在现代电子产品设计中,高速PCB设计是很重要的组成部分,然而由于高速信号的特殊性和复杂性,很多电子工程师在进行高速PCB设计时难免面临各种挑战及问题,那么面对这些挑战及问题,该如何解决?
1、添加测试点是否会影响高速信号的质量?
这主要看加测试点的方式和信号传输速率所决定,一般来说,外加的测试点(不用线上既有的穿孔(via or DIP pin)当测试点)可能加载线上或是从线上拉一小段线出来,前者操作是相当于加了一个小电容,后者操作是多了一段分支,两种操作都会对高速信号产生一定的影响,但影响程度与信号频率速度、信号源变化率有关。
原则上测试点越小越好,最好满足测试机具的要求,分支越短越好。
2、如何保证50M以上的信号稳定性?
若是要保证50M以上的信号稳定性,关键在于减小传输线对信号质量的影响。因此,100M以上的高速信号布局布线时,尽量保证信号走线尽可能短。
注意,在数字电路中,高速信号是用信号上升延时间来界定的,而且不同信号,如TTL、GTL、LVTTL等,确保信号质量的方法也不同。
3、如何降低EMC问题?
高速信号的快速切换和高频率都会引起辐射和敏感设备的干扰,导致PCB产生EMC问题。解决方法是布局布线,在布局阶段,尽量采用屏蔽和过滤器来减少辐射和印制干扰;尽量避免信号线和敏感元件的距离过近;优化地平面和电源布局,保证有良好的地回路;采用适当的接地技术,如层间连接和分割地平面。
4、如何进行信号完整性验证和调试?
在高速PCB设计中,信号完整性验证和调试是关键步骤,可确保设计中的性能和稳定性,若电子工程师想更好进行信号完整性验证和调试,可通过使用信号完整性分析工具进行仿真验证,如时域分析和频谱分析;使用示波器、频谱分析仪等测试设备进行实时信号监测和调试;利用仿真和实测数据进行反馈优化,以此改进设计的问题。
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