PCB板上多长的走线才是传输线?信号在这条走线上向前传播,传输到走线尽头需要10ns,返回到源端又需要10ns,则总的往返时间是20ns。如果把上面的信号往返路径看成普通的电流回路的话,返回路径上应该没有电流,因为在远端是开路的。但实际情况却不是这样,返回路径在信号上后的一段时间有电流。在这段走线上加一个上升时间为1ns的信号,在开始的1ns时间,信号还线条上只走了6英寸,不知道远端是开路还是短路,那么信号感觉到的阻抗有多大,怎么确定?如果把信号往返路径看成普通的电流回路的话就会产生矛盾,所以,必须按传输线处理。实际上,在信号线条和返回地平面间存在寄生电容,如图2所示。当信号向前传播过程中,A点处电压不断不变化,对于寄生电容来说,变化的电压意味着产生电流,方向如图中虚线所示。因此信号感受到的阻抗就是电容呈现出来的阻抗,寄生电容构成了电流回流的路径。信号在向前传播所经过的每一点都会感受到一个阻抗,这个阻抗是变化的电压施加到寄生电容上产生的,通常叫做传输线的瞬态阻抗。过孔不能位于焊盘上;无锡多层PCB制作
「PCB设计**」一些和“过孔”有关的疑难问题
温度变化和过孔的阻抗有对应关系吗?
答:温度变化主要影响过孔的可靠性,材料选择是需要考虑材料的CTE值这个参数。
高速PCB,布线过程中过孔的避让如何处理,有什么好的建议?
答:高速PCB,比较好少打过孔,通过增加信号层来解决需要增加过孔的需求。
在走线过孔附近加接地过孔的作用及原理是什么?
答:PCB板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种:1)信号过孔(过孔结构要求对信号影响较小)2)电源、地过孔(过孔结构要求过孔的分布电感较小)3)散热过孔(过孔结构要求过孔的热阻较小)上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线过孔附近加接地过孔的作用是给信号提供一个较短的回流路径。注意:信号换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供较短的信号回流路径,减小信号的EMI辐射。这种辐射会随着信号频率的提高而明显增加。 无锡多层PCB制作法律法规的适用性等,要与不同国家环保法规相融合,满足RoHS及无卤素等要求。
高速信号的完整性主要与阻抗、传输线损耗及时延一致性有关,在接收端能接收到合适的波形及眼图就可算为信号完整性得到保证,故高速数字电路的PCB材料选择的主要参数指标就是Dk、Df、损耗等。无论是模拟电路还是数字电路,PCB材料的介电常数Dk是材料选用的一个重要参数,因为Dk值与应用于该材料的实际电路阻抗值关系密不可分。当PCB材料的Dk值变化时,无论是随频率变化还是随温度变化,电路的传输线阻抗都会产生意想不到的变化,进而对高速数字电路的信号传输性能造成不利的影响。如果PCB材料的Dk对不同频率的谐波成分呈现不同值,阻抗也随之在不同频率下出现不同的阻值,Dk值和阻抗的非预期改变,将导致谐波成分产生一定程度的损耗和频率偏移,会使高速数字信号的模拟谐波成分产生失真,进而使信号的完整性下降。与Dk值密切相关的色散也是材料的一种特性,Dk值随频率变化越小,色散就越小,对高速数字电路应用就越好。介质材料的极化,材料的损耗以及高频段铜导体的表面粗糙度等各种不同因素都会引起电路的色散。所以高速材料的Dk值要求稳定,在不同频率段和温度下,其变化波动越小越好。
纸基板:FR-1,FR-2,FR-3等
酚醛纸基板是以酚醛树脂为粘合剂,以木浆纤维布作为表层增强材料。复合基板:CEM-1和CEM-3这类基板主要是CEM系列覆铜板,其中CEM-1(环氧纸基芯料)和CEM-3(环氧玻璃无纺布芯料)是CEM中两种重要的品种。CEM系列板具有良好的加工性,平整度,尺寸稳定性,厚度精确性,它的机械强度,介电性能吸水性,耐金属迁移性等均高于纸基板,而机械强度(CEM-3)约为FR-4的80%,售价低于FR-4板。特殊材料基板(陶瓷,金属等) 树脂,具有电气绝缘性;
PCB常见术语解释——FR-4
FR-4,PCB常用基材之一,它是一种耐燃材料等级的代号,所表示的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格。FR-4不是一种材料名称,而是一种材料等级。FR-4一般分为:FR-4刚性板,常见板厚0.8-3.2mm;FR-4薄性板,常见板厚小于0.78mm。FR-4板料的一般技术指标有:抗弯强度、剥离强度、热冲击性能、阻燃性能、体积电阻系数、表面电阻、介电常数、介质损耗角正切、玻璃化温度Tg、尺寸稳定性、最高使用温度、翘曲度等。 尽量避免两信号层直接相邻;无锡多层PCB制作
通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出。无锡多层PCB制作
所谓“不以规矩,不能成方圆”,PCB设计同样也是如此。工程师在进行PCBLayout时,有些“规矩”是必须要大家遵循的。
1、所有信号线必须倒角,倒角角度为45度,特殊情况除外。
2、信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。
3、PCB设计中应避免产生锐角和直角,产生不必要的辐射,同时工艺性能也不好。
4为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,当线中心间距不少于3倍线宽时,则可保持70%的电场不互相干扰,称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W的间距。
5、电源是一种模拟和数字的混合信号,电源模拟部分的信号是弱信号,微小的干扰都可能导致不能正常工作,在Layout时要设法减少对模拟电路的干扰,使电源稳定可靠的工作。为此,芯片的滤波电容要优先靠近芯片放置,数字电路和模拟电路隔开,模拟部分不可以走数字信号。
6、电源和地的管脚要就近放置过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,同时电源和地的引线尽可能粗来减少阻抗。 无锡多层PCB制作
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