PCB設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)答(四)

51、在數(shù)字和模擬并存的系統(tǒng)中，有2種處理方法，一個(gè)是數(shù)字地和模擬地分開(kāi)，比如在地層，數(shù)字地是獨(dú)立地一塊，模擬地獨(dú)立一塊，單點(diǎn)用銅皮或FB磁珠連接，而電源不分開(kāi)；另一種是模擬電源和數(shù)字電源分開(kāi)用FB連接，而地是統(tǒng)一地地。請(qǐng)問(wèn)李先生，這兩種方法效果是否一樣？


應(yīng)該說(shuō)從原理上講是一樣的。因?yàn)殡娫春偷貙?duì)高頻信號(hào)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(duì)模擬電路的干擾。但是，分割可能造成信號(hào)回流路徑不完整，影響數(shù)字信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量，影響系統(tǒng)EMC質(zhì)量。因此，無(wú)論分割哪個(gè)平面，要看這樣作，信號(hào)回流路徑是否被增大，回流信號(hào)對(duì)正常工作信號(hào)干擾有多大。

現(xiàn)在也有一些混合設(shè)計(jì)，不分電源和地，在布局時(shí)，按照數(shù)字部分、模擬部分分開(kāi)布局布線，避免出現(xiàn)跨區(qū)信號(hào)。

52、安規(guī)問(wèn)題：FCC、EMC的具體含義是什么？

FCC: federal communication commission 美國(guó)通信委員會(huì)

EMC: electro megnetic compatibility 電磁兼容

FCC是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織，EMC是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)頒布都有相應(yīng)的原因，標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法。

53、何謂差分布線？



差分信號(hào)，有些也稱(chēng)差動(dòng)信號(hào)，用兩根完全一樣，極性相反的信號(hào)傳輸一路數(shù)據(jù)，依靠?jī)筛盘?hào)電平差進(jìn)行判決。為了保證兩根信號(hào)完全一致，在布線時(shí)要保持并行，線寬、線間距保持不變。



54、仿真軟件有哪些？



仿真的種類(lèi)很多，高速數(shù)字電路信號(hào)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、仿真軟件是如何進(jìn)行LAYOUT仿真的？



高速數(shù)字電路中，為了提高信號(hào)質(zhì)量，降低布線難度，一般采用多層板，分配專(zhuān)門(mén)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(hào)的穩(wěn)定性

高速數(shù)字信號(hào)布線，關(guān)鍵是減小傳輸線對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。因此，100M以上的高速信號(hào)布局時(shí)要求信號(hào)走線盡量短。

數(shù)字電路中，高速信號(hào)是用信號(hào)上升延時(shí)間來(lái)界定的。而且，不同種類(lèi)的信號(hào)（如TTL,GTL,LVTTL），確保信號(hào)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(duì)室外單元進(jìn)行監(jiān)控的低頻電路部分往往采用部署在同一上，請(qǐng)問(wèn)對(duì)這樣的在材質(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(jì)是一個(gè)很大的問(wèn)題。很難有一個(gè)完美的解決方案。

一般射頻電路在系統(tǒng)中都作為一個(gè)獨(dú)立的單板進(jìn)行布局布線，甚至?xí)袑?zhuān)門(mén)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(jiǎn)單，所有這些都是為了減少對(duì)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(duì)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(hào)傳輸時(shí)延小。

在混合電路設(shè)計(jì)中，雖然射頻，數(shù)字電路做在同一塊上，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(guò)孔帶和屏蔽盒屏蔽。

58、對(duì)于射頻部分，中頻部分和低頻電路部分部署在同一上，mentor有什么解決方案？

Mentor的板級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，除了基本的電路設(shè)計(jì)功能外，還有專(zhuān)門(mén)的RF設(shè)計(jì)模塊。在RF原理圖設(shè)計(jì)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(zhuān)門(mén)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(duì)于分析仿真后的結(jié)果可以反標(biāo)回原理圖和。同時(shí)，利用Mentor軟件的設(shè)計(jì)管理功能，可以方便的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)復(fù)用，設(shè)計(jì)派生，和協(xié)同設(shè)計(jì)。大大加速混合電路設(shè)計(jì)進(jìn)程。

手機(jī)板是典型的混合電路設(shè)計(jì)，很多大型手機(jī)設(shè)計(jì)制造商都利用Mentor加安杰倫的eesoft作為設(shè)計(jì)平臺(tái)。

59、mentor的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如何？

Mentor Graphics的工具有WG(原veribest)系列和Enterprise(boardstation)系列。

61、Mentor的設(shè)計(jì)軟件對(duì)差分線隊(duì)的處理又如何？
Mentor軟件在定義好差分對(duì)屬性后，兩根差分對(duì)可以一起走線，嚴(yán)格保證差分對(duì)線寬，間距和長(zhǎng)度差，遇到障礙可以自動(dòng)分開(kāi)，在換層時(shí)可以選擇過(guò)孔方式。
62、在一塊12層PCb板上，有三個(gè)電源層2.2v，3.3v,5v，將三個(gè)電源各作在一層，地線該如何處理？
一般說(shuō)來(lái)，三個(gè)電源分別做在三層，對(duì)信號(hào)質(zhì)量比較好。因?yàn)椴淮罂赡艹霈F(xiàn)信號(hào)跨平面層分割現(xiàn)象?？绶指钍怯绊懶盘?hào)質(zhì)量很關(guān)鍵的一個(gè)因素，而仿真軟件一般都忽略了它。對(duì)于電源層和地層，對(duì)高頻信號(hào)來(lái)說(shuō)都是等效的。在實(shí)際中，除了考慮信號(hào)質(zhì)量外，電源平面耦合(利用相鄰地平面降低電源平面交流阻抗)，層疊對(duì)稱(chēng)，都是需要考慮的因素。
63、在出廠時(shí)如何檢查是否達(dá)到了設(shè)計(jì)工藝要求？
很多廠家在加工完成出廠前，都要經(jīng)過(guò)加電的網(wǎng)絡(luò)通斷測(cè)試，以確保所有聯(lián)線正確。同時(shí)，越來(lái)越多的廠家也采用x光測(cè)試，檢查蝕刻或?qū)訅簳r(shí)的一些故障。對(duì)于貼片加工后的成品板，一般采用ICT測(cè)試檢查，這需要在設(shè)計(jì)時(shí)添加ICT測(cè)試點(diǎn)。如果出現(xiàn)問(wèn)題，也可以通過(guò)一種特殊的X光檢查設(shè)備排除是否加工原因造成故障。
64、“機(jī)構(gòu)的防護(hù)”是不是機(jī)殼的防護(hù)？
是的。機(jī)殼要盡量嚴(yán)密，少用或不用導(dǎo)電材料，盡可能接地。
65、在芯片選擇的時(shí)候是否也需要考慮芯片本身的esd問(wèn)題？
不論是雙層板還是多層板，都應(yīng)盡量增大地的面積。在選擇芯片時(shí)要考慮芯片本身的ESD特性，這些在芯片說(shuō)明中一般都有提到，而且即使不同廠家的同一種芯片性能也會(huì)有所不同。設(shè)計(jì)時(shí)多加注意，考慮的全面一點(diǎn)，做出電路板的性能也會(huì)得到一定的保證。但ESD的問(wèn)題仍然可能出現(xiàn)，因此機(jī)構(gòu)的防護(hù)對(duì)ESD的防護(hù)也是相當(dāng)重要的。
66、在做板的時(shí)候，為了減小干擾，地線是否應(yīng)該構(gòu)成閉和形式？
在做板的時(shí)候，一般來(lái)講都要減小回路面積，以便減少干擾，布地線的時(shí)候，也不 應(yīng)布成閉合形式，而是布成樹(shù)枝狀較好，還有就是要盡可能增大地的面積。
67、如果仿真器用一個(gè)電源，板用一個(gè)電源，這兩個(gè)電源的地是否應(yīng)該連在一起？
如果可以采用分離電源當(dāng)然較好，因?yàn)槿绱穗娫撮g不易產(chǎn)生干擾，但大部分設(shè)備是有具體要求的。既然仿真器和板用的是兩個(gè)電源，按我的想法是不該將其共地的。
68、一個(gè)電路由幾塊板構(gòu)成，他們是否應(yīng)該共地？
一個(gè)電路由幾塊構(gòu)成，多半是要求共地的，因?yàn)樵谝粋€(gè)電路中用幾個(gè)電源畢竟是不太實(shí)際的。但如果你有具體的條件，可以用不同電源當(dāng)然干擾會(huì)小些。
69、設(shè)計(jì)一個(gè)手持產(chǎn)品，帶LCD，外殼為金屬。測(cè)試ESD時(shí)，無(wú)法通過(guò)ICE-1000-4-2的測(cè)試，CONTACT只能通過(guò)1100V，AIR可以通過(guò)6000V。ESD耦合測(cè)試時(shí)，水平只能可以通過(guò)3000V，垂直可以通過(guò)4000V測(cè)試。CPU主頻為33MHZ。有什么方法可以通過(guò)ESD測(cè)試？
手持產(chǎn)品又是金屬外殼，ESD的問(wèn)題一定比較明顯，LCD也恐怕會(huì)出現(xiàn)較多的不良現(xiàn)象。如果沒(méi)辦法改變現(xiàn)有的金屬材質(zhì)，則建議在機(jī)構(gòu)內(nèi)部加上防電材料，加強(qiáng)的地，同時(shí)想辦法讓LCD接地。當(dāng)然，如何操作要看具體情況