信号完整性：多长的走线才是
PCB布线规则详解
PCB布线规则详解首先，布线规则包括了几个方面，其中包括走线规则、阻抗控制、电磁兼容性、信号完整性等。
走线规则是PCB布线中最基本的规则之一、在进行布线时，需要遵循走线的最短路径原则，尽量减小线路的长度，降低延迟和功耗。
同时，应该尽量减少线路之间的交叉和重叠，以减小串扰和干扰。
阻抗控制是保证信号传输质量的关键因素。
在高频信号传输中，信号的传播速度和波形会受到阻抗的影响。
因此，布线时需要根据设计要求来选择合适的走线宽度和间距，以控制信号的阻抗。
电磁兼容性是指电路在工作过程中不受外界电磁场的干扰，同时也不对周围环境产生干扰。
为了提高电磁兼容性，布线时需要尽量减小回路面积，减小回路的环形电流，合理安排信号线和电源线的位置，采用合适的屏蔽措施等。
信号完整性是指信号在传输过程中能够保持原始波形和稳定性。
布线时需要注意信号线的走线长度、走线路径以及信号线与电源线之间的距离等因素。
同时，还需要合理的串扰抑制措施，如通过地线隔离、差分串扰抵消、电源滤波等手段来保证信号的完整性。
除了上述的基本规则外，还需要考虑电气安全、机械强度和规划性等因素。
电气安全方面，应保证回路之间的绝缘性，避免发生触电等危险情况。
机械强度方面，需要考虑布线的嵌入度和支撑度，以避免线路断裂等问题。
规划性方面，则需考虑到后续的维护和修改，合理安排设备的布局和排线，以方便后期操作。
在实际操作中，布线规则通常会有一些特殊的要求，需要根据具体的设计需求来进行调整。
例如，对于模拟电路和数字电路，布线规则可能会有所不同。
对于高速线路和低速线路，布线规则也可能会有所不同。
因此，在进行PCB布线时，需要根据具体的电路设计要求和特点来确定合适的布线规则。
总之，PCB布线规则是保证电路性能和可靠性的重要因素。
通过遵循走线原则、控制阻抗、保证电磁兼容性和信号完整性等规则，可以提高电路的性能，降低干扰，保证电路的稳定运行。
同时，还需要考虑电气安全、机械强度和规划性等方面的要求，使电路设计达到最佳状态。
电路板设计与制作标准与规范
电路板设计与制作标准与规范引言在现代科技发展中，电路板在各行各业中都扮演着重要的角色。
它作为电子设备的核心组成部分，影响着产品的性能和可靠性。
为了确保电路板的设计和制作质量，一系列的标准与规范被制定出来。
本文将重点探讨电路板设计与制作的标准与规范，以提高电子产品的质量和可靠性。
一、电路板设计标准与规范1. 尺寸和布局电路板的尺寸和布局对于电子产品的性能和可靠性至关重要。
设计师应根据电路的功能和布线的需求，合理确定电路板的尺寸和布局。
在设计过程中，要遵循以下几个方面的标准与规范：- 底板尺寸：根据电子产品的需求，确定电路板的底板尺寸，确保电路板能够适应产品的尺寸要求。
- 元器件布局：合理布置各元器件的位置，避免相互之间的干扰和冲突，提高电路的可靠性和性能。
- 热管理：对于需要散热的元器件，要合理布局散热装置，确保电路板在工作过程中能够有效散热。
2. 线路布线和走线规范电路的线路布线和走线对于电路板的性能和可靠性有着重要影响。
设计师应根据以下标准与规范进行线路布线和走线：- 信号完整性：对于高频信号和模拟信号，要避免走线过长和走线路径交叉，减少信号的噪声和干扰。
- 电源线和地线：电源线和地线的布线要合理，避免电源线和地线之间的干扰，提高电路的稳定性和可靠性。
- 差分信号：对于差分信号的走线，要保持差分对的平衡，减少互相之间的串扰。
3. 元器件的选择与布局电路板中的元器件选择和布局对于电路的性能和可靠性有着直接影响。
在选择和布局过程中，设计师应遵循以下方面的标准与规范： - 元器件的可获得性和可替代性：选择市场上容易获得且有替代品的元器件，以提高生产的可持续性和成本控制。
- 元器件的热耦合和热分布：布局元器件时要注意热耦合和热分布，避免元器件之间的过热和热量集中。
4. 层间布局与层间连接多层电路板在实际设计和制作中应注意以下几个方面的标准与规范： - 层间绝缘性能：确保层间绝缘性能符合规范，避免因层间绝缘不足而影响电路板的可靠性。
信号完整性介绍
如果负载阻抗小于传输线的特性阻抗，负载试图消耗比当前源端提供
的能量更多的能量，故通过反射来通知源端输送更多的能量，这种情 况称为过阻尼。
如果负载阻抗大于传输线的特性阻抗，那么负载端多余的能量就会反
射回源端，由于负载端没有吸收全部能量，故称这种情况在尽量靠近负载端的位置加上拉或下拉 阻抗以实现终端的阻抗匹配.下图这种端接方式是简单 地在负载端加入一下拉到GROUND 的电阻RT（RT＝ Z0）来实现匹配.
3.串扰的消除 针对以上这些串扰的特性，可以归纳出几种减小串扰的 主要方法: ＊ 加大线间距，减小线平行长度，必要时可以以jog 方 式走线； ＊ 高速信号线在满足条件的情况下，加入端接匹配可以 减小或消除反射，从而减小串扰； ＊ 对于微带传输线和带状传输线，将走线高度限制在高 于地线平面10mil 以内，可以显著减小串扰； ＊ 在布线空间允许的条件下，在串扰较严重的两条线之 间插入一条地线，可以起到隔离的作用，从而减小串 扰。
2.信号过冲与振铃的消除 上图是高速信号的简化模型,Rs,Z0,RL分别表示输出阻 抗,传输线特性阻抗,输入阻抗,那麽始端反射系数和 终端反射系数分别为: Ρs=(Rs-Z0)/(Rs+Z0) ΡL=(RL-Z0)/(RL+Z0) 当RS或RL等于特性阻抗Z0时,始端反射系数或终端反射 系数为0,消除了反射或二次反射,即可以消除因反射 引起的过冲和振荡. 我们常用的方法有始,终端串联电阻匹配法,终端RC匹 配法和终端并联电阻匹配法.所有这些方法都是通过 引入新的阻抗,使输入或输出阻抗等于传输的特性阻 抗,始端或终端反射系数为0,从而消除反射带来的过 冲和振荡
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、过冲、串扰,振荡,地弹等。 *反射（Reflection）：指由于阻抗不匹配而造成的信号能量的不完全吸收，发 射的程度可以有反射系数ρ表示。 *过冲/下冲（Over shoot/under shoot）：过冲就是指接收信号的第一个峰值 或谷值超过设定电压——对于上升沿是指第一个峰值超过最高电压；对于下 降沿是指第一个谷值超过最低电压，而下冲就是指第二个谷值或峰值。 *串扰：串扰是指当信号在传输线上传播时，因电磁耦合对相邻的传输线产生的 不期望的电压噪声干扰，这种干扰是由于传输线之间的互感和互容引起的。 *振荡：在一个时钟周期中,反复的出现过冲和下冲,我们就称之为振荡。振荡根据 表现形式可分为振铃（Ringing）和环绕振荡，振铃为欠阻尼振荡,而环绕振荡 为过阻尼振荡。 *地弹（Ground Bounce）：指由于封装电感而引起地平面的波动，造成芯片地 和系统地不一致的现象。同样，如果是由于封装电感引起的芯片和系统电源 差异，就称为电源反弹（Power Bounce）。
传输线理论及信号完整性分析
二、信号完整性分析（Signal Integrity）
§1.什么是信号的完整性
信号完整性（英语：Signal integrity, SI）是对于电子信号质量的 一系列度量标准。 在数字电路中，一串二进制的信号流是通过电压（或电流）的波 形来表示。然而，自然界的信号实际上都可以看做是模拟的，所有的 信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里，一 个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果 通过导体，有多种效应可以降低信号的可信度，这样系统或设备将可 能无法正常工作。 信号完整性差不是由单一因素造成的，而是由板级设计中多种因素 共同引起的。破坏信号完整性的原因包括反射、振铃、地弹、串扰等。 随着信号工作频率的不断提高，信号完整性问题已经成为高速PCB工 程师关注的焦点。
特征阻抗是均匀传输线的瞬时阻抗， 具有瞬时阻抗的所有特点。所谓的均匀 传输线，诸如PCB上的微带线，和同轴 电缆等等。 特征阻抗Z0= 1 / (V*CL)
传输线理论
§3.传输线差分/共模阻抗和奇模/偶模阻抗之间的关系
传输线差分阻抗和共模阻抗概念比较容易理解，但是奇模偶模 阻抗概念比较难理解。 奇模和偶模是相对于地来说的，以地作为参考面。而差分线是相 对于2根线之间的关系来说的。下图是奇模和偶模的模型图：
传输线理论
§2.传输线令人迷惑的阻抗
阻抗是什么？和电阻有什么不同？为什么经常会说50欧姆阻抗， 75欧姆阻抗的概念？初学者可能会被这一系列问题困扰。电阻是直 流特性，不考虑电感和电容效应。而在交流信号的时候则需要考虑 电感和电容，阻抗也一般就是指交流阻抗。那什么是特征阻抗呢 (Characteristic Impedance)？先了解一下什么是瞬时阻抗 (instantaneous impedance)吧。 因为在信号线条和返回地平面间存在寄生电容，如下图所示。 当信号向前传播过程中，A点处电压不断不变化，对于寄生电容来 说，变化的电压意味着产生电流，方向如图中虚线所示。因此信号 感受到的阻抗就是电容呈现出来的阻抗，寄生电容构成了电流回流 的路径。信号在向前传播所经过的每一点都会感受到一个阻抗，这 个阻抗是变化的电压施加到寄生电容上产生的，通常叫做传输线的 瞬态阻抗。
PCB板布线中的信号完整性设计与优化
PCB板布线中的信号完整性设计与优化一、前言在电子行业中，PCB板布线的设计以及信号完整性的优化是非常重要的一环，因为信号完整性的好坏决定了整块PCB板的性能和可靠性。
现在很多高频率的电子产品越来越普及，对于高频电路特别是数字信号传输，更需要优化信号完整性。
在设计中，布线的方案、PCB板的板层数、接地和电源的规划以及信号的走位决定了信号完整性的好坏。
接下来，我们就来探究一下关于PCB板布线中的信号完整性设计与优化的一些技巧和经验。
二、布线技巧1. 最短路径在PCB板的布线设计中，最短路径规则是一个非常基本的原则。
这是因为信号的传输速度是有限的，当信号需要从一个芯片到达另一个芯片时，如果路径过长，就会导致信号的传输速率变慢，从而影响整个电路的性能。
因此，在进行布线设计时，需要将芯片的相邻引脚连接到最近的点上，以求得最短的路径。
2. 差分信号对差分信号对是指由两条独立的导线组成的一对信号线，这两条导线上携带着相同的信号，但极性相反。
在布线设计中，差分信号对的应用能够有效地抵消掉IEC的干扰信号，从而提高信号的灵敏度和抗干扰能力。
3. 地线布线地线是信号传输中非常关键的一条线路，在布线时，应该尽可能地减少复杂地地线网络。
布线时最好将所有接地引脚集中在一起，减少复杂的地面网络。
如果地面网络不可避免的会产生分支，就要合理安置分支，并保证各个分支的长度尽可能相等，以降低分支对信号的影响。
三、信号完整性优化技巧1. 噪声电源众所周知，噪声电源会对信号的传输和接收造成很大的影响。
为了减少电源噪声对信号传输的影响，可以在电路中加入低通滤波器、磁珠等元件以滤掉噪声信号。
2. 高频抗干扰在高频电路中，如果没有进行良好的电磁兼容性测试和抗干扰设计，就很容易受到周围干扰信号的影响。
因此，在高频电路设计中，可以考虑使用差分信号对技术，以优化信号的完整性并提高抗干扰性。
3. 电磁辐射电路中的高速信号和开关会产生较多的电磁辐射，这些辐射是否达到规定的标准会影响整个电路的性能。
高速电路设计中的信号完整性分析与布局布线建议
高速电路设计中的信号完整性分析与布局布线建议在高速电路设计中，信号完整性是一个至关重要的问题，它涉及到数据传输的可靠性和性能。
信号完整性分析与布局布线建议是确保电路正常运行的关键步骤。
本文将介绍高速电路设计中信号完整性的概念、分析方法以及布局布线建议。
首先，我们来了解一下信号完整性的概念。
信号完整性是指当信号在电路中传输时，能够保持其原始形状和幅度，不受噪声、时延和串扰等影响的能力。
对于高速电路来说，信号完整性的保持对于数据的正确传输和系统的稳定性至关重要。
在信号完整性分析中，我们首先需要进行信号完整性的建模和仿真。
建模是指将实际电路抽象成等效电路模型，仿真是指通过数学模型和仿真软件来模拟电路的运行。
常用的建模方法有传输线建模和电源/地面建模。
对于传输线建模，我们可以使用传输线模型来描述信号在电路中的传播，例如时域传输线模型和频域传输线模型。
时域传输线模型主要考虑信号的时域特性，通过考虑电感、电容和电阻等参数来模拟信号在电路中的传播。
而频域传输线模型则主要考虑信号的频域特性，通过考虑传输线的频率响应来模拟信号的传播。
电源/地面建模是指将电源和地面系统抽象为等效电路模型。
在高速电路中，电源和地面是信号传输的两个重要参考。
电源/地面的不稳定性会导致信号完整性的丧失。
因此，准确建模和仿真电源/地面系统对于信号完整性的分析非常重要。
在信号完整性分析中，我们还需要考虑一些与电路相关的参数和现象，例如时延、串扰和抖动等。
时延是指信号从输入到输出之间的延迟时间。
在高速电路中，时延不稳定性会导致信号的失真和时序问题。
串扰是指信号之间由于电磁耦合而产生的干扰。
电路中的布线、地线和电源引脚的位置等都会对串扰产生影响。
抖动是指信号的频率和幅度的不稳定性。
在高速电路中，抖动会导致时钟信号失真和时序错误。
为了保证信号完整性，我们可以根据分析的结果提出一些布局布线的建议。
首先，布局布线时应尽量减少传输线的长度和层间距离，从而降低信号的时延和串扰问题。
pcb设计走线常用规
PCB设计走线常用规
PCB设计中的走线规则是确保电路板正常工作的关键因素之一。
以下是一些常用的走线规则：
1. 线宽和线距：线宽和线距是PCB设计中最基本的走线规则。
线宽应该足够宽，以便能够承受电流，同时避免过大的电阻和电感效应。
线距应该足够大，以便能够提供足够的空间和电气隔离，减少串扰和噪声。
2. 阻抗控制：阻抗控制是PCB设计中的关键因素之一。
在高频电路和高速传输线中，阻抗控制尤为重要。
设计时需要考虑信号线的阻抗，并尽可能保持其稳定和一致。
3. 信号完整性：信号完整性是确保PCB设计中的信号传输正确和可靠的关键因素之一。
设计时需要考虑信号的传输路径和传输速度，并采取适当的措施来减少串扰和噪声。
4. 电源和接地：电源和接地是PCB设计中的关键因素之一。
设计时需要考虑电源的分配和接地的方式，并确保电源和接地之间的电气隔离，减少电源噪声和干扰。
5. 布线密度和层数：布线密度和层数是PCB设计中的关键因素之一。
设计时需要考虑电路板的尺寸和成本，并尽可能减少布线密度和层数，以降低成本和减小体积。
6. 热管理：热管理是PCB设计中的关键因素之一。
设计时需要考虑电路板的散热和冷却方式，并采取适当的措施
来减少热量和噪音。
总之，PCB设计中的走线规则是非常重要的，需要在设计过程中充分考虑并遵循相应的规则和标准，以确保电路板的正常工作和可靠性。
信号完整性
3.2 信号完整性仿真3.2.1 信号完整性基础高速PCB的信号线必须按照传输线理论去设计，否则就会产生反射、串扰、过冲和下冲等问题而严重影响信号的完整性。
信号完整性是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。
如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC，则该电路具有较好的信号完整性。
反之，当信号不能正常响应时，就出现了误触发、阻尼振荡、过冲、欠冲等时钟间歇振荡和数据出错等信号完整性问题。
当频率超过50MHz或信号上升时间Tr小于6倍传输线延时时，系统的设计必然面对互连延迟引起的时序问题以及串扰、传输线效应等信号完整性问题。
以下是印象信号完整性的一些现象。
①反射反射就是信号在传输线上的回波现象。
此时信号功率没有全部传输到负载处，有一部分被反射回来了。
在高速的PCB中导线必须等效为传输线，按照传输线理论，如果源端与负载端具有相同的阻抗，反射就不会发生了。
如果二者阻抗不匹配就会引起反射，负载会将一部分电压反射回源端。
根据负载阻抗和源阻抗的关系大小相同，反射电压可能为正，也可能为负。
如果反射信号很强，叠加在原信号上，很可能改变逻辑状态，导致接受数据错误。
如果在时钟信号上可能引起时钟沿不单调，进而引起误触发。
一般布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输以及电源平面的不连续等因素均会导致此类反射。
；另外常有一个输出多个接收，这时不同的布线策略产生的反射对每个接收端的影响也不相同，所以布线策略也是影响反射的一个不可忽视的因素。
②串扰在所有的信号完整性问题中，串扰现象是非常普遍的。
串扰可能会出现在芯片内部，也可能出现在电路板、连接器、芯片封装以及线缆上。
串扰是指在两个不同的电性能之间的相互作用。
产生串扰被称为Aggressor，而另一个收到串扰的被称为Victim。
通常，一个网络既是入侵者，又是受害者。
振铃和地弹都属于信号完整性问题中单信号线的现象，串扰则是自同一块PVB板上的两条信号线与地平面引起的，故也称为三线系统。
高速数据传输线路设计原理
高速数据传输线路设计原理在今天数字化时代，人们对于数据传输的需求已经越来越高，特别是在高速数据传输领域，设计出高效的数据传输线路变得尤为重要。
高速数据传输线路设计原理是指在一定频率范围内实现高速数据的快速传输，保证数据传输过程中的稳定性和可靠性，同时也要考虑成本和功耗因素。
在设计高速数据传输线路时，我们需要考虑以下几个关键原理：1. 信号完整性：在高速数据传输中，信号完整性是最重要的一个因素。
信号完整性主要包括保持信号的准确性和稳定性，避免信号失真和衰减。
为了保持信号的完整性，我们需要考虑信号的传输速度、传输距离、信号线的阻抗匹配、信号线的走线规划、信号线的屏蔽和互联线等因素。
2. 差分信号传输：差分信号传输是高速数据传输线路设计中常用的技术之一。
通过差分信号传输可以有效降低信号线的串扰和噪声干扰，提高数据传输的稳定性和可靠性。
差分信号传输主要包括差分传输线的设计、差分信号的发送和接收端的设计、差分信号的功耗分配等。
3. 信号线的走线规划：在高速数据传输线路设计中，信号线的走线规划是非常重要的一环。
合理的信号线走线规划可以减少信号的串扰和噪声干扰，提高数据传输的性能和稳定性。
在信号线的走线规划中，我们需要考虑信号线的长度、宽度、间距、走线方向、层间叠压等因素。
4. 电磁兼容性：高速数据传输线路设计中，电磁兼容性是一个需要重点考虑的问题。
电磁兼容性主要是指在数据传输过程中避免电磁辐射和电磁干扰对其他电路或设备造成影响。
为了保证电磁兼容性，我们需要考虑信号线的屏蔽、地线的规划、电源线的布局、滤波器的设计等。
总结来说，高速数据传输线路设计原理涉及到多个方面的技术要点，包括信号完整性、差分信号传输、信号线的走线规划、电磁兼容性等。
在实际设计过程中，需要综合考虑各种因素，选择合适的技术方案，保证高速数据传输线路的性能和稳定性，满足数据传输的需求。
希望以上内容能够帮助您更好地理解高速数据传输线路设计原理，并在实际应用中取得良好的效果。
信号完整性分析
信号完整性：信号反射作者:于博士信号沿传输线向前传播时，每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗，这个阻抗可能是传输线本身的，也可能是中途或末端其他元件的。
对于信号来说，它不会区分到底是什么，信号所感受到的只有阻抗。
如果信号感受到的阻抗是恒定的，那么他就会正常向前传播，只要感受到的阻抗发生变化，不论是什么引起的（可能是中途遇到的电阻，电容，电感，过孔，PCB转角，接插件），信号都会发生反射。
那么有多少被反射回传输线的起点？衡量信号反射量的重要指标是反射系数，表示反射电压和原传输信号电压的比值。
反射系数定义为：。
其中：为变化前的阻抗，为变化后的阻抗。
假设PCB线条的特性阻抗为50欧姆，传输过程中遇到一个100欧姆的贴片电阻，暂时不考虑寄生电容电感的影响，把电阻看成理想的纯电阻，那么反射系数为：，信号有1/3被反射回源端。
如果传输信号的电压是3.3V电压，反射电压就是1.1V。
纯电阻性负载的反射是研究反射现象的基础，阻性负载的变化无非是以下四种情况：阻抗增加有限值、减小有限值、开路（阻抗变为无穷大）、短路（阻抗突然变为0）。
阻抗增加有限值：反射电压上面的例子已经计算过了。
这时，信号反射点处就会有两个电压成分，一部分是从源端传来的3.3V电压，另一部分是在反射电压1.1V，那么反射点处的电压为二者之和，即4.4V。
阻抗减小有限值：仍按上面的例子，PCB线条的特性阻抗为50欧姆，如果遇到的电阻是30欧姆，则反射系数为，反射系数为负值，说明反射电压为负电压，值为。
此时反射点电压为3.3V+（-0.825V）=2.475V。
开路：开路相当于阻抗无穷大，反射系数按公式计算为1。
即反射电压3.3V。
反射点处电压为6.6V。
可见，在这种极端情况下，反射点处电压翻倍了。
短路：短路时阻抗为0，电压一定为0。
按公式计算反射系数为-1，说明反射电压为-3.3V，因此反射点电压为0。
计算非常简单，重要的是必须知道，由于反射现象的存在，信号传播路径中阻抗发生变化的点，其电压不再是原来传输的电压。
PCB布线规则与技巧
PCB布线规则与技巧PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）布线是电子产品设计中非常重要的一项工作，它决定了电路的性能和可靠性。
正确的布线可以确保信号传输的稳定性，降低噪音干扰，提高产品的工作效率和可靠性。
下面将介绍一些常用的PCB布线规则与技巧。
1.保持信号完整性：信号完整性是指信号在传输过程中不受噪音、串扰等干扰影响，保持原有的稳定性。
为了保持信号完整性，应尽量减少信号线的长度和走线面积，减少信号线与功率线、地线等的交叉和平行布线。
同时，在高速信号线上使用传输线理论进行布线，如匹配阻抗、差分信号布线等。
2.分离高频和低频信号：为了避免高频信号的干扰，应将高频信号线与低频信号线分开布线，并保持一定的距离。
例如，在布线时可以采用地隔离层将不同频率的信号线分离或者采用地隔离孔将不同频率的信号线连接到不同的地层。
这样可以减少高频信号的串扰和干扰。
3.合理布局：布线时应合理规划电路板的布局，将功率线和地线尽量靠近，以减少电磁干扰。
同时，尽量避免信号线与功率线、地线等平行布线，减少互穿引起的干扰。
在设计多层板时，还要考虑到信号引线的短暂电容和电感，尽量减小信号线长度，以减少信号传输时的延迟。
4.适当使用扩展板和跳线：在复杂的PCB布线中，有时无法直接连接到目标位置，这时可以使用扩展板或跳线来实现连接。
扩展板是一个小型的PCB板，可以将需要连接的器件布线到扩展板上，再通过导线连接到目标位置。
跳线可以直接用导线连接需要的位置，起到连接的作用。
但是，在使用扩展板和跳线时要注意保持信号完整性，尽量缩短导线长度，避免干扰。
5.优化地线布局：地线是电路中非常重要的部分，它不仅提供回路给电流，还能减少电磁干扰和噪音。
在布线时应保证地线的连续性和稳定性，地线应尽量靠近功率线，对于高频信号，还应采用充足的地平面来隔离。
同时，地线的走线应尽量短且直，减少环状或绕圈的走线。
6.合理规划电源线：电源线的布线要尽量靠近负载，减小电流环形和接地环形。
pcb rf信号走线基本要求
pcb rf信号走线基本要求（原创版）目录1.PCB RF 信号走线的基本要求2.RF 信号走线的重要性3.RF 信号走线的基本规则4.RF 信号走线的设计技巧5.总结正文一、PCB RF 信号走线的基本要求在设计 PCB（印刷电路板）时，RF（射频）信号走线是一个关键环节。
RF 信号走线负责在各个电子元件之间传输信号，其性能直接影响到整个电路系统的稳定性和性能。
因此，在设计 RF 信号走线时，需要遵循一些基本要求，以确保其能够满足电路系统的需求。
二、RF 信号走线的重要性RF 信号走线在 PCB 设计中的重要性主要体现在以下几个方面：1.信号完整性：RF 信号走线需要保证信号在传输过程中能够保持完整，避免因为走线不良导致的信号失真或衰减。
2.信号隔离：RF 信号走线应与其他信号走线保持一定的间距，以减少相互之间的干扰。
3.电磁兼容性：RF 信号走线需要满足电磁兼容性要求，避免走线产生电磁辐射，影响其他电子设备或本电路系统的正常工作。
4.信号传输速率：RF 信号走线应能够满足信号传输的速率要求，以保证整个电路系统的稳定性。
三、RF 信号走线的基本规则在设计 RF 信号走线时，需要遵循以下基本规则：1.走线宽度：RF 信号走线的宽度应根据信号的频率和传输速率进行设计。
通常情况下，走线宽度越宽，信号传输的速率越快，但同时也会增加成本。
2.走线长度：RF 信号走线的长度应尽量缩短，以减小信号传输过程中的损耗。
3.走线形状：RF 信号走线应采用直线或圆弧形状，避免使用弯角或折线，以减小信号传输过程中的反射和干扰。
4.走线间距：RF 信号走线与其他信号走线之间的间距应根据信号的频率和电磁兼容性要求进行设计。
通常情况下，走线间距越大，电磁干扰越小。
5.地形设计：RF 信号走线应位于连续的地形平面上，以保证信号传输的稳定性。
四、RF 信号走线的设计技巧在设计 RF 信号走线时，可以采用以下技巧来提高走线的性能：1.使用微带线或带状线：微带线或带状线具有较低的信号损耗和较高的传输速率，适用于高频率的 RF 信号走线。
什么是信号完整性
信号完整性（Signal Integrity）：就是指电路系统中信号的质量，如果在要求的时间内，信号能不失真地从源端传送到接收端，我们就称该信号是完整的。
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。
信号完整性的一些基本概念传输线（Transmission Line）：由两个具有一定长度的导体组成回路的连接线,我们称之为传输线,有时也被称为延迟线。
集总电路（Lumped circuit）：在一般的电路分析中,电路的所有参数,如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上,各个元件上,各点之间的信号是瞬间传递的,这种理想化的电路模型称为集总电路。
分布式系统(Distributed System)：实际的电路情况是各种参数分布于电路所在空间的各处,当这种分散性造成的信号延迟时间与信号本身的变化时间相比已不能忽略的时侯,整个信号通道是带有电阻、电容、电感的复杂网络,这就是一个典型的分布参数系统。
上升/下降时间（Rise/Fall Time）：信号从低电平跳变为高电平所需要的时间,通常是量度上升/下降沿在10%-90%电压幅值之间的持续时间,记为Tr。
截止频率（Knee Frequency）：这是表征数字电路中集中了大部分能量的频率范围（0.5/Tr）,记为Fknee,一般认为超过这个频率的能量对数字信号的传输没有任何影响。
特征阻抗（Characteristic Impedance）：交流信号在传输线上传播中的每一步遇到不变的瞬间阻抗就被称为特征阻抗,也称为浪涌阻抗,记为Z0。
可以通过传输线上输入电压对输入电流的比率值(V/I)来表示。
传输延迟（Propagation delay）：指信号在传输线上的传播延时,与线长和信号传播速度有关,记为tPD。
微带线（Micro-Strip）：指只有一边存在参考平面的传输线。
PCB布局布线中的信号完整性保障
PCB布局布线中的信号完整性保障在PCB设计中，保障信号完整性是至关重要的一环。
信号完整性涉及到信号传输中的稳定性、可靠性和抗干扰能力，对于提高系统性能和减少故障有着重要作用。
在 PCB 布局布线过程中，我们需要注意以下几个方面来保障信号完整性。
首先，对于高速信号线，我们需要控制其走线长度和路径。
信号在传输过程中会受到延迟、串扰和衰减等影响，因此需要尽量缩短信号线长度，减少信号传输时延。
此外，考虑到差分信号线的匹配性，要确保差分信号线的长度相等，以防止相位失调引起的问题。
其次，在 PCB 布局布线中要避免信号线与高频时钟信号线、电源线、地线等产生干扰。
不同类型的信号线要尽量分开布线，避免互相干扰。
同时，要避免信号线与较大电流回路交叉布线，以减小互相干扰的影响。
另外，对于信号线走线路径，要避免直角和尖锐拐点。
直角和尖锐拐点容易产生信号反射和串扰，影响信号完整性。
通常建议使用圆弧走线，减少信号线的阻抗不匹配和反射。
此外，在 PCB 布局布线中要注意地面的规划和布线。
良好的地面规划可以有效减少地回路的感应电压，提高信号的稳定性。
要尽量减小地回路面积，减小电流环的大小，提高地的引脚密度，确保信号的良好回归。
最后，对于高速信号线还需要考虑阻抗匹配和终端匹配的问题。
在 PCB 布局布线中，需要根据实际情况设计匹配电阻和终端电阻来保证信号的传输完整性。
阻抗匹配可以减小信号的反射和串扰，提高信号的稳定性和可靠性。
综上所述，在PCB 布局布线中保障信号完整性需要综合考虑走线长度和路径、信号线之间的间隔、走线路径的设计、地面规划和阻抗匹配等因素。
通过合理的设计和布线，可以有效提高信号的传输稳定性和可靠性，保障系统的性能和工作正常。
在实际设计过程中，设计工程师需要细心、耐心地进行布局布线，不断优化和调整，以确保信号的完整性。
信号完整性
信号完整性研究：什么是信号完整性如果你发现，以前低速时代积累的设计经验现在似乎都不灵了，同样的设计，以前没问题，可是现在却无法工作，那么恭喜你，你碰到了硬件设计中最核心的问题：信号完整性。
早一天遇到，对你来说是好事。
在过去的低速时代，电平跳变时信号上升时间较长，通常几个ns。
器件间的互连线不至于影响电路的功能，没必要关心信号完整性问题。
但在今天的高速时代，随着IC 输出开关速度的提高，很多都在皮秒级，不管信号周期如何，几乎所有设计都遇到了信号完整性问题。
另外，对低功耗追求使得内核电压越来越低，1.2v内核电压已经很常见了。
因此系统能容忍的噪声余量越来越小，这也使得信号完整性问题更加突出。
广义上讲，信号完整性是指在电路设计中互连线引起的所有问题，它主要研究互连线的电气特性参数与数字信号的电压电流波形相互作用后，如何影响到产品性能的问题。
主要表现在对时序的影响、信号振铃、信号反射、近端串扰、远端串扰、开关噪声、非单调性、地弹、电源反弹、衰减、容性负载、电磁辐射、电磁干扰等。
信号完整性问题的根源在于信号上升时间的减小。
即使布线拓扑结构没有变化，如果采用了信号上升时间很小的IC芯片，现有设计也将处于临界状态或者停止工作。
下面谈谈几种常见的信号完整性问题。
反射：图1显示了信号反射引起的波形畸变。
看起来就像振铃，拿出你制作的电路板，测一测各种信号，比如时钟输出或是高速数据线输出，看看是不是存在这种波形。
如果有，那么你该对信号完整性问题有个感性的认识了，对，这就是一种信号完整性问题。
很多硬件工程师都会在时钟输出信号上串接一个小电阻，至于为什么，他们中很多人都说不清楚，他们会说，很多成熟设计上都有，照着做的。
或许你知道，可是确实很多人说不清这个小小电阻的作用，包括很多有了三四年经验的硬件工程师，很惊讶么?可这确实是事实，我碰到过很多。
其实这个小电阻的作用就是为了解决信号反射问题。
而且随着电阻的加大，振铃会消失，但你会发现信号上升沿不再那么陡峭了。
高速信号与信号完整性
什么是高速数字信号？高速数字信号由信号的边沿速度决定，一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号，而高频信号是针对信号频率而言的。
高速电路涉及信号分析、传输线、模拟电路的知识。
错误的概念是：8KHz帧信号为低速信号。
多高的频率才算高速信号？当信号的上升/下降沿时间< 3~6倍信号传输时间时,即认为是高速信号.对于数字电路，关键是看信号的边沿陡峭程度，即信号的上升、下降时间,信号从10%上升到90%的时间小于6倍导线延时,就是高速信号!即使8KHz的方波信号,只要边沿足够陡峭,一样是高速信号,在布线时需要使用传输线理论。
信号完整性研究：什么是信号完整性?时间:2009-03-11 20:18来源:sig007 作者:于博士点击: 1813次信号完整性主要是指信号在信号线上传输的质量，当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收芯片管脚时，该电路就有很好的信号完整性。
当信号不能正常响应或者信号质量不能使系统长期稳定工作时，就出现了信号完整性问题，信号完整性主要表现在延迟、反射、串扰、时序、振荡等几个方面。
一般认为，当系统工作在50MHz时，就会产生信号完整性问题，而随着系统和器件频率的不断攀升，信号完整性的问题也就愈发突出。
元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等这些问题都会引起信号完整性问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不能正常工作。
1、什么是信号完整性（Singnal Integrity）？信号完整性（Singnal Integrity）是指一个信号在电路中产生正确的相应的能力。
信号具有良好的信号完整性（Singnal Integrity）是指当在需要的时候，具有所必须达到的电压电平数值。
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重新布线, 检查串行端接头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端串接阻尼电阻2、什么是串扰（crosstalk）？串扰（crosstalk）是指在两个不同的电性能之间的相互作用。
ad交互式走线规则
ad交互式走线规则AD交互式走线规则在进行电路板设计时，走线是一个非常重要的环节。
走线的规则不仅关系到电路板的性能和稳定性，还直接影响到产品的质量和可靠性。
为了保证走线的准确性和高效性，AD软件提供了交互式走线规则，可以帮助设计师更好地完成走线工作。
一、走线规则概述在进行走线之前，首先需要了解走线规则的基本概念。
走线规则是指在电路板设计过程中，根据电路板的特点和要求，制定的一系列走线规范和限制条件。
这些规则包括走线的宽度、间距、层次、信号完整性等方面的要求，旨在保证电路板的运行稳定和可靠性。
二、AD软件的交互式走线规则AD软件作为一款专业的电路板设计软件，提供了丰富的走线规则设置选项，可以根据实际需求进行灵活的调整。
其中，交互式走线规则是AD软件中的一项重要功能。
通过交互式走线规则，设计师可以根据具体的电路板布局和信号要求，自定义走线规则，从而更好地满足设计需求。
三、走线宽度规则走线宽度是指走线的实际宽度，根据电流和电压的要求进行选择。
在AD软件中，可以通过交互式走线规则设置走线宽度的上下限，以确保走线的稳定性和可靠性。
走线宽度规则的设置应考虑到电路板的层数、信号类型和电流负载等因素。
四、走线间距规则走线间距是指走线之间的最小距离，用于避免走线之间的相互干扰和短路等问题。
在AD软件中，可以通过交互式走线规则设置走线间距的最小值，以确保走线之间有足够的间隔，避免电路板出现问题。
五、走线层次规则走线层次是指走线所在的电路板层次。
在多层电路板设计中，走线的层次设置非常重要。
AD软件提供了交互式走线规则设置走线层次的选项，可以根据实际需求选择合适的层次，以实现最佳的走线效果。
六、信号完整性规则信号完整性是指信号在走线过程中的稳定性和可靠性。
在设计电路板时，需要考虑信号的传输速度、阻抗匹配和信号噪声等因素。
AD 软件通过交互式走线规则，可以设置信号完整性规则，帮助设计师保证信号的高质量传输。
七、交互式走线规则的优势交互式走线规则是AD软件的一项重要功能，具有以下优势：1. 灵活性：设计师可以根据实际需求自定义走线规则，满足不同电路板的设计要求。
高速信号走线规则
随着信号上升沿时间的减小，信号频率的提高，电子产品的EMI问题，也来越受到电子工程师的关注。
高速PCB设计的成功，对EMI的贡献越来越受到重视，几乎60％的EMI问题可以通过高速PCB来控制解决。
规则一：高速信号走线屏蔽规则如上图所示：在高速的PCB设计中，时钟等关键的高速信号线，走需要进行屏蔽处理，如果没有屏蔽或只屏蔽了部分，都是会造成EMI的泄漏。
建议屏蔽线，每1000mil，打孔接地。
规则二：高速信号的走线闭环规则由于PCB板的密度越来越高，很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中，很容易出现这种失误，如下图所示：时钟信号等高速信号网络，在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果，这样的闭环结果将产生环形天线，增加EMI的辐射强度。
规则三：高速信号的走线开环规则规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射，同样的开环同样会造成EMI辐射，如下图所示：时钟信号等高速信号网络，在多层的PCB走线的时候产生了开环的结果，这样的开环结果将产生线形天线，增加EMI的辐射强度。
在设计中我们也要避免。
规则四：高速信号的特性阻抗连续规则高速信号，在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续，否则会增加EMI 的辐射，如下图：也就是：同层的布线的宽度必须连续，不同层的走线阻抗必须连续。
规则五：高速PCB设计的布线方向规则相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则，否则会造成线间的串扰，增加EMI 辐射，如下图：相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向，垂直的布线可以抑制线间的串扰。
规则六：高速PCB设计中的拓扑结构规则在高速PCB设计中有两个最为重要的内容，就是线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计。
在高速的情况下，可以说拓扑结构的是否合理直接决定，产品的成功还是失败。
如上图所示，就是我们经常用到的菊花链式拓扑结构。
这种拓扑结构一般用于几Mhz的情况下为益。
高速的拓扑结构我们建议使用后端的星形对称结构。
规则七：走线长度的谐振规则检查信号线的长度和信号的频率是否构成谐振，即当布线长度为信号波长1／4的时候的整数倍时，此布线将产生谐振，而谐振就会辐射电磁波，产生干扰。
06 多长的走线才是传输线
信号完整性：多长的走线才是传输线时间:2009-04-16 20:35来源:未知作者:于博士点击:11737次多长的走线才是传输线？这和信号的传播速度有关，在FR4板材上铜线条中信号速度为6in/ns。
简单的说，只要信号在走线上的往返时间大于信号的上升时间，PCB上的走线就应当做传输线来处理。
我们看信号在一段长走线上传播时会发生什么情况。
假设有一段60英寸长的PCB走线，如图1所示，返回路径是PCB板内层靠近信号线的地平面，信号线和地平面间在远端开路。
图1信号在这条走线上向前传播，传输到走线尽头需要10ns，返回到源端又需要10ns，则总的往返时间是20ns。
如果把上面的信号往返路径看成普通的电流回路的话，返回路径上应该没有电流，因为在远端是开路的。
但实际情况却不是这样，返回路径在信号上后最初的一段时间有电流。
在这段走线上加一个上升时间为1ns的信号，在最初的1ns时间，信号还线条上只走了6英寸，不知道远端是开路还是短路，那么信号感觉到的阻抗有多大，怎么确定？如果把信号往返路径看成普通的电流回路的话就会产生矛盾，所以，必须按传输线处理。
实际上，在信号线条和返回地平面间存在寄生电容，如图2所示。
当信号向前传播过程中，A点处电压不断不变化，对于寄生电容来说，变化的电压意味着产生电流，方向如图中虚线所示。
因此信号感受到的阻抗就是电容呈现出来的阻抗，寄生电容构成了电流回流的路径。
信号在向前传播所经过的每一点都会感受到一个阻抗，这个阻抗是变化的电压施加到寄生电容上产生的，通常叫做传输线的瞬态阻抗。
图2当信号到达远端，远端的电压升至信号的最终电压后，电压不再变化。
虽然寄生电容还是存在，但是没有电压的变化，电容相当于开路，这对应的就是直流情况。
因此，这个信号路径短期的表现和长期的表现不一样，在起始一小段时间内，表现就是传输线。
即使传输线远端开路，在信号跳变期间，传输线前段的性能也会像一个阻值有限的电阻。
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信号完整性：多长的走线才是
多长的走线才是传输线? 这和信号的传播速度有关，在 FR4 板材上铜线条中信号速度为 6in/ns。简单的说，只要信号在走线上的往返时间大于信号的上升时间，PCB 上的走线就应当做传输线来处理。 我们看信号在一段长走线上传播时会发生什幺情况。假设有一段 60 英寸长的 PCB 走线，如图 1 所示，返回路径是 PCB 板内层靠近信号线的地 平面，信号线和地平面间在远端开路。
图 1 信号在这条走线上向前传播，传输到走线尽头需要 10ns，返回到源 端又需要 10ns，则总的往返时间是 20ns。如果把上面的信号往返路径看成普 通的电流回路的话，返回路径上应该没有电流，因为在远端是开路的。但实 际情况却不是这样，返回路径在信号上后最初的一段时间有电流。 在这段走线上加一个上升时间为 1ns 的信号，在最初的 1ns 时间，信 号还线条上只走了 6 英寸，不知道远端是开路还是短路，那幺信号感觉到的 阻抗有多大，怎幺确定?如果把信号往返路径看成普通的电流回路的话就会产 生矛盾，所以，必须按传输线处理。 实际上，在信号线条和返回地平面间存在寄生电容，如图 2 所示。当 信号向前传播过程中，A 点处电压不断不变化，对于寄生电容来说，变化的 电压意味着产生电流，方向如图中虚线所示。因此信号感受到的阻抗就是电 容呈现出来的阻抗，寄生电容构成了电流回流的路径。信号在向前传播所经 过的每一点都会感受到一个阻抗，这个阻抗是变化的电压施加到寄生电容上 产生的，通常叫做传输线的瞬态阻抗。
图 2 当信号到达远端，远端的电压升至信号的最终电压后，电压不再变 化。虽然寄生电容还是存况。 因此，这个信号路径短期的表现和长期的表现不一样，在起始一小段 时间内，表现就是传输线。即使传输线远端开路，在信号跳变期间，传输线 前段的性能也会像一个阻值有限的电阻。