PCB设计技巧百问

上传者：邵文泽
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上传时间：2015-04-28
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PCB设计技巧百问

PCB 设计技巧百问(1-10) [原著]
1、如何选择PCB 板材？
选择PCB 板材必须在满足设计需求和可量产性及成本中间取得平衡点。设计需求包含电气和
机构这两部分。通常在设计非常高速的PCB 板子(大于GHz 的频率)时这材质问题会比较重要。
例如，现在常用的FR-4 材质，在几个GHz 的频率时的介质损(dielectric loss)会对信号衰
减
有很大的影响，可能就不合用。就电气而言，要注意介电常数(dielectric constant)和介
质损在所设计的频率是否合用。
2、如何避免高频干扰？
避免高频干扰的基本思路是尽量降低高频信号电磁场的干扰，也就是所谓的串扰
(Crosstalk)。可用拉大高速信号和模拟信号之间的距离，或加ground guard/shunt trac
es
在模拟信号旁边。还要注意数字地对模拟地的噪声干扰。
3、在高速设计中，如何解决信号的完整性问题？
信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。而影响阻抗匹配的因素有信号源的架构和输出阻抗
(output impedance)，走线的特性阻抗，负载端的特性，走线的拓朴(topology)架构等。解
决的方式是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。
4、差分布线方式是如何实现的？
差分对的布线有两点要注意，一是两条线的长度要尽量一样长，另一是两线的间距(此间距
由差分阻抗决定)要一直保持不变，也就是要保持平行。平行的方式有两种，一为两条线走
在同一走线层(side-by-side)，一为两条线走在上下相邻两层(over-under)。一般以前者
side-by-side 实现的方式较多。
5、对于只有一个输出端的时钟信号线，如何实现差分布线？
要用差分布线一定是信号源和接收端也都是差分信号才有意义。所以对只有一个输出端的时
钟信号是无法使用差分布线的。
6、接收端差分线对之间可否加一匹配电阻？
接收端差分线对间的匹配电阻通常会加, 其值应等于差分阻抗的值。这样信号品质会好
些。
7、为何差分对的布线要靠近且平行？
对差分对的布线方式应该要适当的靠近且平行。所谓适当的靠近是因为这间距会影响到差分
阻抗(differential impedance)的值, 此值是设计差分对的重要参数。需要平行也是因为要
保持差分阻抗的一致性。若两线忽远忽近, 差分阻抗就会不一致, 就会影响信号完整性
(signal integrity)及时间延迟(timing delay)。
8、如何处理实际布线中的一些理论冲突的问题
1. 基本上, 将模/数地分割隔离是对的。要注意的是信号走线尽量不要跨过有分割的地方
(moat), 还有不要让电源和信号的回流电流路径(returning current path)变太大。
2. 晶振是模拟的正反馈振荡电路, 要有稳定的振荡信号, 必须满足loop gain 与phase 的规
范, 而这模拟信号的振荡规范很容易受到干扰, 即使加ground guard traces 可能也无法完
全隔离干扰。而且离的太远, 地平面上的噪声也会影响正反馈振荡电路。所以, 一定要将
晶振和芯片的距离进可能靠近。
3. 确实高速布线与EMI 的要求有很多冲突。但基本原则是因EMI 所加的电阻电容或ferrite
bead, 不能造成信号的一些电气特性不符合规范。所以, 最好先用安排走线和PCB 叠层的技

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