隨著系統設計復雜性和集成度的大規模提高,電子系統設計師們正在從事100MHZ以上的電路設計,總線的工作頻率也已經達到或者超過50MHZ,有一大部分甚至超過100MHZ。目前約80% 的設計的時鐘頻率超過50MHz,將近50% 以上的設計主頻超過120MHz,有20%甚至超過500M。當系統工作在50MHz時,將產生傳輸線效應和信號的完整性問題;而當系統時鐘達到120MHz時,除非使用高速電路設計知識,否則基于傳統方法設計的PCB將無法工作。因此,高速電路信號質量仿真已經成為電子系統設計師必須采取的設計手段。只有通過高速電路仿真和先進的物理設計軟件,才能實現設計過程的可控性。傳輸線效應基于上述定義的傳輸線模型,歸納起來,傳輸線會對整個電路設計帶來以下效應。 · 反射信號Reflected signals · 延時和時序錯誤Delay & Timing errors · 過沖(上沖/下沖)Overshoot/Undershoot · 串擾Induced Noise (or crosstalk) · 電磁輻射EMI radiation
上傳時間: 2013-11-16
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一、PCB設計團隊的組建建議 二、高性能PCB設計的硬件必備基礎三、高性能PCB設計面臨的挑戰和工程實現 1.研發周期的挑戰 2.成本的挑戰 3.高速的挑戰 4.高密的挑戰 5.電源、地噪聲的挑戰 6.EMC的挑戰 7.DFM的挑戰四、工欲善其事,必先利其器摘要:本文以IT行業的高性能的PCB設計為主線,結合Cadence在高速PCB設計方面的強大功能,全面剖析高性能PCB設計的工程實現。正文:電子產業在摩爾定律的驅動下,產品的功能越來越強,集成度越來越高、信號的速率越來越快,產品的研發周期也越來越短,PCB的設計也隨之進入了高速PCB設計時代。PCB不再僅僅是完成互連功能的載體,而是作為所有電子產品中一個極為重要的部件。本文從高性能PCB設計的工程實現的角度,全面剖析IT行業高性能PCB設計的方方面面。實現高性能的PCB設計首先要有一支高素質的PCB設計團隊。一、PCB設計團隊的組建建議自從PCB設計進入高速時代,原理圖、PCB設計由硬件工程師全權負責的做法就一去不復返了,專職的PCB工程師也就應運而生。
上傳時間: 2013-11-23
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如今的開關穩壓器和電源越來越緊湊,性能也日益強大,而越來越高的開關頻率是設計人員面臨的主要問題之一,正是它使得PCB的設計越來越困難。事實上,PCB版圖已經成為區分好與差的開關電源設計的分水嶺。本文針對如何一次性創建優秀PCB版圖提出一些建議。考慮一個將24V降為3.3V的3A開關穩壓器。設計這樣一個10W穩壓器初看起來不會太困難,設計人員可能很快就可以進入實現階段。不過,讓我們看看在采用Webench等設計軟件后,實際會遇到哪些問題。如果我們輸入上述要求,Webench會從若干IC中選出“Simpler Switcher”系列中的LM25576(一款包括3A FET的42V輸入器件)。該芯片采用帶散熱墊的TSSOP-20封裝。Webench菜單中包括了對體積或效率的設計優化。設計需要大容量的電感和電容,從而需要占用較大的PCB空間。Webench提供如表1的選擇。
上傳時間: 2013-11-15
上傳用戶:邶刖
對于電子產品設計師尤其是線路板設計人員來說,產品的可制造性設計(Design For Manufacture,簡稱DFM)是一個必須要考慮的因素,如果線路板設計不符合可制造性設計要求,將大大降低產品的生產效率,嚴重的情況下甚至會導致所設計的產品根本無法制造出來。目前通孔插裝技術(Through Hole Technology,簡稱THT)仍然在使用,DFM在提高通孔插裝制造的效率和可靠性方面可以起到很大作用,DFM方法能有助于通孔插裝制造商降低缺陷并保持競爭力。本文介紹一些和通孔插裝有關的DFM方法,這些原則從本質上來講具有普遍性,但不一定在任何情況下都適用,不過,對于與通孔插裝技術打交道的PCB設計人員和工程師來說相信還是有一定的幫助。1、排版與布局在設計階段排版得當可避免很多制造過程中的麻煩。(1)用大的板子可以節約材料,但由于翹曲和重量原因,在生產中運輸會比較困難,它需要用特殊的夾具進行固定,因此應盡量避免使用大于23cm×30cm的板面。最好是將所有板子的尺寸控制在兩三種之內,這樣有助于在產品更換時縮短調整導軌、重新擺放條形碼閱讀器位置等所導致的停機時間,而且板面尺寸種類少還可以減少波峰焊溫度曲線的數量。(2)在一個板子里包含不同種拼板是一個不錯的設計方法,但只有那些最終做到一個產品里并具有相同生產工藝要求的板才能這樣設計。(3)在板子的周圍應提供一些邊框,尤其在板邊緣有元件時,大多數自動裝配設備要求板邊至少要預留5mm的區域。(4)盡量在板子的頂面(元件面)進行布線,線路板底面(焊接面)容易受到損壞。不要在靠近板子邊緣的地方布線,因為生產過程中都是通過板邊進行抓持,邊上的線路會被波峰焊設備的卡爪或邊框傳送器損壞。(5)對于具有較多引腳數的器件(如接線座或扁平電纜),應使用橢圓形焊盤而不是圓形,以防止波峰焊時出現錫橋(圖1)。
上傳時間: 2013-11-07
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今天,電視機與視訊轉換盒應用中的大多數調諧器采用的都是傳統單變換MOPLL概念。這種調諧器既能處理模擬電視訊號也能處理數字電視訊號,或是同時處理這兩種電視訊號(即所謂的混合調諧器)。在設計這種調諧器時需考慮的關鍵因素包括低成本、低功耗、小尺寸以及對外部組件的選擇。本文將介紹如何用英飛凌的MOPLL調諧芯片TUA6039-2或其影像版TUA6037實現超低成本調諧器參考設計。這種單芯片ULC調諧器整合了射頻和中頻電路,可工作在5V或3.3V,功耗可降低34%。設計采用一塊單層PCB,進一步降低了系統成本,同時能處理DVB-T/PAL/SECAM、ISDB-T/NTSC和ATSC/NTSC等混合訊號,可支持幾乎全球所有地區標準。圖1為采用TUA6039-2/TUA6037設計單變換調諧器架構圖。該調諧器實際上不僅是一個射頻調諧器,也是一個half NIM,因為它包括了中頻模塊。射頻輸入訊號透過一個簡單的高通濾波器加上中頻與民間頻段(CB)陷波器的組合電路進行分離。該設計沒有采用PIN二極管進行頻段切換,而是采用一個非常簡單的三工電路進行頻段切換。天線阻抗透過高感抗耦合電路變換至已調諧的輸入電路。然后透過英飛凌的高增益半偏置MOSFET BF5030W對預選訊號進行放大。BG5120K雙MOSFET可以用于兩個VHF頻段。在接下來的調諧后帶通濾波器電路中,則進行信道選擇和鄰道與影像頻率等多余訊號的抑制。前級追蹤陷波器和帶通濾波器的容性影像頻率補償電路就是專門用來抑制影像頻率。
上傳時間: 2013-11-19
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工藝流程波峰焊中的成型工作,是生產過程中效率最低的部分之一,相應帶來了靜電損壞風險并使交貨期延長,還增加了出錯的機會。雙面貼裝A面布有大型IC器件,B面以片式元件為主充分利用PCB空間,實現安裝面積最小化,效率高單面混裝* 如果通孔元件很少,可采用回流焊和手工焊的方式一面貼裝、另一面插裝* 如果通孔元件很少,可采用回流焊和手工焊的方式
上傳時間: 2013-11-14
上傳用戶:哈哈hah
LVDS(低壓差分信號)標準ANSI/TIA /E IA26442A22001廣泛應用于許多接口器件和一些ASIC及FPGA中。文中探討了LVDS的特點及其PCB (印制電路板)設計,糾正了某些錯誤認識。應用傳輸線理論分析了單線阻抗、雙線阻抗及LVDS差分阻抗計算方法,給出了計算單線阻抗和差分阻抗的公式,通過實際計算說明了差分阻抗與單線阻抗的區別,并給出了PCB布線時的幾點建議。關鍵詞: LVDS, 阻抗分析, 阻抗計算, PCB設計 LVDS (低壓差分信號)是高速、低電壓、低功率、低噪聲通用I/O接口標準,其低壓擺幅和差分電流輸出模式使EM I (電磁干擾)大大降低。由于信號輸出邊緣變化很快,其信號通路表現為傳輸線特性。因此,在用含有LVDS接口的Xilinx或Altera等公司的FP2GA及其它器件進行PCB (印制電路板)設計時,超高速PCB設計和差分信號理論就顯得特別重要。
上傳時間: 2013-11-19
上傳用戶:水中浮云
數字地模擬地的布線規則,如何降低數字信號和模擬信號間的相互干擾呢?在設計之前必須了解電磁兼容(EMC)的兩個基本原則:第一個原則是盡可能減小電流環路的面積;第二個原則是系統只采用一個參考面。相反,如果系統存在兩個參考面,就可能形成一個偶極天線(注:小型偶極天線的輻射大小與線的長度、流過的電流大小以及頻率成正比);而如果信號不能通過盡可能小的環路返回,就可能形成一個大的環狀天線(注:小型環狀天線的輻射大小與環路面積、流過環路的電流大小以及頻率的平方成正比)。在設計中要盡可能避免這兩種情況。 有人建議將混合信號電路板上的數字地和模擬地分割開,這樣能實現數字地和模擬地之間的隔離。盡管這種方法可行,但是存在很多潛在的問題,在復雜的大型系統中問題尤其突出。最關鍵的問題是不能跨越分割間隙布線,一旦跨越了分割間隙布線,電磁輻射和信號串擾都會急劇增加。在PCB設計中最常見的問題就是信號線跨越分割地或電源而產生EMI問題。 如圖1所示,我們采用上述分割方法,而且信號線跨越了兩個地之間的間隙,信號電流的返回路徑是什么呢?假定被分割的兩個地在某處連接在一起(通常情況下是在某個位置單點連接),在這種情況下,地電流將會形成一個大的環路。流經大環路的高頻電流會產生輻射和很高的地電感,如果流過大環路的是低電平模擬電流,該電流很容易受到外部信號干擾。最糟糕的是當把分割地在電源處連接在一起時,將形成一個非常大的電流環路。另外,模擬地和數字地通過一個長導線連接在一起會構成偶極天線。
上傳時間: 2013-10-23
上傳用戶:rtsm07
第一部分 信號完整性知識基礎.................................................................................5第一章 高速數字電路概述.....................................................................................51.1 何為高速電路...............................................................................................51.2 高速帶來的問題及設計流程剖析...............................................................61.3 相關的一些基本概念...................................................................................8第二章 傳輸線理論...............................................................................................122.1 分布式系統和集總電路.............................................................................122.2 傳輸線的RLCG 模型和電報方程...............................................................132.3 傳輸線的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本質.................................................................................142.3.2 特征阻抗相關計算.............................................................................152.3.3 特性阻抗對信號完整性的影響.........................................................172.4 傳輸線電報方程及推導.............................................................................182.5 趨膚效應和集束效應.................................................................................232.6 信號的反射.................................................................................................252.6.1 反射機理和電報方程.........................................................................252.6.2 反射導致信號的失真問題.................................................................302.6.2.1 過沖和下沖.....................................................................................302.6.2.2 振蕩:.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分線的匹配.................................................................................392.6.3.4 多負載的匹配.................................................................................41第三章 串擾的分析...............................................................................................423.1 串擾的基本概念.........................................................................................423.2 前向串擾和后向串擾.................................................................................433.3 后向串擾的反射.........................................................................................463.4 后向串擾的飽和.........................................................................................463.5 共模和差模電流對串擾的影響.................................................................483.6 連接器的串擾問題.....................................................................................513.7 串擾的具體計算.........................................................................................543.8 避免串擾的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的產生..................................................................................................614.2.1 電壓瞬變.............................................................................................614.2.2 信號的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 電場屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁場屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 電磁場屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 電磁屏蔽體和屏蔽效率.................................................................684.3.2 濾波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦電容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 設計中的EMI.......................................................................................754.4.1 傳輸線RLC 參數和EMI ........................................................................764.4.2 疊層設計抑制EMI ..............................................................................774.4.3 電容和接地過孔對回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走線規則.................................................................................79第五章 電源完整性理論基礎...............................................................................825.1 電源噪聲的起因及危害.............................................................................825.2 電源阻抗設計.............................................................................................855.3 同步開關噪聲分析.....................................................................................875.3.1 芯片內部開關噪聲.............................................................................885.3.2 芯片外部開關噪聲.............................................................................895.3.3 等效電感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路電容的特性和應用.............................................................................925.4.1 電容的頻率特性.................................................................................935.4.3 電容的介質和封裝影響.....................................................................955.4.3 電容并聯特性及反諧振.....................................................................955.4.4 如何選擇電容.....................................................................................975.4.5 電容的擺放及Layout ........................................................................99第六章 系統時序.................................................................................................1006.1 普通時序系統...........................................................................................1006.1.1 時序參數的確定...............................................................................1016.1.2 時序約束條件...................................................................................1063.2 高速設計的問題.......................................................................................2093.3 SPECCTRAQuest SI Expert 的組件.......................................................2103.3.1 SPECCTRAQuest Model Integrity .................................................2103.3.2 SPECCTRAQuest Floorplanner/Editor .........................................2153.3.3 Constraint Manager .......................................................................2163.3.4 SigXplorer Expert Topology Development Environment .......2233.3.5 SigNoise 仿真子系統......................................................................2253.3.6 EMControl .........................................................................................2303.3.7 SPECCTRA Expert 自動布線器.......................................................2303.4 高速設計的大致流程...............................................................................2303.4.1 拓撲結構的探索...............................................................................2313.4.2 空間解決方案的探索.......................................................................2313.4.3 使用拓撲模板驅動設計...................................................................2313.4.4 時序驅動布局...................................................................................2323.4.5 以約束條件驅動設計.......................................................................2323.4.6 設計后分析.......................................................................................233第四章 SPECCTRAQUEST SIGNAL EXPLORER 的進階運用..........................................2344.1 SPECCTRAQuest Signal Explorer 的功能包括:................................2344.2 圖形化的拓撲結構探索...........................................................................2344.3 全面的信號完整性(Signal Integrity)分析.......................................2344.4 完全兼容 IBIS 模型...............................................................................2344.5 PCB 設計前和設計的拓撲結構提取.......................................................2354.6 仿真設置顧問...........................................................................................2354.7 改變設計的管理.......................................................................................2354.8 關鍵技術特點...........................................................................................2364.8.1 拓撲結構探索...................................................................................2364.8.2 SigWave 波形顯示器........................................................................2364.8.3 集成化的在線分析(Integration and In-process Analysis) .236第五章 部分特殊的運用...............................................................................2375.1 Script 指令的使用..................................................................................2375.2 差分信號的仿真.......................................................................................2435.3 眼圖模式的使用.......................................................................................249第四部分:HYPERLYNX 仿真工具使用指南............................................................251第一章 使用LINESIM 進行前仿真.......................................................................2511.1 用LineSim 進行仿真工作的基本方法...................................................2511.2 處理信號完整性原理圖的具體問題.......................................................2591.3 在LineSim 中如何對傳輸線進行設置...................................................2601.4 在LineSim 中模擬IC 元件.....................................................................2631.5 在LineSim 中進行串擾仿真...................................................................268第二章 使用BOARDSIM 進行后仿真......................................................................2732.1 用BOARDSIM 進行后仿真工作的基本方法...................................................2732.2 BoardSim 的進一步介紹..........................................................................2922.3 BoardSim 中的串擾仿真..........................................................................309
上傳時間: 2014-04-18
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高速PCB設計指南之(一~八 )目錄 2001/11/21 一、1、PCB布線2、PCB布局3、高速PCB設計 二、1、高密度(HD)電路設計2、抗干擾技術3、PCB的可靠性設計4、電磁兼容性和PCB設計約束 三、1、改進電路設計規程提高可測性2、混合信號PCB的分區設計3、蛇形走線的作用4、確保信號完整性的電路板設計準則 四、1、印制電路板的可靠性設計 五、1、DSP系統的降噪技術2、POWERPCB在PCB設計中的應用技術3、PCB互連設計過程中最大程度降低RF效應的基本方法 六、1、混合信號電路板的設計準則2、分區設計3、RF產品設計過程中降低信號耦合的PCB布線技巧 七、1、PCB的基本概念2、避免混合訊號系統的設計陷阱3、信號隔離技術4、高速數字系統的串音控制 八、1、掌握IC封裝的特性以達到最佳EMI抑制性能2、實現PCB高效自動布線的設計技巧和要點3、布局布線技術的發展 注:以上內容均來自網上資料,不是很系統,但是對有些問題的分析還比較具體。由于是文檔格式,所以缺圖和表格。另外,可能有小部分內容重復。
上傳時間: 2014-05-15
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