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设计高速电路板的注意事项

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设计高速电路板的注意事项
转自《电子工程专辑》


叠层数问题 特性阻抗 延迟 EMC

我最近针对一篇关于 PCB 特性阻抗的文章写了封信。该文阐述了工艺过程的 变化是怎样引起实际阻抗发生变化的,以及怎样用精确的现场解决工具(field solver)来预见这种现象。我在信中指出,即使没有工艺的变化,其它因素也会 引起实际阻抗很大的不同。在设计高速电路板时,自动化设计工具有时不能发 现这种不很明显但却非常重要的问题。然而,只要在设计的早期步骤当中采取 一些措施就可以避免这种问题。我把这种技术称做“防卫设计”(defensive design)。 叠层数问题 一个好的叠层结构是对大多数信号整体性问题和 EMC 问题的最好防范措施, 同时也最易被人们误解。这里有几种因素在起作用,能解决一个问题的好方法 可能会导致其它问题的恶化。 很多系统设计供应商会建议电路板中至少应该有 一个连续平面以控制特性阻抗和信号质量,只要成本能承受得起,这是个很好 的建议。EMC 咨询专家时常建议在外层上放置地线填充(ground fill)或地线层 来控制电磁辐射和对电磁干扰的灵敏度,在一定条件下这也是一种好建议。

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图 1:用电容模型分析叠层结构中的信号问题

然而, 由于瞬态电流的原因, 在某些普通设计中采用这种方法可能会遇到麻烦。 首先,我们来看一对电源层/地线层这种简单的情况:它可看作为一个电容(图 1)。可以认为电源层和地线层是电容的两个极板。要想得到较大的电容值,就 需将两个极板靠得更近(距离 D),并增大介电常数(ε……
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