PCB设计中,高速信号如何布局,一般放在什么叠层,以什么为原则?

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查看2124 | 回复1 | 2023-8-21 16:08:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

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在PCB设计中,高速信号的布局是一个关键的步骤,直接影响信号完整性、EMC性能和电路性能。以下是关于高速信号布局的一般原则和一些常见的叠层选择:

原则和注意事项:
  • 尽量短且直接的路径: 高速信号的路径应尽量短且直接,以减少信号传播延迟和损耗。避免过多的拐弯和弯曲。
  • 差分信号匹配: 对于高速差分信号,确保差分信号对的长度相等,以避免信号失调和相位偏移。
  • 层叠布局: 高速信号通常放置在内层信号层中,以提供更好的屏蔽和隔离。将高速差分信号对放在相邻的内层信号层上。
  • 地平面和电源平面: 在高速信号层的上下放置地平面和电源平面。这有助于提供信号的返回路径,减少信号环路和降低噪声。
  • 规避干扰源: 高速信号的路径应尽量远离干扰源,如开关电源、高电流路径和变压器等。
  • 规避交叉和平行: 高速信号应避免与其他信号线交叉和平行走线,以减少信号耦合和串扰。
  • 信号引脚分配: 合理引脚分配可以减少信号回流路径和互相干扰。保持引脚短、直接,并考虑匹配信号引脚的布局。
  • 层与层之间的连接: 如果需要在不同层之间传递高速信号,使用适当的连接方式,如通过孔或盲埋孔。

叠层选择:
常见的叠层选择包括:
  • 内层信号层: 这是放置高速信号的常见层次。它们可以在地平面的上下提供屏蔽和隔离。
  • 顶层和底层: 高速信号有时也可以放置在顶层或底层,尤其是在需要尽量短的信号路径的情况下。然而,这些层通常会有更多的干扰和辐射,需要格外注意信号完整性和EMC性能。
  • 特殊层: 对于更复杂的设计,可能需要特殊的层,如嵌入式天线层、RF层等。

综合考虑信号完整性、EMC性能和布局要求,选择合适的层叠布局和放置策略非常重要。使用PCB设计软件进行仿真和分析,以评估信号的性能和完整性,确保高速信号的稳定传输。
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286 | 2023-8-21 16:09:37 | 显示全部楼层
在PCB设计中,布局高速信号是一个复杂且关键的任务,涉及信号完整性、EMC性能和抑制干扰等方面。以下是一些布局高速信号的原则和注意事项:
  • 差分信号对保持匹配: 对于高速差分信号(如PCIe、USB、Ethernet等),确保差分信号对的长度相等,以避免信号失调和相位偏移。差分信号对的匹配可以减少共模噪声。
  • 最短路径和直线性: 高速信号的路径应尽量短,并保持直线性,以减少信号的传播延迟和损耗。避免过多的拐弯和弯曲。
  • 规避交叉和平行: 避免高速信号与其他信号线交叉和平行走线,以减少信号耦合和串扰。尤其要避免与高电流、高频率的信号交叉。
  • 避免板边界和边缘: 高速信号尽量远离PCB的边界和边缘,以减少辐射和敏感度。
  • 地平面和电源平面: 在高速信号层的下方和上方分别放置地平面和电源平面。这有助于提供返回路径,减少信号环路和降低信号噪声。
  • 层叠布局: 使用内层信号层来布置高速信号,以提供更好的隔离和屏蔽。将高速差分信号对放在相邻的内层信号层上。
  • 规避开关元件: 高速信号的路径应尽量远离开关元件、变压器和电感等,以避免电磁干扰。
  • 规避共模噪声: 高速信号的路径应避免共模噪声源,如开关电源和高电流路径。
  • 引脚分配: 确保高速信号的引脚分配合理,减少信号回流路径,避免引脚间的互相干扰。
  • 仿真和分析: 使用PCB设计软件进行仿真和分析,评估信号完整性和电磁兼容性。这有助于发现潜在的问题并做出优化。
  • 层与层之间的连接: 对于需要在不同层之间传递高速信号的情况,使用适当的连接方式,如通过孔或盲埋孔,以减少跨层信号传输的干扰。

综上所述,布局高速信号需要综合考虑信号完整性、EMC性能和抗干扰能力。合理的布局可以确保高速信号的稳定传输和性能。
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