大师都晓得理做PCB板便是把设想好的道理图变成一块实其其实的PCB电路板,请别小视这一进程,有良多道理下行得通的工具在工程中却难以实现,或是别人能实现的工具别的一些人却实现不了,是以说做一块PCB板不难,但要做好一块PCB板却不是一件轻易的任务。

微电子范畴的两大难点在于高频旌旗灯号和微小旌旗灯号的处置,在这方面PCB建造水平就显得出格首要,一样的道理设想,一样的元器件,差别的人建造出来的PCB就具备差别的成果,那末若何才能做出一块好的PCB板呢?按照咱们以往的经历,想就以下几方面谈谈自身的观点:

一、要明白设想方针

接管到一个设想使命,起首要明白其设想方针,是通俗的PCB板、高频PCB板、小旌旗灯号处置 PCB板还是既有高频次又有小旌旗灯号处置的PCB板，若是是通俗的PCB板,只需做到规划布线公道整洁,机器尺寸精确无误便可,若有中负载线和长线,就要接纳必然的手腕停止处置,加重负载,长线要增强驱动,重点是防止长线反射。当板上有跨越40MHz的旌旗灯号线时，就要对这些旌旗灯号线停止出格的斟酌，比方线间串扰等题目。若是频次更高一些，对布线的长度就有更严酷的限定，按照散布参数的收集实际，高速电路与其连线间的彼此感化是决议性身分，在体系设想时不能疏忽。跟着门传输速率的进步，在旌旗灯号线上的否决将会响应增添，相邻旌旗灯号线间的串扰将成反比地增添，凡是高速电路的功耗和热耗散也都很大，在做高速PCB时应引发充足的正视。

当板上有毫伏级乃至微伏级的微小旌旗灯号时，对这些旌旗灯号线就须要出格的看护，小旌旗灯号因为太微小，很是轻易遭到别的强旌旗灯号的搅扰，屏障办法常常是须要的，不然将大大降落信噪比。乃至于有用旌旗灯号被噪声覆没，不能有用地提取出来。

对板子的调测也要在设想阶段加以斟酌，测试点的物理地位，测试点的断绝等身分不可疏忽，因为有些小旌旗灯号和高频旌旗灯号是不能间接把探头加上去停止丈量的。

别的还要斟酌其余一些相干身分，如板子层数，接纳元器件的封装形状，板子的机器强度等。在做PCB板子前，要做出对该设想的设想方针心中稀有。

二、领会所用元器件的功效对规划布线的请求

咱们晓得，有些出格元器件在规划布线时有出格的请求，比方LOTI和APH所用的摹拟旌旗灯号缩小器，摹拟旌旗灯号缩小器对电源请求要安稳、纹波小。摹拟小旌旗灯号局部要尽能够阔别功率器件。在OTI板上，小旌旗灯号缩小局部还特地加有屏障罩，把杂散的电磁搅扰给屏障掉。NTOI板上用的GLINK芯片接纳的是ECL工艺，功耗大发烧利害，对散热题目必须在规划时就必须停止出格斟酌，若接纳天然散热，就要把 GLINK芯片放在氛围畅通比拟顺畅的处所，并且散出来的热量还不能对别的芯片组成大的影响。若是板子上装有喇叭或其余大功率的器件，有能够对电源构成严峻的净化这一点也应引发充足的正视.

三、元器件规划的斟酌

元器件的规划起首要斟酌的一个身分便是电机能，把连线干系紧密亲密的元器件尽能够放在一路，出格对一些高速线，规划时就要使它尽能够地短，功率旌旗灯号和小旌旗灯号器件要分隔。在知足电路机能的条件下，还要斟酌元器件摆放整洁、雅观，便于测试，板子的机器尺寸，插座的地位等也需当真斟酌。

高速体系中的接地和互连线上的传输提早时候也是在体系设想时起首要斟酌的身分。旌旗灯号线上的传输时候对总的体系速率影响很大，出格是对高速的ECL电路，当然集成电路块自身速率很高，但因为在底板上用通俗的互连线（每30cm线长约有2ns的提早量）带来提早时候的增添，能够使体系速率大为降落.象移位寄放器，同步计数器这类同步任务部件好放在统一块插件板上，因为到差别插件板上的时钟旌旗灯号的传输提早时候不相称，能够使移位寄放器产主毛病，若不能放在一块板上，则在同步是关头的处所，从大众时钟源连到各插件板的时钟线的长度必须相称。

四、对布线的斟酌

跟着OTNI和星形光纤网的设想实现，今后会有更多的100MHz以上的具备高速旌旗灯号线的板子须要设想，这里将先容高速线的一些根基观点。

1．传输线

印制电路板上的任何一条“长”的旌旗灯号通路都能够视为一种传输线。若是该线的传输提早时候比旌旗灯号回升时候短很多，那末旌旗灯号回升时代所产主的反射都将被覆没。不再显现过冲、反冲和振铃，对现时大大都的MOS电路来讲，因为回升时候对线传输提早时候之比大很多，以是走线可长以米计而无旌旗灯号失真。而对速率较快的逻辑电路，出格是超高速ECL

集成电路来讲，因为边沿速率的增快，若无别的办法，走线的长度必须大大延长，以坚持旌旗灯号的完全性。

有两种体例能使高速电路在绝对长的线上任务而无严峻的波形失真，TTL对疾速降落边沿接纳肖特基二极管箝位体例，使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上，这就削减了前面的反冲幅度，较慢的回升边缘允许有过冲，但它被在电平“H”状况下电路的绝对高的输入阻抗（50 ～80Ω）所衰减。别的，因为电平“H”状况的抗扰度较大，使反冲题目并不非常凸起，对HCT系列的器件，若接纳肖特基二极管箝位和串连电阻端接体例相连系，其改良的结果将会加倍较着。

当沿旌旗灯号线有扇出时，在较高的位速率和较快的边沿速率下，上述先容的TTL整形体例显得有些缺乏。因为线中存在着反射波，它们在高位速率下将趋于分解，从而引发旌旗灯号严峻失真和抗搅扰才能降落。是以，为了处置反射题目，在ECL体系中凡是操纵别的一种体例：线阻抗婚配法。用这类体例能使反射遭到节制，旌旗灯号的完全性取得保障。

严酷他说，对有较慢边沿速率的惯例TTL和CMOS器件来讲，传输线并不是非常须要的.对有较快边沿速率的高速ECL器件，传输线也不老是须要的。可是当操纵传输线时，它们具备能展望连线时延和经由进程阻抗婚配来节制反射和振荡的长处。

决议是不是接纳传输线的基自身分有以下五个。它们是： （1）体系旌旗灯号的沿速率， （2）连线距离 （3）容性负载(扇出的几多)， （4）电阻性负载（线的端接体例）； （5）允许的反冲和过冲百分比（交换抗扰度的降落水平）。

2．传输线的几种范例

（1）同轴电缆和双绞线：它们常常用在体系与体系之间的毗连。同轴电缆的特点阻抗凡是有50Ω和75Ω，双绞线凡是为110Ω。

（2）印制板上的微带线

微带线是一根带状导(旌旗灯号线)．与地立体之间用一种电介质断绝开。若是线的厚度、宽度和与地立体之间的距离是可节制的，则它的特点阻抗也是能够节制的。微带线的特点阻抗Z0为：Z0=87/SQRT(Er+1.41)×ln[(5.98h) /(0.8w+t)]

式中：【Er为印制板介质资料的绝对介电常数

h为介电质层的厚度

W为线的宽度

t为线的厚度

单元长度微带线的传输提早时候，仅仅取决于介电常数而与线的宽度或距离有关。

(3)印制板中的带状线

带状线是一条置于两层导电立体之间的电介质中间的铜带线。若是线的厚度和宽度、介质的介电常数和两层导电立体间的距离是可控的，那末线的特点阻抗也是可控的，带状线的特点阻抗为:Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]}

式中：h是两块地线板间的距离

W为线的宽度

t为线的厚度

一样，单元长度带状线的传输提早时候与线的宽度或间距是有关的；仅取决于所用介质的绝对介电常数。

3．端接传输线

在一条线的领受端用一个与线特点阻抗相称的电阻端接，则称该传输线为并联端接线。它首要是为了取得好的电机能，包含驱动散布负载而接纳的。

偶然为了节流电源耗损，对端接的电阻上再串接一个104电容构成交换端接电路，它能有用地降落直流耗损。

在驱动器和传输线之间串接一个电阻，而线的终端不再接端接电阻，这类端接体例称之为串连端接。较长线上的过冲和振铃可用串连阻尼或串连端接手艺来节制.串连阻尼是操纵一个与驱动门输入端串连的小电阻（普通为10～75Ω）来实现的.这类阻尼体例适合与特点阻抗来受节制的线相联用(如底板布线，无地立体的电路板和大大都绕接线等。

串连端接时串连电阻的值与电路（驱动门）输入阻抗之和即是传输线的特点阻抗.串连联端接线存在着只能在终端操纵集总负载和传输提早时候较长的错误谬误.可是，这能够经由进程操纵过剩串连端接传输线的体例加以降服。

4．非端接传输线

若是线提早时候比旌旗灯号回升时候短很多，能够在不必串连端接或并联端接的环境下操纵传输线，若是一根非端接线的双程提早（旌旗灯号在传输线上来回一次的时候）比脉冲旌旗灯号的回升时候短，那末因为非端接所引发的反冲约莫是逻辑摆幅的15％。大开线路长度类似为：

Lmax＜tr/2tpd

式中：tr为回升时候

tpd为单元线长的传输提早时候

5．几种端接体例的比拟

并联端接线和串连端接线都各有长处，事实用哪种，还是两种都用，这要看设想者的喜好和体系的请求而定。并联端接线的首要长处是体系速率快和旌旗灯号在线上传输完全无失真。长线上的负载既不会影响驱动长线的驱动门的传输提早时候，又不会影响它的旌旗灯号边沿速率，但将使旌旗灯号沿该长线的传输提早时候增大。在驱动大扇出时，负载可经分支短线沿线散布，而不象串连端接中那样必须把负载集总在线的终端。

串连端接体例使电路有驱动几条平行负载线的才能，串连端接线因为容性负载所引发的提早时候增量约比响应并联端接线的大一倍，而短线则因容性负载使边沿速率加快和驱动门提早时候增大，可是，串连端接线的串扰比并联端接线的要小，其首要缘由是沿串连端接线传递的旌旗灯号幅度仅仅是二分之一的逻辑摆幅，因此开关电流也只要并联端接的开关电流的一半，旌旗灯号能量小串扰也就小。

二、PCB板的布线手艺

做PCB时是选用双面板还是多层板，要看高任务频次和电路体系的庞杂水平和对组装密度的请求来决议。在时钟频次跨越200MHZ时好选用多层板。若是任务频次跨越350MHz ，好选用以聚四氟乙烯作为介质层的印制电路板，因为它的高频衰耗要小些，寄生电容要小些，传输速率要快些，还因为Z0较大而省功耗，对印制电路板的走线有如下准绳请求：

（1）一切平行旌旗灯号线之间要尽能够留有较大的距离，以削减串扰。若是有两条相距较近的旌旗灯号线，幸亏两线之间走一条接地线，如许能够起到屏障感化。

（2）设想旌旗灯号传输线时要防止急拐弯，以防传输线特点阻抗的渐变而发生反射，要尽能够设想成具备必然尺寸的平均的圆弧线。

（3）印制板的宽度可按照上述微带线和带状线的特点阻抗计较公式计较，印制电路板上的微带线的特点阻抗普通在50～120Ω之间。要想取得大的特点阻抗，线宽必须做得很窄。但很细的线条又不轻易建造。综合各类身分斟酌，普通挑选68Ω摆布的阻抗值比拟适合，因为挑选68Ω的特点阻抗，能够在提早时候和功耗之间到达佳均衡。一条50Ω的传输线将耗损更多的功率；较大的阻抗当然能够使耗损功率削减，但会使传输提早时候憎大。因为负线电容会构成传输提早时候的增大和特点阻抗的降落。但特点阻抗很低的线段单元长度的本征电容比拟大，以是传输提早时候及特点阻抗受负载电容的影响较小。具备恰当端接的传输线的一个首要特点是，分枝短线对线提早时候应不甚么影响。当Z0为50Ω时。分枝短线的长度必须限定在 2．5cm之内．以避免呈现很大的振铃。

（4）对双面板（或六层板中走四层线）．电路板两面的线要相互垂直，以防止相互感到产主串扰。

（5）印制板上若装有大电流器件，如继电器、唆使灯、喇叭等，它们的地线好要分隔零丁走，以削减地线上的噪声，这些大电流器件的地线应连到插件板和背板上的一个自力的地总线上去，并且这些自力的地线还应当与全部体系的接地点相毗连。

（6）若是板上有小旌旗灯号缩小器，则缩小前的弱旌旗灯号线要阔别强旌旗灯号线，并且走线要尽能够地短，若有能够还要用地线对其停止屏障。