高速PCB設(shè)計(jì)需要考慮哪些因素

PCB布局至關(guān)重要

高速電路中使用的印刷電路板（PCB）的高效制造對(duì)最終結(jié)果至關(guān)重要。然而，PCB布局設(shè)計(jì)通常不是這個(gè)過(guò)程中的主動(dòng)思想。先進(jìn)的規(guī)劃和對(duì)重要因素的遵守將大大有助于提供能夠?qū)崿F(xiàn)所需功能和成功制造PCB的設(shè)計(jì)。這些制造設(shè)計(jì)（DFM）和額外考慮高速電路需求的實(shí)踐需要在電路板布局設(shè)計(jì)的早期階段解決，而不是事后的想法。

布局不佳會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題當(dāng)制造的PCBs進(jìn)入測(cè)試或生產(chǎn)用途時(shí)。此時(shí)，重新設(shè)計(jì)或返工會(huì)變得更加昂貴和耗時(shí)，因?yàn)樵u(píng)估電路故障或性能問(wèn)題并重新配置原型布局。

PCB設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

有許多因素有助于高速電路中的PCB設(shè)計(jì)成功：

原理圖文檔 - 詳細(xì)的原理圖構(gòu)成了良好布局設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)在與電路板物理布局相關(guān)的制造點(diǎn)上。通過(guò)提供電路的預(yù)期流程，清晰的原理圖可以節(jié)省解決問(wèn)題的時(shí)間。在設(shè)計(jì)原理圖中包含盡可能多的信息，包括可用的任何細(xì)節(jié)，例如走線長(zhǎng)度，所需的元件放置，電路板外殼信息等。

額外的眼睛 - 通常是電路設(shè)計(jì)師和工程師進(jìn)行布局不會(huì)是同一個(gè)人。在這種情況下，它將為PCB布局技術(shù)人員增加價(jià)值，以咨詢初始設(shè)計(jì)人員，以確保布局符合設(shè)計(jì)的特定標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)的這個(gè)階段進(jìn)行協(xié)作可以節(jié)省生產(chǎn)按設(shè)計(jì)運(yùn)行并滿足預(yù)期結(jié)果和性能水平的PCB的時(shí)間和金錢。

組件位置 - 有一些主要組件必須明確定義電路板功能，例如關(guān)鍵電源位置和輸入/輸出點(diǎn)。其他元件放置也會(huì)對(duì)PCB的整體性能產(chǎn)生不利影響，包括放置單個(gè)電路，使其物理接近度不會(huì)影響另一個(gè)電路的功能。

電源 - 電源旁路以最小化“噪聲”對(duì)于高速電路尤為重要。采用軌道對(duì)地或軌到軌等常用方法可以提供有效的結(jié)果。

寄生效應(yīng) - 高速電路通常會(huì)受到被稱為寄生效應(yīng)的非預(yù)期雜散電容的負(fù)面影響。了解這種電感的潛在來(lái)源并避免這種潛在的不穩(wěn)定性或電路中產(chǎn)生的振蕩是高速PCB設(shè)計(jì)的一個(gè)重要考慮因素。

關(guān)于寄生效應(yīng)的其他考慮因素涉及PCB設(shè)計(jì)，包括配置地平面利用和包裝。

布線/屏蔽 - 電路板上的信號(hào)可能會(huì)相互干擾，而對(duì)于高速電路，負(fù)面影響變得更加重要。 PCB設(shè)計(jì)人員必須相應(yīng)地規(guī)劃電路板如何通過(guò)幾種技術(shù)避免信號(hào)路徑之間的這種沖突：

• • 在同一塊電路板上保持長(zhǎng)并行運(yùn)行
  • 減少相鄰電路板層上長(zhǎng)走線的出現(xiàn)
  • 盡可能保持信號(hào)走線之間的距離
  • 如果單個(gè)信號(hào)走線確實(shí)需要更高的隔離度，請(qǐng)將它們布線在可能的情況下在不同的層上

材料 - 板結(jié)構(gòu)中使用的制造材料在??降低噪聲和信號(hào)串?dāng)_方面起著重要作用。不同的材料具有不同的介電常數(shù)，較低的常數(shù)導(dǎo)致信號(hào)以較高的速度傳播。

跡線構(gòu)造 - 使用微帶線或帶狀線跡布局也會(huì)影響信號(hào)性能。起作用的值包括跡線寬度，厚度和使用中材料的介電常數(shù)。這些值中的每一個(gè)都會(huì)影響軌跡的最終電阻，電感和電容，影響相關(guān)信號(hào)路徑的性能以及潛在的噪聲分離屬性。

成功設(shè)計(jì)高速PCB

遵守高速PCB設(shè)計(jì)的最佳實(shí)踐和指南可以最大限度地減少故障排除和返工。記錄所有PCB設(shè)計(jì)工程師重復(fù)使用的設(shè)計(jì)約束，并定期更新。開(kāi)發(fā)一個(gè)設(shè)計(jì)考慮層次結(jié)構(gòu)，清楚地向設(shè)計(jì)人員說(shuō)明最關(guān)鍵的考慮因素，使其在開(kāi)發(fā)過(guò)程的早期具有第二天性。

主要目標(biāo)是生產(chǎn)可靠且按設(shè)計(jì)運(yùn)行的工作板，最低的實(shí)際成本。