高速PCB設(shè)計(jì)中的常見問題及解決方法

焊盤對(duì)高速信號(hào)的影響

在PCB中，從設(shè)計(jì)的角度來看一個(gè)過孔主要由兩部分組成：中間的鉆孔和鉆孔周圍的焊盤。有名為fulonm的工程師請(qǐng)教嘉賓焊盤對(duì)高速信號(hào)有何影響，對(duì)此，李寶龍表示：焊盤對(duì)高速信號(hào)有影響，其影響類似器件的封裝對(duì)器件的影響。詳細(xì)的分析，信號(hào)從IC內(nèi)出來以后，經(jīng)過邦定線、管腳、封裝外殼、焊盤、焊錫到達(dá)傳輸線，這個(gè)過程中的所有關(guān)節(jié)都會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量。但實(shí)際分析時(shí)，很難給出焊盤、焊錫加上管腳的具體參數(shù)。所以一般就用IBIS模型中的封裝的參數(shù)將他們都概括了，當(dāng)然這樣的分析在較低的頻率上可以接收，但對(duì)于更高頻率信號(hào)更高精度仿真就不夠精確。現(xiàn)在的一個(gè)趨勢是用IBIS的V-I、V-T曲線描述Buffer特性，用SPICE模型描述封裝參數(shù)。

如何抑制電磁干擾

PCB是產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的源頭，所以PCB設(shè)計(jì)直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的電磁兼容性(EMC)。如果在高速PCB設(shè)計(jì)中對(duì)EMC/EMI予以重視，將有助縮短產(chǎn)品研發(fā)周期加快產(chǎn)品上市時(shí)間。因此，不少工程師在此次論壇中非常關(guān)注抑制電磁干擾的問題。例如，無錫祥生醫(yī)學(xué)影像有限責(zé)任公司的舒劍表示，在EMC測試中發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的諧波超標(biāo)十分嚴(yán)重，請(qǐng)問是不是要對(duì)使用到時(shí)鐘信號(hào)的IC的電源引腳做特殊處理，目前只是在電源引腳上連接去耦電容。在PCB設(shè)計(jì)中還有需要注意哪些方面以抑止電磁輻射呢?對(duì)此，李寶龍指出，EMC的三要素為輻射源，傳播途徑和受害體。傳播途徑分為空間輻射傳播和電纜傳導(dǎo)。所以要抑制諧波，首先看看它傳播的途徑。電源去耦是解決傳導(dǎo)方式傳播，此外，必要的匹配和屏蔽也是需要的。

李寶龍也在回答WHITE網(wǎng)友的問題時(shí)指出，濾波是解決EMC通過傳導(dǎo)途徑輻射的一個(gè)好辦法，除此之外，還可以從干擾源和受害體方面入手考慮。干擾源方面，試著用示波器檢查一下信號(hào)上升沿是否太快，存在反射或Overshoot、undershoot或ringing，如果有，可以考慮匹配;另外盡量避免做50%占空比的信號(hào)，因?yàn)檫@種信號(hào)沒有偶次諧波，高頻分量更多。受害體方面，可以考慮包地等措施。

RF布線是選擇過孔還是打彎布線

此次論壇中，也不有少網(wǎng)友就高速模擬電路設(shè)計(jì)提問。如精恒電子的一位網(wǎng)友問：在高速PCB中，過也可以減少很大的回流路徑，但有人說情愿彎一下也不要打過也，那應(yīng)該如何取舍?

對(duì)此，李寶龍指出，分析RF電路的回流路徑，與高速數(shù)字電路中信號(hào)回流不太一樣。二者有共同點(diǎn)，都是分布參數(shù)電路，都是應(yīng)用Maxwell方程計(jì)算電路的特性。但射頻電路是模擬電路，有電路中電壓V=V(t)、電流I=I(t)兩個(gè)變量都需要進(jìn)行控制，而數(shù)字電路只關(guān)注信號(hào)電壓的變化V=V(t)。因此，在RF布線中，除了考慮信號(hào)回流外，還需要考慮布線對(duì)電流的影響。即打彎布線和過孔對(duì)信號(hào)電流有沒有影響。此外，大多數(shù)RF板都是單面或雙面PCB，并沒有完整的平面層，回流路徑分布在信號(hào)周圍各個(gè)地和電源上，仿真時(shí)需要使用3D場提取工具分析，這時(shí)候打彎布線和過孔的回流需要具體分析;高速數(shù)字電路分析一般只處理有完整平面層的多層PCB，使用2D場提取分析，只考慮在相鄰平面的信號(hào)回流，過孔只作為一個(gè)集總參數(shù)的R-L-C處理。