现代的电子设计和芯片制造技术正在飞速发展，电子产品的复杂度、时钟和总线频率等等都呈快速上升趋势，但系统的电压却不断在减小，所有的这一切加上产品投放市场的时间要求给设计师带来了前所未有的巨大压力。要想保证产品的一次性成功就必须能预见设计中可能出现的各种问题，并及时给出合理的解决方案，对于高速的数字电路来说，最令人头大的莫过于如何确保瞬时跳变的数字信号通过较长的一段传输线，还能完整地被接收，并保证良好的电磁兼容性，这就是目前颇受关注的信号完整性（SI）问题。本章就是围绕信号完整性的问题，让大家对高速电路有个基本的认识，并介绍一些相关的基本概念。 第一章 高速数字电路概述.....................................................................................51.1 何为高速电路...............................................................................................51.2 高速带来的问题及设计流程剖析...............................................................61.3 相关的一些基本概念...................................................................................8第二章 传输线理论...............................................................................................122.1 分布式系统和集总电路.............................................................................122.2 传输线的RLCG 模型和电报方程...............................................................132.3 传输线的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本质.................................................................................142.3.2 特征阻抗相关计算.............................................................................152.3.3 特性阻抗对信号完整性的影响.........................................................172.4 传输线电报方程及推导.............................................................................182.5 趋肤效应和集束效应.................................................................................232.6 信号的反射.................................................................................................252.6.1 反射机理和电报方程.........................................................................252.6.2 反射导致信号的失真问题.................................................................302.6.2.1 过冲和下冲.....................................................................................302.6.2.2 振荡：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分线的匹配.................................................................................392.6.3.4 多负载的匹配.................................................................................41第三章 串扰的分析...............................................................................................423.1 串扰的基本概念.........................................................................................423.2 前向串扰和后向串扰.................................................................................433.3 后向串扰的反射.........................................................................................463.4 后向串扰的饱和.........................................................................................463.5 共模和差模电流对串扰的影响.................................................................483.6 连接器的串扰问题.....................................................................................513.7 串扰的具体计算.........................................................................................543.8 避免串扰的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的产生..................................................................................................614.2.1 电压瞬变.............................................................................................614.2.2 信号的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 电场屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁场屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 电磁场屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 电磁屏蔽体和屏蔽效率.................................................................684.3.2 滤波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦电容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 设计中的EMI.......................................................................................754.4.1 传输线RLC 参数和EMI ........................................................................764.4.2 叠层设计抑制EMI ..............................................................................774.4.3 电容和接地过孔对回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走线规则.................................................................................79第五章 电源完整性理论基础...............................................................................825.1 电源噪声的起因及危害.............................................................................825.2 电源阻抗设计.............................................................................................855.3 同步开关噪声分析.....................................................................................875.3.1 芯片内部开关噪声.............................................................................885.3.2 芯片外部开关噪声.............................................................................895.3.3 等效电感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路电容的特性和应用.............................................................................925.4.1 电容的频率特性.................................................................................935.4.3 电容的介质和封装影响.....................................................................955.4.3 电容并联特性及反谐振.....................................................................955.4.4 如何选择电容.....................................................................................975.4.5 电容的摆放及Layout ........................................................................99第六章 系统时序.................................................................................................1006.1 普通时序系统...........................................................................................1006.1.1 时序参数的确定...............................................................................1016.1.2 时序约束条件...................................................................................1066.2 源同步时序系统.......................................................................................1086.2.1 源同步系统的基本结构...................................................................1096.2.2 源同步时序要求...............................................................................110第七章 IBIS 模型................................................................................................1137.1 IBIS 模型的由来...................................................................................... 1137.2 IBIS 与SPICE 的比较.............................................................................. 1137.3 IBIS 模型的构成...................................................................................... 1157.4 建立IBIS 模型......................................................................................... 1187.4 使用IBIS 模型......................................................................................... 1197.5 IBIS 相关工具及链接..............................................................................120第八章 高速设计理论在实际中的运用.............................................................1228.1 叠层设计方案...........................................................................................1228.2 过孔对信号传输的影响...........................................................................1278.3 一般布局规则...........................................................................................1298.4 接地技术...................................................................................................1308.5 PCB 走线策略............................................................................................134
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PCB LAYOUT 術語解釋(TERMS)1. COMPONENT SIDE(零件面、正面)︰大多數零件放置之面。2. SOLDER SIDE(焊錫面、反面)。3. SOLDER MASK(止焊膜面)︰通常指Solder Mask Open 之意。4. TOP PAD︰在零件面上所設計之零件腳PAD，不管是否鑽孔、電鍍。5. BOTTOM PAD：在銲錫面上所設計之零件腳PAD，不管是否鑽孔、電鍍。6. POSITIVE LAYER：單、雙層板之各層線路；多層板之上、下兩層線路及內層走線皆屬之。7. NEGATIVE LAYER：通常指多層板之電源層。8. INNER PAD：多層板之POSITIVE LAYER 內層PAD。9. ANTI-PAD：多層板之NEGATIVE LAYER 上所使用之絕緣範圍，不與零件腳相接。10. THERMAL PAD：多層板內NEGATIVE LAYER 上必須零件腳時所使用之PAD，一般稱為散熱孔或導通孔。11. PAD (銲墊)：除了SMD PAD 外，其他PAD 之TOP PAD、BOTTOM PAD 及INNER PAD 之形狀大小皆應相同。12. Moat : 不同信號的 Power& GND plane 之間的分隔線13. Grid : 佈線時的走線格點2. Test Point : ATE 測試點供工廠ICT 測試治具使用ICT 測試點 LAYOUT 注意事項:PCB 的每條TRACE 都要有一個作為測試用之TEST PAD(測試點)，其原則如下：1. 一般測試點大小均為30-35mil，元件分布較密時，測試點最小可至30mil.測試點與元件PAD 的距離最小為40mil。2. 測試點與測試點間的間距最小為50-75mil，一般使用75mil。密度高時可使用50mil,3. 測試點必須均勻分佈於PCB 上，避免測試時造成板面受力不均。4. 多層板必須透過貫穿孔(VIA)將測試點留於錫爐著錫面上(Solder Side)。5. 測試點必需放至於Bottom Layer6. 輸出test point report(.asc 檔案powerpcb v3.5)供廠商分析可測率7. 測試點設置處:Setuppadsstacks
上传时间： 2013-10-22
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本文将接续介绍电源与功率电路基板，以及数字电路基板导线设计。宽带与高频电路基板导线设计a.输入阻抗1MHz，平滑性(flatness)50MHz 的OP增幅器电路基板图26 是由FET 输入的高速OP 增幅器OPA656 构成的高输入阻抗OP 增幅电路，它的gain取决于R1、R2，本电路图的电路定数为2 倍。此外为改善平滑性特别追加设置可以加大噪讯gain，抑制gain-频率特性高频领域时峰值的R3。图26 高输入阻抗的宽带OP增幅电路图27 是高输入阻抗OP 增幅器的电路基板图案。降低高速OP 增幅器反相输入端子与接地之间的浮游容量非常重要，所以本电路的浮游容量设计目标低于0.5pF。如果上述部位附着大浮游容量的话，会成为高频领域的频率特性产生峰值的原因，严重时频率甚至会因为feedback 阻抗与浮游容量，造成feedback 信号的位相延迟，最后导致频率特性产生波动现象。此外高输入阻抗OP 增幅器输入部位的浮游容量也逐渐成为问题，图27 的电路基板图案的非反相输入端子部位无full ground设计，如果有外部噪讯干扰之虞时，接地可设计成网格状(mesh)。图28 是根据图26 制成的OP 增幅器Gain－频率特性测试结果，由图可知即使接近50MHz频率特性非常平滑，-3dB cutoff频率大约是133MHz。
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上传时间： 2013-11-13
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LAYOUT REPORT .............. 1 目錄.................. 1 1. PCB LAYOUT 術語解釋(TERMS)......... 2 2. Test Point : ATE 測試點供工廠ICT 測試治具使用............ 2 3. 基準點 (光學點) -for SMD:........... 4 4. 標記 (LABEL ING)......... 5 5. VIA HOLE PAD................. 5 6. PCB Layer 排列方式...... 5 7.零件佈置注意事項 (PLACEMENT NOTES)............... 5 8. PCB LAYOUT 設計............ 6 9. Transmission Line ( 傳輸線 )..... 8 10.General Guidelines – 跨Plane.. 8 11. General Guidelines – 繞線....... 9 12. General Guidelines – Damping Resistor. 10 13. General Guidelines - RJ45 to Transformer................. 10 14. Clock Routing Guideline........... 12 15. OSC & CRYSTAL Guideline........... 12 16. CPU
上传时间： 2013-12-20
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信号完整性问题是高速PCB 设计者必需面对的问题。阻抗匹配、合理端接、正确拓扑结构解决信号完整性问题的关键。传输线上信号的传输速度是有限的，信号线的布线长度产生的信号传输延时会对信号的时序关系产生影响，所以PCB 上的高速信号的长度以及延时要仔细计算和分析。运用信号完整性分析工具进行布线前后的仿真对于保证信号完整性和缩短设计周期是非常必要的。在PCB 板子已焊接加工完毕后才发现信号质量问题和时序问题，是经费和产品研制时间的浪费。1.1 板上高速信号分析我们设计的是基于PowerPC 的主板，主要由处理器MPC755、北桥MPC107、北桥PowerSpanII、VME 桥CA91C142B 等一些电路组成，上面的高速信号如图2-1 所示。板上高速信号主要包括：时钟信号、60X 总线信号、L2 Cache 接口信号、Memory 接口信号、PCI 总线0 信号、PCI 总线1 信号、VME 总线信号。这些信号的布线需要特别注意。由于高速信号较多，布线前后对信号进行了仿真分析，仿真工具采用Mentor 公司的Hyperlynx7.1 仿真软件，它可以进行布线前仿真和布线后仿真。
上传时间： 2013-11-04
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布线需要考虑的问题很多，但是最基本的的还是要做到周密，谨慎。寄生元件危害最大的情况印刷电路板布线产生的主要寄生元件包括：寄生电阻、寄生电容和寄生电感。例如：PCB 的寄生电阻由元件之间的走线形成；电路板上的走线、焊盘和平行走线会产生寄生电容；寄生电感的产生途径包括环路电感、互感和过孔。当将电路原理图转化为实际的PCB 时，所有这些寄生元件都可能对电路的有效性产生干扰。本文将对最棘手的电路板寄生元件类型— 寄生电容进行量化，并提供一个可清楚看到寄生电容对电路性能影响的示例。
上传时间： 2013-11-18
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高速PCB设计指南之（一~八 ）目录 2001/11/21 一、1、PCB布线2、PCB布局3、高速PCB设计 二、1、高密度（HD）电路设计2、抗干扰技术3、PCB的可靠性设计4、电磁兼容性和PCB设计约束 三、1、改进电路设计规程提高可测性2、混合信号PCB的分区设计3、蛇形走线的作用4、确保信号完整性的电路板设计准则 四、1、印制电路板的可靠性设计 五、1、DSP系统的降噪技术2、POWERPCB在PCB设计中的应用技术3、PCB互连设计过程中最大程度降低RF效应的基本方法 六、1、混合信号电路板的设计准则2、分区设计3、RF产品设计过程中降低信号耦合的PCB布线技巧 七、1、PCB的基本概念2、避免混合讯号系统的设计陷阱3、信号隔离技术4、高速数字系统的串音控制 八、1、掌握IC封装的特性以达到最佳EMI抑制性能2、实现PCB高效自动布线的设计技巧和要点3、布局布线技术的发展 注：以上内容均来自网上资料，不是很系统，但是对有些问题的分析还比较具体。由于是文档格式，所以缺图和表格。另外，可能有小部分内容重复。
上传时间： 2014-05-15
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PCB设计问题集锦 问：PCB图中各种字符往往容易叠加在一起，或者相距很近，当板子布得很密时，情况更加严重。当我用Verify Design进行检查时，会产生错误，但这种错误可以忽略。往往这种错误很多，有几百个，将其他更重要的错误淹没了，如何使Verify Design会略掉这种错误，或者在众多的错误中快速找到重要的错误。 答：可以在颜色显示中将文字去掉,不显示后再检查;并记录错误数目。但一定要检查是否真正属于不需要的文字。 问： What’s mean of below warning:(6230,8330 L1) Latium Rule not checked: COMPONENT U26 component rule.答：这是有关制造方面的一个检查，您没有相关设定，所以可以不检查。 问： 怎样导出jop文件？答：应该是JOB文件吧？低版本的powerPCB与PADS使用JOB文件。现在只能输出ASC文件，方法如下STEP：FILE/EXPORT/选择一个asc名称/选择Select ALL/在Format下选择合适的版本/在Unit下选Current比较好/点击OK/完成然后在低版本的powerPCB与PADS产品中Import保存的ASC文件，再保存为JOB文件。 问： 怎样导入reu文件？答：在ECO与Design 工具盒中都可以进行，分别打开ECO与Design 工具盒，点击右边第2个图标就可以。 问： 为什么我在pad stacks中再设一个via:1(如附件）和默认的standardvi(如附件）在布线时V选择1，怎么布线时按add via不能添加进去这是怎么回事，因为有时要使用两种不同的过孔。答：PowerPCB中有多个VIA时需要在Design Rule下根据信号分别设置VIA的使用条件，如电源类只能用Standard VIA等等，这样操作时就比较方便。详细设置方法在PowerPCB软件通中有介绍。 问：为什么我把On-line DRC设置为prevent..移动元时就会弹出(图2),而你们教程中也是这样设置怎么不会呢?答：首先这不是错误,出现的原因是在数据中没有BOARD OUTLINE.您可以设置一个,但是不使用它作为CAM输出数据. 问：我用ctrl+c复制线时怎设置原点进行复制，ctrl+v粘帖时总是以最下面一点和最左边那一点为原点 答： 复制布线时与上面的MOVE MODE设置没有任何关系,需要在右键菜单中选择,这在PowerPCB软件通教程中有专门介绍. 问：用(图4)进行修改线时拉起时怎总是往左边拉起(图5)，不知有什么办法可以轻易想拉起左就左，右就右。答： 具体条件不明,请检查一下您的DESIGN GRID,是否太大了. 问： 好不容易拉起右边但是用(图6)修改线怎么改怎么下面都会有一条不能和在一起，而你教程里都会好好的(图8)答：这可能还是与您的GRID 设置有关,不过没有问题,您可以将不需要的那段线删除.最重要的是需要找到布线的感觉,每个软件都不相同,所以需要多练习。 问： 尊敬的老师:您好！这个图已经画好了，但我只对（如图1）一种的完全间距进行检查，怎么错误就那么多，不知怎么改进。请老师指点。这个图在附件中请老师帮看一下，如果还有什么问题请指出来，本人在改进。谢！！！！！答：请注意您的DRC SETUP窗口下的设置是错误的,现在选中的SAME NET是对相同NET进行检查,应该选择NET TO ALL.而不是SAME NET有关各项参数的含义请仔细阅读第5部教程. 问： U101元件已建好，但元件框的拐角处不知是否正确，请帮忙CHECK 答：元件框等可以通过修改编辑来完成。问： U102和U103元件没建完全，在自动建元件参数中有几个不明白：如：SOIC--》silk screen栏下spacing from pin与outdent from first pin对应U102和U103元件应写什么数值，还有这两个元件SILK怎么自动设置，以及SILK内有个圆圈怎么才能画得与该元件参数一致。 答：Spacing from pin指从PIN到SILK的Y方向的距离,outdent from first pin是第一PIN与SILK端点间的距离.请根据元件资料自己计算。
上传时间： 2013-10-07
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PCB LAYOUT 基本規範項次 項目 備註1 一般PCB 過板方向定義： PCB 在SMT 生產方向為短邊過迴焊爐(Reflow), PCB 長邊為SMT 輸送帶夾持邊. PCB 在DIP 生產方向為I/O Port 朝前過波焊爐(Wave Solder), PCB 與I/O 垂直的兩邊為DIP 輸送帶夾持邊.1.1 金手指過板方向定義： SMT: 金手指邊與SMT 輸送帶夾持邊垂直. DIP: 金手指邊與DIP 輸送帶夾持邊一致.2 SMD 零件文字框外緣距SMT 輸送帶夾持邊L1 需≧150 mil. SMD 及DIP 零件文字框外緣距板邊L2 需≧100 mil.3 PCB I/O port 板邊的螺絲孔(精靈孔)PAD 至PCB 板邊, 不得有SMD 或DIP 零件(如右圖黃色區).PAD
上传时间： 2014-12-24
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阻抗匹配 阻抗匹配（Impedance matching）是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。 大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力（lumped-circuit matching），另一种则是调整传输线的波长（transmission line matching）。 要匹配一组线路，首先把负载点的阻抗值，除以传输线的特性阻抗值来归一化，然后把数值划在史密夫图表上。 把电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。 由负载点至来源点加长传输线，在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动，直至走到电阻值为1的圆圈上，即可加电容或电感把阻抗力调整为零，完成匹配.........
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上传时间： 2013-11-13
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