PCB設(shè)計技巧100問（三）

41、怎樣通過安排迭層來減少EMI問題?

首先，EMI要從系統(tǒng)考慮，單憑PCB無法解決問題。

層疊對EMI來講，我認(rèn)為主要是提供信號最短回流路徑，減小耦合面積，抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合，適當(dāng)比電源層外延，對抑制共模干擾有好處。

42、為何要鋪銅?

一般鋪銅有幾個方面原因。

1，EMC.對于大面積的地或電源鋪銅，會起到屏蔽作用，有些特殊地，如PGND起到防護作用。

2，PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果，或者層壓不變形，對于布線較少的PCB板層鋪銅。

3，信號完整性要求，給高頻數(shù)字信號一個完整的回流路徑，并減少直流網(wǎng)絡(luò)的布線。當(dāng)然還有散熱，特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。

43、在一個系統(tǒng)中，包含了dsp和pld，請問布線時要注意哪些問題呢?

看你的信號速率和布線長度的比值。如果信號在傳輸線上的時延和信號變化沿時間可比的話，就要考慮信號完整性問題。另外對于多個DSP，時鐘，數(shù)據(jù)信號走線拓普也會影響信號質(zhì)量和時序，需要關(guān)注。

44、除protel工具布線外，還有其他好的工具嗎?

至于工具，除了PROTEL，還有很多布線工具，如MENTOR的WG2000,EN2000系列和powerpcb，Cadence的allegro，zuken的cadstar,cr5000等，各有所長。

45、什么是“信號回流路徑”?

信號回流路徑,即return current。高速數(shù)字信號在傳輸時，信號的流向是從驅(qū)動器沿PCB傳輸線到負載，再由負載沿著地或電源通過最短路徑返回驅(qū)動器端。這個在地或電源上的返回信號就稱信號回流路徑。Dr.Johson在他的書中解釋，高頻信號傳輸，實際上是對傳輸線與直流層之間包夾的介質(zhì)電容充電的過程。SI分析的就是這個圍場的電磁特性，以及他們之間的耦合。

46、如何對接插件進行SI分析?

在IBIS3.2規(guī)范中，有關(guān)于接插件模型的描述。一般使用EBD模型。如果是特殊板，如背板，需要SPICE模型。也可以使用多板仿真軟件(HYPERLYNX或IS_multiboard)，建立多板系統(tǒng)時，輸入接插件的分布參數(shù)，一般從接插件手冊中得到。當(dāng)然這種方式會不夠精確，但只要在可接受范圍內(nèi)即可。

47、請問端接的方式有哪些?

端接(terminal),也稱匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和終端匹配。其中源端匹配一般為電阻串聯(lián)匹配，終端匹配一般為并聯(lián)匹配，方式比較多，有電阻上拉，電阻下拉，戴維南匹配，AC匹配，肖特基二極管匹配。

48、采用端接(匹配)的方式是由什么因素決定的?

匹配采用方式一般由BUFFER特性，拓普情況，電平種類和判決方式來決定，也要考慮信號占空比，系統(tǒng)功耗等。

49、采用端接(匹配)的方式有什么規(guī)則?

數(shù)字電路最關(guān)鍵的是時序問題，加匹配的目的是改善信號質(zhì)量，在判決時刻得到可以確定的信號。對于電平有效信號，在保證建立、保持時間的前提下，信號質(zhì)量穩(wěn)定;對延有效信號，在保證信號延單調(diào)性前提下，信號變化延速度滿足要求。Mentor　ICX產(chǎn)品教材中有關(guān)于匹配的一些資料。另外《High Speed Digital design a hand book of blackmagic》有一章專門對terminal的講述，從電磁波原理上講述匹配對信號完整性的作用，可供參考。

50、能否利用器件的IBIS模型對器件的邏輯功能進行仿真?如果不能，那么如何進行電路的板級和系統(tǒng)級仿真?

IBIS模型是行為級模型，不能用于功能仿真。功能仿真，需要用SPICE模型，或者其他結(jié)構(gòu)級模型。

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。

現(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(zhǔn)組織，EMC是一個標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)頒布都有相應(yīng)的原因，標(biāo)準(zhǔn)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。詳細信息，請登錄http://www.mentor.com/。

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，對于球柵陣列，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。