0高速PCB设计-概论
高速PCB设计指南之一
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。
电源、、地线的处理1 电源既使在整个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
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设计知识!!!
高速PCB设计知识专家关于高速线路的布线问题解答11。
如何处理实际布线中的一些理论冲突的问题问：在实际布线中，很多理论是相互冲突的；例如：1。
处理多个模/数地的接法：理论上是应该相互隔离的，但在实际的小型化、高密度布线中，由于空间的局限或者绝对的隔离会导致小信号模拟地走线过长，很难实现理论的接法。
我的做法是：将模/数功能模块的地分割成一个完整的孤岛，该功能模块的模/数地都连接在这一个孤岛上。
再通过沟道让孤岛和“大”地连接。
不知这种做法是否正确？2。
理论上晶振与CPU的连线应该尽量短，由于结构布局的原因，晶振与CPU的连线比较长、比较细，因此受到了干扰，工作不稳定，这时如何从布线解决这个问题？诸如此类的问题还有很多，尤其是高速PCB布线中考虑EMC、EMI问题，有很多冲突，很是头痛，请问如何解决这些冲突？答：1. 基本上, 将模/数地分割隔离是对的。
要注意的是信号走线尽量不要跨过有分割的地方(moat), 还有不要让电源和信号的回流电流路径(returning current path)变太大。
2. 晶振是模拟的正反馈振荡电路, 要有稳定的振荡信号, 必须满足loop gain与phase的规范, 而这模拟信号的振荡规范很容易受到干扰, 即使加ground guard traces可能也无法完全隔离干扰。
而且离的太远, 地平面上的噪声也会影响正反馈振荡电路。
所以, 一定要将晶振和芯片的距离进可能靠近。
3. 确实高速布线与EMI的要求有很多冲突。
但基本原则是因EMI 所加的电阻电容或ferrite bead, 不能造成信号的一些电气特性不符合规范。
所以, 最好先用安排走线和PCB叠层的技巧来解决或减少EMI 的问题, 如高速信号走内层。
最后才用电阻电容或ferrite bead的方式, 以降低对信号的伤害。
2。
在高速设计中，如何解决信号的完整性问题？差分布线方式是如何实现的？对于只有一个输出端的时钟信号线，如何实现差分布线？答：信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。
高速PCB设计理论基础
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第二章： 第二章：基本概念 什么是振荡（ 什么是振荡（ringing）和稳定时间（settling ）和稳定时间（ time） ？ ）
振荡（ringing）就是反复出现过冲和下冲。信号的振铃 （ringing）和环绕振荡（rounding）由线上过度的电感和电 容引起。振铃属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。 信号完整性问题通常发生在周期信号中，如时钟等，振荡 和环绕振荡同反射一样也是由多种因素引起的，振荡可以通过 适当的端接予以减小，但是不可能完全消除。 稳定时间（settling time）就是对于一个振荡的信号稳 定到指定的最终值所需的时间。
某个PCB工程师Layout 经验非常丰富，设计的产品很少出 过问题，但最近设计了一块PCB板，却发现了EMC 检测不 合格的问题，改变布线也毫无效果，但以前类似的板子却 没有这样的问题。
通过细致地检测，最终发现是PCB 板上有两个并排平行放 置的电感元件，所以产生了较为严重的EMI。
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第一章： 第一章：信号完整性概述 振铃
信号如果在传输线上来回反射，就会产生振铃。 当信号振荡发生在多次跨越逻辑电平门限将会导致多次跨 越逻辑电平门限错误，即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会导致逻辑功能紊乱。
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第二章： 第二章：基本概念 时域（ 时域（time domain）和频域（frequency domain） ）和频域（ ）
时域（time domain）是一个波形的示波器观察，它通常 用于找出管脚到管脚的延时（delays）、偏移（skew）、过 冲（overshoot）、下冲（undershoot）以及设置时间 （setting times）。 频域（frequency domain）是一个波形的频谱分析议的 观察，它通常用于波形与频谱分析议的观察、它通常用于波形 与FCC和其他EMI控制限制之间的比较。 有一个比喻，它就象收音机――你在时域（time domain） 中听见，但是你要找到你喜欢的电台是在频域（frequency domain）内。
高速PCB设计的相关概念
高速PCB设计的相关概念引言在现代电子技术领域，随着通信技术和计算机技术的飞速发展，高速PCB设计变得越来越重要。
高速PCB设计不仅仅是简单地将电子器件进行布局和连接，而是需要考虑许多复杂的因素，如信号完整性、信号功耗、电磁干扰等。
本文将介绍高速PCB设计的相关概念，以帮助读者理解并应用于实践。
1. PCB设计基础知识PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子设备中非常重要的组成部分，它作为电子器件之间的连接介质，承载着电子器件之间的信号传输和电子能量传输。
在进行高速PCB设计之前，我们需要了解一些基础知识。
PCB层类型常见的PCB层类型包括单层板、双层板和多层板。
单层板只有一层铜层，主要应用于简单的电子电路；双层板有两层铜层，其中一层作为信号层，一层作为地层；多层板则包括三层或更多层，其中内层层与层之间通过电解铜连通，用于提供更多的信号层和电源层。
PCB设计软件在进行高速PCB设计时，我们通常会使用PCB设计软件，如Altium Designer、Cadence Allegro 等。
这些软件提供了丰富的设计工具和功能，使得设计者能够更加方便地进行布局、布线和验证。
电路元件布局电路元件布局是指将各类电子器件放置在PCB 板上的过程。
在高速PCB设计中，电路元件的布局非常重要，它直接影响着信号传输的时间延迟和电磁干涉等因素。
因此，我们需要合理地布置电路元件，使得信号路径尽量短且布满整个PCB 板。
线路布线线路布线是指将电子器件之间的连接线路进行布置的过程。
高速PCB设计中的线路布线需要考虑信号完整性、信号功耗和电磁干扰等因素。
合理的线路布线可以减少信号的传输时间延迟，并降低不必要的干扰。
2. 高速PCB设计的具体概念信号完整性信号完整性是指在高速PCB设计中保持信号在电路中传输的准确性和可靠性。
在高速信号传输中，由于传输速率较快，往返时间较短，因此需要特别注意信号的完整性。
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pcb设计与仿真基础理论讲义
图1 近年来IC封装的发展为什么如此多的失败呢？自己设计时有把握一次成功吗？信号完整性是指信号在信号线上的质量。
反射就是信号在传输线上的回波。
两管脚短路时的发端、收端信号仿真波形在高速电路中，信号以电磁波的速度在信号线上传容、分布电感的复杂网络，其模型如下图。
实际的传输线模型特性阻抗是传输线理论中最常用也是最重要微带传输线结构图微带传输线的特性阻抗：带状传输线结构图图3 带状传输线结构图带状传输线特性阻抗：带状差分线-1≤ρ并行端接主要是在尽量靠近负载端的位置加上拉和/或下拉阻抗以阻抗匹配与端接技术方案随着互联长度和电路中逻辑器件的家族不同也会有所不同，只有针对具体情况，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信号噪声干扰。
过大的串扰可能引性耦合引发耦合电压。
其等效电路如下：两条耦合线的等效模型PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。
由于芯片封装与电源平面间的寄生电感和电阻建立时间（setup time）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前，数1 Clock Driver输出的时对于控制线要求满足下列条件才能保证正确读写建立时间应满足：t对于数据线要求满足下列条件才能保证正确读读t ClockRouteDelay电磁兼容性（电磁兼容性的要素去耦电容去耦电容的布置回流路径根据克希霍夫定律得出根据法拉第感应定律得出采取有效措施将信号的反射、串扰、单调性、上冲、下冲、振铃和地弹抑制在允许的范围之内，以保证信采取这些措施的效果怎样？于是出现了许多这方面的工具软件。
CADENCE的PSD软件包就是一套业界领先的进行高速PCB设计的EDA工具。