根据经验,如果设计中模数混合,将PCB分区为模拟和数字部分,模拟器件放在模拟部分,数字器件放在数字部分,A/D转换器跨区放置。模拟信号和数字信号在各自区内布线,保证数字信号返回电流不会流入到模拟信号的地上。
旁路和去耦是防止能量从一个回路转移到另外一个回路,电源层、底线层、元器件和内部电源连接3个回路区域需要重视。尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线》电源线》信号线,通常信号线宽为:O.2~O.3mm,最细宽度可达0.05-‘’0.07mm,电源线为1.2-‘’2.5 n‘’Lrfl。用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。为每个集成电路芯片配置一个0.01心的陶瓷电容器。如遇到印制电路板空间小而装不下时,可每4~10个芯片配置一个l~10心钽电解电容器,这种器件的高频阻抗特别小,在500kI-Iz~20MHz范围内阻抗小于lQ,而且漏电流很小(O.5LlA以下)。去耦滤波电容器必须紧靠集成电路安装,力求最短的电容器引线和最小的瞬态电流回路面积,特别是高频旁路电容不能带引线。
对于当系统工作在50MHz时,将产生传输线效应和信号的完整性问题,采取传统措施可以达到比较满意的效果;而当系统时钟达到120MHz时,就需要考虑使用高速电路设计知识,否则基于传统方法设计的PCB将无法正常工作。因此,高速PCB电路设计已经成为电子系统设计师必须掌握的设计技术。
2 PCB高速信号电路设计技术
2.1 高速信号布线
高速信号布线采用多层板既是布线所必须的,也是降低干扰的有效手段。要合理的选择层数来降低印制板尺寸,充分利用中间层来设置屏蔽,实现就近接地,能有效降低寄生电感,缩短信号传输长度,降低信号间的交叉干扰等等,所有这些对高速电路的可靠性工作有利。有资料显示,248第八届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术交流会论文集同种材料时,四层板要比双面板的噪声低20dB。引线弯折越少越好,最好采用全直线,需要转折,可用45度折线或圆弧转折,可以减小高速信号对外的发射和相互间的耦合,减少信号的辐射和反射。
高速电路器件管脚间的引线越短越好。引线越长,带来的分布电感和分布电容值越大,会导致高速电路系统发生反射、振荡等。高速电路器件管脚间的引线层间交替越少越好,就是元件连接过程中所用的过孔越少越好。据测,一个过孔可带来约0.5pF的分布电容,导致电路的延时明显增加。高速电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“交叉干扰”,若无法避免平行分布,可以在平行信号线的反面布置大面积的“地”来减少干扰。在相邻的两个层,走线的方向务必取为相互垂直。