粹的“数字”器件中，仍然存在模拟电路和模拟效应。
因此，在设计初期，为了可靠实现严格的时序分配，必须对模拟效应进行仿真。
实际上，除了通信产品必须具备无故障持续工作数年的可靠性之外，大量生产的低成本/高性能消费类产品中特别需要对模拟效应进行仿真。
现代混合信号PCB设计的另一个难点是不同数字逻辑的器件越来越多，比如GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS逻辑，每种逻辑电路的逻辑门限和电压摆幅都不同，但是，这些不同逻辑门限和电压摆幅的电路必须共同设计在一块PCB上。
在此，通过透彻分析高密度、高性能、混合信号PCB的布局和布线设计，你可以掌握成功策略和技术。
一、混合信号电路布线基础当数字和模拟电路在同一块板卡上共享相同的元件时，电路的布局及布线必须讲究方法。
图1所示的矩阵对混合信号PCB的设计规划有帮助。
只有揭示数字和模拟电路的特性，才能在实际布局和布线中达到要求的PCB设计目标。
图1：模拟和数字电路：混合信号设计的两个方面在混合信号PCB设计中，对电源走线有特别的要求并且要求模拟噪声和数字电路噪声相互隔离以避免噪声耦合，这样一来布局和布线的复杂性就增加了。
对电源传输线的特殊需求以及隔离模拟和数字电路之间噪声耦合的要求，使混合信号PCB 的布局和布线的复杂性进一步增加。
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高速p c b设计指南之六 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8高速PCB设计指南之六第一篇混合信号电路板的设计准则模拟电路的工作依赖连续变化的电流和电压。
数字电路的工作依赖在接收端根据预先定义的电压电平或门限对高电平或低电平的检测，它相当于判断逻辑状态的“真”或“假”。
在数字电路的高电平和低电平之间，存在“灰色”区域，在此区域数字电路有时表现出模拟效应，例如当从低电平向高电平(状态)跳变时，如果数字信号跳变的速度足够快，则将产生过冲和回铃反射现象。
对于现代板极设计来说，混合信号PCB的概念比较模糊，这是因为即使在纯粹的“数字”器件中，仍然存在模拟电路和模拟效应。
因此，在设计初期，为了可靠实现严格的时序分配，必须对模拟效应进行仿真。
实际上，除了通信产品必须具备无故障持续工作数年的可靠性之外，大量生产的低成本/高性能消费类产品中特别需要对模拟效应进行仿真。
现代混合信号PCB设计的另一个难点是不同数字逻辑的器件越来越多，比如GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS逻辑，每种逻辑电路的逻辑门限和电压摆幅都不同，但是，这些不同逻辑门限和电压摆幅的电路必须共同设计在一块PCB上。
在此，通过透彻分析高密度、高性能、混合信号PCB的布局和布线设计，你可以掌握成功策略和技术。
一、混合信号电路布线基础当数字和模拟电路在同一块板卡上共享相同的元件时，电路的布局及布线必须讲究方法。
图1所示的矩阵对混合信号PCB的设计规划有帮助。
只有揭示数字和模拟电路的特性，才能在实际布局和布线中达到要求的PCB设计目标。
图1：模拟和数字电路：混合信号设计的两个方面在混合信号PCB设计中，对电源走线有特别的要求并且要求模拟噪声和数字电路噪声相互隔离以避免噪声耦合，这样一来布局和布线的复杂性就增加了。
对电源传输线的特殊需求以及隔离模拟和数字电路之间噪声耦合的要求，使混合信号PCB 的布局和布线的复杂性进一步增加。
如果将A/D转换器中模拟放大器的电源和A/D转换器的数字电源接在一起，则很有可能造成模拟部分和数字部分电路的相互影响。
或许，由于输入/输出连接器位置的缘故，布局方案必须把数字和模拟电路的布线混合在一起。
在布局和布线之前，工程师要弄清楚布局和布线方案的基本弱点。
即使存在虚假判断，大部分工程师倾向利用布局和布线信息来识别潜在的电气影响。
二、现代混合信号PCB的布局和布线下面将通过OC48接口卡的设计来阐述混合信号PCB 布局和布线的技术。
OC48代表光载波标准48，基本上面向串行光通讯，它是现代通讯设备中高容量光通讯标准的一种。
OC48接口卡包含若干典型混合信号PCB的布局和布线问题，其布局和布线过程将指明解决混合信号PCB布局方案的顺序和步骤。
图2：OC48接口卡的逻辑如图2所示，OC48卡包含一个实现光信号和模拟电信号双向转换的光收发器。
模拟信号输入或输出数字信号处理器，DSP 将这些模拟信号转换为数字逻辑电平，从而可与微处理器、可编程门阵列以及在OC48卡上的DSP和微处理器的系统接口电路相连接。
独立的锁相环、电源滤波器和本地参考电压源也集成在一起。
其中，微处理器是一个多电源器件，主电源为2V，的I/O 信号电源由板上其他数字器件共享。
独立数字时钟源为OC48 I/O、微处理器和系统I/O提供时钟。
经过检查不同功能电路块的布局和布线要求，初步建议采用12层板，如图3所示。
微带和带状线层的配置可以安全地减少邻近走线层的耦合并改善阻抗控制。
第一层和第二层之间设置接地层，将把敏感的模拟参考源、CPU核和PLL滤波器电源的布线与在第一层的微处理器和DSP器件相隔离。
电源和接地层总是成对出现的，与OC48卡上为共享电源层所做的一样。
这样将降低电源和地之间的阻抗，从而减少电源信号上的噪声。
要避免在邻近电源层的地方走数字时钟线和高频模拟信号线，否则，电源信号的噪声将耦合到敏感的模拟信号之中。
要根据数字信号布线的需要，仔细考虑利用电源和模拟接地层的开口(split)，特别是在混合信号器件的输入和输出端。
在邻近信号层穿过一开口走线会造成阻抗不连续和不良的传输线回路。
这些都会造成信号质量、时序和EMI问题。
有时增加若干接地层，或在一个器件下面为本地电源层或接地层使用若干外围层，就可以取消开口并避免出现上述问题，在OC48接口卡上就采用了多个接地层。
保持开口层和布线层位置的层叠对称可以避免卡变形并简化制作过程。
由于1盎司覆铜板耐大电流的能力强，电源层和对应的接地层要采用1盎司覆铜板，其它层可以采用0.5盎司覆铜板，这样，可以降低暂态高电流或尖峰期间引起的电压波动。
如果你从接地层往上设计一个复杂的系统，应采用0.093英寸和0.100英寸厚度的卡以支撑布线层及接地隔离层。
卡的厚度还必须根据过孔焊盘和孔的布线特征尺寸调整，以便使钻孔直径与成品卡厚度的宽高比不超过制造商提供的金属化孔的宽高比。
如果要用最少的布线层数设计一个低成本、高产量的商业产品，则在布局或布线之前，要仔细考虑混合信号PCB上所有特殊电源的布线细节。
在开始布局和布线之前，要让目标制造商复查初步的分层方案。
基本上要根据成品的厚度、层数、铜的重量、阻抗(带容差)和最小的过孔焊盘和孔的尺寸来分层，制造商应该书面提供分层建议。
建议中要包含所有受控阻抗带状线和微带线的配置实例。
要将你对阻抗的预测与制造商对阻抗的结合起来考虑，然后，利用这些阻抗预测可以验证用于开发CAD布线规则的仿真工具中的信号布线特性。
三、OC48卡的布局在光收发器和DSP之间的高速模拟信号对外部噪声非常敏感。
同样，所有特殊电源和参考电压电路也使该卡的模拟和数字电源传输电路之间产生大量的耦合。
有时，受机壳形状的限制，不得不设计高密度板卡。
由于外部光缆接入卡的方位和光收发器部分元件尺寸较高，使收发器在卡中的位置很大程度上被固定死。
系统I/O连接器位置和信号分配也是固定的。
这是布局之前必须完成的基础工作(见图4)。
与大多数成功的高密度模拟布局和布线方案一样，布局要满足布线的要求，布局和布线的要求必须互相兼顾。
对一块混合信号PCB的模拟部分和2V工作电压的本地CPU内核，不推荐采用“先布局后布线”的方法。
对OC48卡来说，DSP模拟电路部分包含有模拟参考电压和模拟电源旁路电容的部分应首先互动布线。
完成布线后，具有模拟元件和布线的整个DSP要放到距离光收发器足够近的地方，充分保证高速模拟差分信号到DSP的布线长度最短、弯曲和过孔最少。
差分布局和布线的对称性将减少共模噪声的影响。
但是，在布线之前很难预测布局的最佳方案(见图5)。
要向芯片分销商咨询PCB排板的设计指南。
在按照指南设计之前，要与分销商的应用工程师充分交流。
许多芯片分销商对提供高质量的布板建议有严格的时间限制。
有时，他们提供的解决方案对于使用该器件的“一级客户”是可行的。
在信号完整性(SI)设计领域，新器件的信号完整性设计特别重要。
根据分销商的基本指南并与封装中每条电源和接地引脚的特定要求相结合，就可以开始对集成了DSP和微处理器的OC48卡布局布线。
高频模拟部分的位置和布线确定后，就可以按照框图中所示的分组方法放置其余的数字电路。
要注意仔细设计下列电路：对模拟信号灵敏度高的CPU中PLL电源滤波电路的位置；本地CPU内核电压调整器；用于“数字”微处理器的参考电压电路。
数字布线的电气和制造准则规范此时才可以恰当地应用到设计之中。
前述对高速数字总线和时钟信号的信号完整性的设计，揭示出一些对处理器总线、平衡Ts及某些时钟信号布线的时滞匹配的特殊布线拓扑要求。
但是你或许不知道，也有人提出更新的建议，即增加若干端接电阻。
在解决问题的过程中，布板阶段做一些调整是当然的事。
但是，在开始布线之前，很重要的一步是按照布局方案验证数字部分的时序。
此时此刻，对板卡进行完整DFM/DFT布局复查将有助于确保该卡满足客户的需要。
四、OC48卡的数字布线对于数字器件电源线和混合信号DSP的数字部分，数字布线要从SMD出路图(escape patterns)开始。
要采用装配工艺允许的最短和最宽的印制线。
对于高频器件来说，电源的印制线相当于小电感，它将恶化电源噪声，使模拟和数字电路之间产生不期望的耦合。
电源印制线越长，电感越大。
采用数字旁路电容可以得到最佳的布局和布线方案。
简言之，根据需要微调旁路电容的位置，使之安装方便并分布在数字部件和混合信号器件数字部分的周围。
要采用同样的“最短和最宽的走线”方法对旁路电容出路图进行布线。
当电源分支要穿过连续的平面时(如OC48接口卡上的电源层)，则电源引脚和旁路电容本身不必共享相同的出口图，就可以得到最低的电感和ESR旁路。
在OC48接口卡这样的混合信号PCB上，要特别注意电源分支的布线。
记住，要在整个卡上以矩阵排列的形式放置额外的旁路电容，即使在无源器件附近也要放置 (见图6)。
电源出路图确定之后，就可以开始自动布线。
OC48卡上的ATE测试触点要在逻辑设计时定义。
要确保ATE接触到100%的节点。
为了以0.070英寸的最小ATE测试探头实现ATE测试，必须保留引出过孔(breakout via)的位置，以保证电源层不会被过孔的反面焊盘(antipads)交叉所隔断。
如果要采用一个电源和接地层开口(split)方案，应在平行于开口的邻近布线层上选择偏移层(layer bias)。
在邻近层上按该开口区域的周长定义禁止布线区，防止布线进入。
如果布线必须穿过开口区域到另一层，应确保与布线相邻的另一层为连续的接地层。
这将减少反射路径。
让旁路电容跨过开口的电源层对一些数字信号的布板有好处，但不推荐在数字和模拟电源层之间进行桥接，这是因为噪声会通过旁路电容互相耦合。
若干最新的自动布线应用程序能够对高密度多层数字电路进行布线。
初步布线阶段要在SMD出口中使用0.050英寸大尺寸过孔间距和考虑所使用的封装类型，后续布线阶段要容许过孔的位置互相靠得比较近，这样所有工具都能实现最高的布通率和最低的过孔数。
由于OC48处理器总线采用一种改进的星形拓扑结构，在自动布线时其优先级最高(见图7)。
总结OC48卡布板完成之后要进行信号完整性核查和时序仿真。
仿真证明布线指导达到预期的要求并改善了第二层总线的时序指标。
最后进行设计规则检查、最终制造的复查、光罩和复查并签发给制造者，则布板任务才正式结束第二篇分区设计摘要：混合信号电路PCB的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能。
本文介绍的地和电源的分区设计能优化混合信号电路的性能。
如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则：第一个原则是尽可能减小电流环路的面积；第二个原则是系统只采用一个参考面。