隨著現(xiàn)在系統(tǒng)工作率的提高,高速PCB的疊層設計的器件切換時間變得越來越小,PCB的設計復雜度也慢慢的提高,對于信號完整性的分析除了反射,串燒以及EMI等,合理的層疊設計和穩(wěn)定可靠的電源也想的越來越重要。
一、板層的結構板層的結構是決定系統(tǒng)的emc性能一個很重要的因素。一個好的板層結構對抑制pcb中輻射起到良好的效果。在現(xiàn)在常見的高速電路系統(tǒng)中大多采用多層板而不是單面板和雙面板。在設計多面板時候需要注意以下方面。1.一個信號層應該和一個敷銅層相鄰;2.電源敷銅和地敷銅應該緊密耦合;3.多個地敷銅層可以有效的減小pcb板的阻抗,減小共模emi。
4.系統(tǒng)中的高速信號應該在內層且在兩個敷銅之間,這樣兩個敷銅可以為這些高速信號提供屏蔽作用且將這些信號的輻射限制在兩個敷銅區(qū)域;
二、板層的參數(shù)板層的參數(shù)包括信號走線的線寬,線厚、信號層和敷銅層之間的介質以及介質的厚度等。板層參數(shù)的確定主要是考慮到信號的阻抗控制以及pcb板的制作工藝限制等因素。當然在ghz以上的頻率還需要重點考慮傳輸線的集膚效應(skin effect)以及介質的損耗等方面。對于常用的介質fr-4而言,在≥1ghz時介質對信號有了明顯的衰減。信號線的阻抗主要受到多個參數(shù)變量的限制,可以用下面的公式簡單的描述。其中:z。是信號線的阻抗;w:是走線的線寬;h:走線的線高;h:介質的厚度;ε:介質的介電常數(shù)。在這些參數(shù)變量中,h的影響最大。通??梢允褂胮olar cit25軟件計算傳輸線的阻抗。不同的傳輸線類型(微帶線和帶狀線等)計算需要的參數(shù)也是有些差異。
三、電源(地)層的設計在研究電源層設計之前還應該知道的是高頻信號的回流問題。高頻信號的回流原則其實就是沿著阻抗最小的那條路的路徑返回到信號的驅動端。當然,信號的回流在信號的波形切換時也是完全不同的,信號輸出如果為邏輯高,那么信號的回流必須進入驅動端的電源管腳。反之成立。信號的傳輸線和返回路徑之間需要有低的電感和高的電容。較低的電感是為了減小穿過的磁通量;高的電容是可以比較好的將電場包含在內。