PCB的設(shè)計基礎(chǔ)介紹

51、在數(shù)字和模擬并存的系統(tǒng)中，有 2 種處理方法，一個是數(shù)字地和模擬地分開，比如在地層，數(shù)字地是獨立地一塊，模擬地獨立一塊，單點用銅皮或 FB 磁珠連接，而電源不分開;另一種是模擬電源和數(shù)字電源分開用 FB 連接，而地是統(tǒng)一地地。請問李先生，這兩種方法效果是否一樣?

應(yīng)該說從原理上講是一樣的。因為電源和地對高頻信號是等效的。

區(qū)分模擬和數(shù)字部分的目的是為了抗干擾，主要是數(shù)字電路對模擬電路的干擾。但是，分割可能造成信號回流路徑不完整，影響數(shù)字信號的信號質(zhì)量，影響系統(tǒng) EMC 質(zhì)量。因此，無論分割哪個平面，要看這樣作，信號回流路徑是否被增大，回流信號對正常工作信號干擾有多大?，F(xiàn)在也有一些混合設(shè)計，不分電源和地，在布局時，按照數(shù)字部分、模擬部分分開布局布線，避免出現(xiàn)跨區(qū)信號。

52、安規(guī)問題：FCC、EMC 的具體含義是什么?

FCC: federal communication commission 美國通信委員會

EMC: electro megnetic compatibility 電磁兼容

FCC 是個標(biāo)準組織，EMC 是一個標(biāo)準。標(biāo)準頒布都有相應(yīng)的原因，標(biāo)準和測試方法。

53、何謂差分布線?

差分信號，有些也稱差動信號，用兩根完全一樣，極性相反的信號傳輸一路數(shù)據(jù)，依靠兩根信號電平差進行判決。為了保證兩根信號完全一致，在布線時要保持并行，線寬、線間距保持不變。

54、PCB 仿真軟件有哪些?

仿 真 的種類很多， 高 速 數(shù) 字電 路 信 號 完 整 性 分 析 仿 真 分析(SI) 常 用 軟 件 有icx,signalvision,hyperlynx,XTK,speectraquest 等。有些也用 Hspice。

55、PCB 仿真軟件是如何進行 LAYOUT 仿真的?

高速數(shù)字電路中，為了提高信號質(zhì)量，降低布線難度，一般采用多層板，分配專門的電源層，地層。

56、在布局、布線中如何處理才能保證 50M 以上信號的穩(wěn)定性

高速數(shù)字信號布線，關(guān)鍵是減小傳輸線對信號質(zhì)量的影響。因此，100M 以上的高速信號布局時要求信號走線盡量短。數(shù)字電路中，高速信號是用信號上升延時間來界定的。而 且 ，不 同種類的信號(如 TTL,GTL,LVTTL)，確保信號質(zhì)量的方法不一樣。

57、室外單元的射頻部分，中頻部分，乃至對室外單元進行監(jiān)控的低頻電路部分往往采用部署在同一 PCB 上，請問對這樣的 PCB 在材質(zhì)上有何要求?如何防止射頻，中頻乃至低頻電路互相之間的干擾?

混合電路設(shè)計是一個很大的問題。很難有一個完美的解決方案。

一般射頻電路在系統(tǒng)中都作為一個獨立的單板進行布局布線，甚至?xí)袑ｉT的屏蔽腔體。而且射頻電路一般為單面或雙面板，電路較為簡單，所有這些都是為了減少對射頻電路分布參數(shù)的影響，提高射頻系統(tǒng)的一致性。相對于一般的 FR4 材質(zhì)，射頻電路板傾向與采用高 Q 值的基材，這種材料的介電常數(shù)比較小，傳輸線分布電容較小，阻抗高，信號傳輸時延小。在混合電路設(shè)計中，雖然射頻，數(shù)字電路做在同一塊 PCB 上，但一般都分成射頻電路區(qū)和數(shù)字電路區(qū)，分別布局布線。之間用接地過孔帶和屏蔽盒屏蔽。

58、對于射頻部分，中頻部分和低頻電路部分部署在同一 PCB 上，mentor 有什么解決方案?

Mentor 的板級系統(tǒng)設(shè)計軟件，除了基本的電路設(shè)計功能外，還有專門的 RF 設(shè)計模塊。在 RF 原理圖設(shè)計模塊中，提供參數(shù)化的器件模型，并且提供和 EESOFT 等射頻電路分析仿真工具的雙向接口;在 RF LAYOUT 模塊中，提供專門用于射頻電路布局布線的圖案編輯功能，也有和 EESOFT 等射頻電路分析仿真工具的雙向接口，對于分析仿真后的結(jié)果可以反標(biāo)回原理圖和 PCB。同時，利用 Mentor 軟件的設(shè)計管理功能，可以方便的實現(xiàn)設(shè)計復(fù)用，設(shè)計派生，和協(xié)同設(shè)計。大大加速混合電路設(shè)計進程。手機板是典型的混合電路設(shè)計，很多大型手機設(shè)計制造商都利用 Mentor 加安杰倫的 eesoft 作為設(shè)計平臺。

59、mentor 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如何?

Mentor Graphics 的 PCB 工具有 WG(原 veribest)系列和 Enterprise(boardstation)系列。

60、Mentor 的 PCB 設(shè)計軟件對 BGA、PGA、COB 等封裝是如何支持的?

Mentor 的 autoactive RE 由收購得來的 veribest 發(fā)展而來，是業(yè)界第一個無網(wǎng)格，任意角度布線器。眾所周知，對于球柵數(shù)組，COB 器件，無網(wǎng)格，任意角度布線器是解決布通率的關(guān)鍵。在最新的autoactive RE 中，新增添了推擠過孔，銅箔，REROUTE 等功能，使它應(yīng)用更方便。另外，他支持高速布線，包括有時延要求信號布線和差分對布線。

61、Mentor 的 PCB 設(shè)計軟件對差分線隊的處理又如何?

Mentor 軟件在定義好差分對屬性后，兩根差分對可以一起走線，嚴格保證差分對線寬，間距和長度差，遇到障礙可以自動分開，在換層時可以選擇過孔方式。

62、在一塊 12 層 PCb 板上，有三個電源層 2.2v，3.3v,5v，將三個電源各作在一層，地線該如何處理?

一般說來，三個電源分別做在三層，對信號質(zhì)量比較好。因為不大可能出現(xiàn)信號跨平面層分割現(xiàn)象?？绶指钍怯绊懶盘栙|(zhì)量很關(guān)鍵的一個因素，而仿真軟件一般都忽略了它。對于電源層和地層，對高頻信號來說都是等效的。在 實 際 中，除了考慮信號質(zhì)量外，電 源 平 面 耦 合 ( 利 用 相鄰地平面降低電源平面交流阻抗)，層迭對稱，都是需要考慮的因素。

63、PCB 在出廠時如何檢查是否達到了設(shè)計工藝要求?

很多 PCB 廠家在 PCB 加工完成出廠前，都要經(jīng)過加電的網(wǎng)絡(luò)通斷測試，以確保所有聯(lián)線正確。同時，越來越多的廠家也采用 x 光測試，檢查蝕刻或?qū)訅簳r的一些故障。對于貼片加工后的成品板，一般采用 ICT測試檢查，這需要在 PCB 設(shè)計時添加 ICT 測試點。如果出現(xiàn)問題，也可以通過一種特殊的 X 光檢查設(shè)備排除是否加工原因造成故障。

64、“機構(gòu)的防護”是不是機殼的防護?

是的。機殼要盡量嚴密，少用或不用導(dǎo)電材料，盡可能接地。

65、在芯片選擇的時候是否也需要考慮芯片本身的 esd 問題?

不論是雙層板還是多層板，都應(yīng)盡量增大地的面積。在選擇芯片時要考慮芯片本身的 ESD 特性，這些在芯片說明中一般都有提到，而且即使不同廠家的同一種芯片性能也會有所不同。設(shè)計時多加注意，考慮的全面一點，做出電路板的性能也會得到一定的保證。但 ESD 的問題仍然可能出現(xiàn)，因此機構(gòu)的防護對ESD 的防護也是相當(dāng)重要的。

66、在做 pcb 板的時候，為了減小干擾，地線是否應(yīng)該構(gòu)成閉和形式?

在做 PCB 板的時候，一般來講都要減小回路面積，以便減少干擾，布地線的時候，也不 應(yīng)布成閉合形式，而是布成樹枝狀較好，還有就是要盡可能增大地的面積。

67、如果仿真器用一個電源，pcb 板用一個電源，這兩個電源的地是否應(yīng)該連在一起?

如果可以采用分離電源當(dāng)然較好，因為如此電源間不易產(chǎn)生干擾，但大部分設(shè)備是有具體要求的。既然仿真器和 PCB 板用的是兩個電源，按我的想法是不該將其共地的。

68、一個電路由幾塊 pcb 板構(gòu)成，他們是否應(yīng)該共地?

一個電路由幾塊 PCB 構(gòu)成，多半是要求共地的，因為在一個電路中用幾個電源畢竟是不太實際的。但如果你有具體的條件，可以用不同電源當(dāng)然干擾會小些。

69、設(shè)計一個手持產(chǎn)品，帶 LCD，外殼為金屬。測試 ESD 時，無法通過 ICE-1000-4-2 的測試，CONTACT 只能通過 1100V，AIR 可以通過 6000V。ESD 耦合測試時，水平只能可以通過 3000V，垂直可以通過 4000V 測試。CPU 主頻為 33MHZ。有什么方法可以通過 ESD 測試?

手持產(chǎn)品又是金屬外殼，ESD 的問題一定比較明顯，LCD 也恐怕會出現(xiàn)較多的不良現(xiàn)象。如果沒辦法改變現(xiàn)有的金屬材質(zhì)，則建議在機構(gòu)內(nèi)部加上防電材料，加強 PCB 的地，同時想辦法讓 LCD 接地。當(dāng)然，如何操作要看具體情況。

70、設(shè)計一個含有 DSP，PLD 的系統(tǒng)，該從那些方面考慮 ESD?

就一般的系統(tǒng)來講，主要應(yīng)考慮人體直接接觸的部分，在電路上以及機構(gòu)上進行適當(dāng)?shù)谋Ｗo。至于ESD 會對系統(tǒng)造成多大的影響，那還要依不同情況而定。干燥的環(huán)境下，ESD 現(xiàn)象會比較嚴重，較敏感精細的系統(tǒng)，ESD 的影響也會相對明顯。雖然大的系統(tǒng)有時 ESD 影響并不明顯，但設(shè)計時還是要多加注意，盡量防患于未然。