什么是高速PCB设计?

　　信号的可靠性受印刷电路板 (PCB) 的物理特性影响。这些特性包括封装、布局、堆叠和互连。高速 PCB 设计旨在克服辐射、延迟、反射和串扰等问题。

　　高速 PCB 设计之所以与众不同，是因为它非常重视这些问题。大多数硬件设计师习惯于设计简单的 PCB，将所有注意力放在布线和元件放置上。然而，在使用高速 PCB 时，您还需要考虑以下几个特性。

　　这些是硬件设计师在规划时需要问自己的问题：我要把走线放在哪里?宽度是多少?它们离信号有多近?要连接的组件类型有哪些?这些考虑因素将帮助您实现理想的高速 PCB 设计。

　　高速 PCB 设计基础

　　如今，大多数数字设计都采用高速和低速数字协议。然而，高速 PCB 具有用于无线连接和交互的 RF 前端。尽管大多数设计都是从原理图开始的，但大多数高速 PCB

　　设计重点是互连设计、布线和 PCB 堆叠。

　　如何规划高速 PCB 堆叠和阻抗?

　　为高速电路板创建印刷电路板堆叠的过程将定义电阻和布线。PCB 堆叠的各层专用于高速信号、接地层和电源。此外，在堆叠中分配层时需要考虑各种要点。

　　董事会规模和新人数

　　在进行 PCB 布局时，您应该考虑电路板的尺寸和所需的网络。大电路板将有更多区域让您在印刷电路板布局期间访问轨道，而无需使用多个信号电平。

　　路线密度

　　如果您所处的情形是网络数量较多，而电路板尺寸受限于较小的区域，则将没有足够的空间在表面层周围布线。因此，当布线器被推得更近时，您将需要更多的内部信号层。如果您转向小尺寸电路板，则可以强制提高布线密度。

　　接口总和

　　完美的策略是每层最多布线两个接口，同时考虑总线宽度(串联还是并联)和电路板范围。将高速数字端口中的大部分信号保持在均匀水平将保证可靠的阻抗，并且所有信号都可以看到偏移。

　　射频信号和短速

　　注意您的设计中是否有任何 RF 信号或低速和短速数字信号。如果有，这些信号将占用外部层上更多的空间，而这些空间原本可用于高速总线或机制，因此可能需要额外的层。

　　电源完整性

　　电源可靠性的主要基石是针对大型 IC 所需的每个电压等级使用出色的电源平面和接地平面。这些平面应位于相邻的层上，以帮助确保出色的平面容量，从而帮助使用分离电容器稳定电源。

　　然而，对于所有高速印刷电路板(PCB)类型，都必须考虑更多规则。

　　配电网络在传输电源时产生的噪声主要有。

　　减少相邻走线之间的串扰。当信号频率较高时，由于受激现有线路具有电容阻抗，因此很快就会产生电容串扰的感觉

　　减少地弹产生的影响。这些影响与信号完整性问题密切相关，可以通过适当塑造 PCB 堆叠并分离 PCB 的几个部分来减少。

　　尝试获取较佳可能的电阻匹配

　　为每条信号线提供适当的解决方案。这方面与控制输入、负载和传输阻抗一起消除了信号反射。

　　更高程度的抗辐射和电磁干扰 (EMI)

　　高速PCB设计需要哪些技能?

　　当硬件设计人员计划设计高速PCB时，他们会考虑一些符合基本PCB设计规则和方法的因素和参数。

　　以下是一些关键的高速PCB设计技能：

　　拥有较具创新性的设计软件选项

　　使用可以为您提供一些高级选项的软件。设计高速 PCB 并不容易。它需要 CAD 软件中的许多复杂功能。各种程序上可能没有太多选项。因此，您需要对强大的 CAD 工具有深入的了解。

　　高速传输

　　优秀的设计师需要了解基本布线规则。这是高速走线的基本原则之一。它还包括保持走线简洁和不切断接地平面。

　　利用阻抗功率引导走线

　　高速 PCB 需要阻抗匹配，以匹配约 40-120 欧姆的信号。至于特征电阻匹配提示，它们是多个方差对的传输器。硬件设计师必须知道如何测量走线宽度和层堆栈以获得关键的阻抗值。

　　如果缺乏准确的阻抗值，可能会对信号产生严重影响，从而导致数据被利用。

　　长度匹配走线

　　接口和高速内存总线中有一系列线路。这些线路可以以相当高的频率工作。因此，信号必须同时从发送端移动到接收端。此外，它还需要一种称为长度匹配的功能。它有助于定义需要匹配长度的容差值。

　　减少漏洞

　　硬件设计师需要了解一些关键技巧。其中之一就是减少高速 PCB 中的环路面积。由于存在一些包括 EMI 和 EMC 在内的问题，因此他们必须遵守基本规则，包括减少环路面积、增强现有的迹线返回路径以及缝合过孔。