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什么是高速PCB設(shè)計？
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對高速PCB設(shè)計的需求很大。因為對于大多數(shù)電子設(shè)備，即使是非常簡單的電子設(shè)備，它們都可以高速使用集成電路。設(shè)計高速PCB時，需要考慮一些因素和參數(shù)。此外，您會發(fā)現(xiàn)您已經(jīng)掌握了基本的PCB設(shè)計規(guī)則和方法。不用說，它將對高速PCB設(shè)計中的PCB設(shè)計人員有很大的幫助。
什么是高速PCB設(shè)計？
高速PCB設(shè)計是指信號完整性開始受到PCB物理特性（例如布局，封裝，互連以及層堆疊等）影響的任何設(shè)計。此外，當(dāng)您開始設(shè)計電路板并遇到諸如延遲，串?dāng)_，反射或發(fā)射之類的麻煩時，您將進入高速PCB設(shè)計領(lǐng)域。
由于對這些問題的關(guān)注，高速設(shè)計是如此獨特。您可能習(xí)慣于設(shè)計一個簡單的PCB，主要關(guān)注組件的放置和布線。但是，在使用高速設(shè)計時，更重要的是要考慮一些因素，例如它們與信號的距離，信號的寬度，放置的位置以及它們的種類。連接了。此外，考慮到這些因素，它將為您的PCB設(shè)計過程帶來更高的水平。
高速PCB設(shè)計技巧
1. 知道可以提供更高選項的設(shè)計軟件
它需要很多復(fù)雜的功能，才能在CAD軟件中進行高速設(shè)計。而且，可能沒有太多針對業(yè)余愛好者的程序，并且通常沒有基于Web套件的選項。因此，您需要對強大的CAD工具有更好的了解。
2. 高速布線
當(dāng)涉及到高速走線時，設(shè)計人員需要了解基本走線的規(guī)則，包括不切斷接地層和保持走線較短。因此，請防止數(shù)字線路出現(xiàn)一定距離的串?dāng)_，并屏蔽所有干擾產(chǎn)生因素，以免損壞信號完整性。
3. 帶阻抗控制的走線
對于某些大約40-120歐姆的信號，它需要阻抗匹配。特征阻抗匹配的提示是天線和許多差分對。
設(shè)計人員必須了解如何計算必要的阻抗值的走線寬度和疊層，這一點很重要。如果阻抗值不正確，可能會對信號造成嚴(yán)重影響，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞。
4. 長度匹配跡線
高速存儲器總線和接口總線中有很多行。這些線路可以在很高的頻率下工作，因此至關(guān)重要的是，信號必須同時從發(fā)送端到接收端。而且，它需要一個稱為長度匹配的功能。因此，最常見的標(biāo)準(zhǔn)定義了需要與長度匹配的公差值。
5. 最小化回路面積
高速PCB設(shè)計人員需要了解一些技巧，高頻信號會導(dǎo)致EMI，EMC等問題。因此，他們需要遵守基本規(guī)則，例如具有連續(xù)的接地層并通過優(yōu)化走線的電流返回路徑來減小環(huán)路面積，以及放入許多縫合過孔。
高速PCB設(shè)計注意事項
PCB布局非常重要
不用說，在高速電路中進行有效的PCB制造對于最終結(jié)果很重要。但是， 此過程中首先沒有考慮 PCB布局。因此，它將對設(shè)計產(chǎn)生巨大影響，從而實現(xiàn)必要的功能并成功地進行PCB制造，例如進行更高規(guī)劃并遵守重要因素。此外，您需要在PCB布局之前處理一些問題，例如制造設(shè)計（DFM）的實踐以及對高速PCB需求的額外考慮。
當(dāng)開始測試或用于PCB制造時，不良的布局會導(dǎo)致性能問題。更糟糕的是，由于需要評估PCB故障或性能問題并重新組裝原型布局，因此將需要花費更多的成本和時間進行重新設(shè)計或重新加工。
實際上，由于您需要滿足各種信號速度和其他設(shè)計的需求，因此高速PCB設(shè)計對設(shè)計人員有很多限制。因此，要實現(xiàn)如下所示的高速電路板設(shè)計，需要考慮一些因素：
原理圖注意事項：眾所周知，好的原理圖可以為PCB設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。因此，根據(jù)您是PCB設(shè)計人員還是電氣工程師，可以對原理圖進行不同的處理。通常，它將原理圖視為可以連接至電路板的通信方式。但是原理圖可以對組織和展示您的高速設(shè)計產(chǎn)生很大的影響。因此，在設(shè)計原理圖上有盡可能多的可用信息，例如走線長度，必要的元件放置，PCB制造商的信息等等。
跡線長度調(diào)整： 使用高速接口時，需要調(diào)整跡線的長度以使信號傳輸與數(shù)據(jù)線同步。但是，該接口可能在最大頻率下失敗，或者由于未同步而根本無法工作。而且，接口的頻率越高，長度匹配的要求就越高。因此，在并行接口的情況下，您只需要調(diào)整所有走線的長度即可。重要的是要考慮調(diào)整這些走線的長度，以在一組信號中獲得所需的長度。
PCB的材料和對高速的堆疊要求： 這會對您的高速設(shè)計產(chǎn)生影響，例如層堆疊的結(jié)構(gòu)和PCB的材料。
高速放置策略： 由于更改焊盤尺寸和組件間隙可以極大限度地縮短高速連接長度，因此它可以使用各種方法進行高速設(shè)計來優(yōu)化組件的放置，并改善組件的占位面積以實現(xiàn)高速。
差分對和走線長度布線： 在高速設(shè)計中對差分對進行布線非常重要，這樣才能使成對的信號同時形成。
串?dāng)_，阻抗控制和并行性注意事項： 在高速設(shè)計中，有很多因素會對您的設(shè)計產(chǎn)生不良影響。此外，還需要考慮一些技巧，例如如何極大程度地減少對設(shè)計的影響。
了解帶狀線和微帶線： 通常，對于高速設(shè)計，它需要采用多種方法來路由走線。如果要實現(xiàn)高速路由，要對帶狀線和微帶路由技術(shù)有更好的了解。
布線拓撲和有效布線實踐： 通常，如果要實現(xiàn)高速布線所需的電路路徑，則需要使用特定的形狀或拓撲。更重要的是，探索各種使用走線長度，轉(zhuǎn)義符，返回路徑等進行路由的方法非常好。
模擬器： 對于高速設(shè)計，無論在布局開始之前，之中還是之后，它都將從仿真中受益匪淺。因此，您應(yīng)該對PCB設(shè)計軟件有更好的了解，以學(xué)習(xí)用于模擬設(shè)計的提示和技巧。
如何知道您是否需要高速設(shè)計？
1. 板上有高速接口嗎？
找出是否需要遵守高速設(shè)計指南的一種快速方法是檢查您是否具有高速接口，例如DDR，PCI-e，甚至是視頻接口，例如DVI，HDMI等。
所有這些接口都需要遵循一些高速設(shè)計規(guī)則。此外，在文檔中提供每個數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確規(guī)格。
2. 跡線長度與信號波長的比率
通常，如果您的消息的波長與走線長度相同，則您的PCB肯定會需要高速設(shè)計。因為某些標(biāo)準(zhǔn)（例如DDR）要求走線的長度與最小公差相匹配。
一個很好的粗略數(shù)字是，如果您的走線長度和波長可以控制在彼此的一個數(shù)量級之內(nèi)。然后，您要檢查一下高速設(shè)計。
3. 帶無線接口的PCB
如您所知，每個PCB都有一個天線，無論通過連接器還是板上的東西，都需要設(shè)計高速信號。此外，車載天線還需要緊密的阻抗以匹配調(diào)諧長度。
對于帶有SMA連接器或類似電路板的電路板，需要將其連接到具有特定阻抗值的連接器。
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