信號完整性

涉及高速PCB布局指南的主要問題是信號完整性。長期以來，PCB單元的信號完整性損失一直是一個令人擔憂的問題，因此在制造，銷售或購買印刷電路板時，請務必牢記信號完整性PCB布局注意事項。

信號完整性問題和印刷電路板

頻率

在低頻下，您應該不會遇到信號完整性方面的任何重大問題。但是，隨著信號速度的提高，您會獲得更高的頻率，這會影響系統的模擬和數字屬性。在較高的頻率下，您可能會遇到反射，地面反彈，串擾和振鈴，這會嚴重損害信號的完整性。

如果您期望更高的頻率，則需要在電路板設計中考慮傳輸線對I / O信號的影響。

速度

自然，速度和頻率之間的關系是您需要牢記的。較低的速度意味著較低的頻率和較少的信號傳輸問題，而較快的速度意味著較高的頻率以及隨之而來的問題。

長度

在傳輸和信號完整性方面要考慮的另一個問題是傳輸介質的長度。傳輸介質越長，發生某種信號丟失的機會就越大。

幸運的是，可以通過質量設計和在設計印刷電路板時牢記一些基本布局準則來抵消這些以及大多數其他信號完整性問題。

主信號完整性PCB布局注意事項

已經對設計傳輸線的最佳方法進行了廣泛的研究，以使高速信號能夠以最大的效率傳播。為了減少信號完整性和其他傳輸問題的潛在問題，確保您的PCB供應商為電路板提供強大的設計非常重要。

以下是由許多不同來源（例如德州儀器）發布的一些準則，這些準則處理諸如時鐘信號及其布線之類的高速信號，并使設計人員可以回顧重要的一致性。由于許多因素會影響傳輸線，因此會發生EMI問題。為了減少這些問題，良好的PCB設計很重要-并且通過一些簡單的設計規則，PCB設計人員可以將這些問題最小化。

在接近您的PCB時，設計人員應首先詢問一些基本問題，包括：

l是否存在敏感信號，這些敏感信號是否需要帶狀線，或者微帶是否足夠？

l系統可以獲得多高的頻率和多快？

l接收器和源輸入和輸出的電氣規格是什么？

l有多少個不同的電源電壓，它們各自需要自己的電源板嗎？

l跡線的最小寬度，間距和高度是多少？層之間的最小距離是多少？

l至少兩個獨立的功能組之間是否存在互連？

l通孔要求是什么？盲孔或埋孔可能嗎？

印制電路板構造注意事項

對于高速電路板，您需要確保具有埋有接地層和電源層的多層結構。為了使設備接地和電源連接保持較短以減少傳輸長度和出錯的可能性，實心銅平面可能非常有用，并且接地平面為您的高速信號提供了低電感的返回路徑。

PCB信號完整性提示

在設計高效印刷電路板時，還應牢記其他一些技巧：

l直角：避免走線中的直角，因為它們會增加該區域的電容，從而導致阻抗變化和反射。45度角更好，圓形彎曲是理想的。

l過孔：盡管過孔對于布線至關重要，但它們會增加電感和電容并導致反射。它們還會增加走線長度，因此請謹慎使用，并避免差分走線中的過孔。

l信號分離：保持高速信號和低速信號彼此分開。還要分離數字和模擬信號。將信號相互路由90度，以最大程度地減少串擾。

PCB層壓板的選擇

另一個重要的考慮因素是層壓板。盡管由于成本效益，FR4 PCB層壓板是常見的選擇，但它可能會在較高速度下影響數字信號的完整性。

對于更高的頻率，您可能需要考慮使用更快的層壓板，例如Rogers RO4350。這些層壓板在更高的頻率下具有更好的性能，使您更容易達到設計目標。不利的一面是這種類型的層壓板的成本要高得多。