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高速PCB设计部分基础常识

1、如何选择板材？选择PCB板材必须在满足设计需求和可量产性及成本中间取得平衡点。设计需求包含电气和机构这两部分。通常在设计非常高速的PCB板子(大于GHz的频率)时这材质问题会比较重要。例如，现在常用的FR-4材质，在几个GHz的频率时的介质损(dielectric loss)会对信号衰减有很大的影响，可能就不合用。就电气而言，要注意介电常数（DK）和介质损在所设计的频率是否合用。2、如何避免信号干扰？避免高频干扰的基本思路是尽量降低高频信号电磁场的干扰，也就是所谓的串扰(Crosstalk)。可用拉大高速信号和模拟信号之间的距离，或加ground guard/shunt traces在模拟信号旁边。还要注意数字地对模拟地的噪声干扰。3、在高速PCB设计中，如何解决信号的完整性问题？信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。而影响阻抗匹配的因素有信号源的架构和输出阻抗(output impedance)，走线的特性阻抗，负载端的特性，走线的拓朴(topology)架构等。解决的方式是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。

接下来就是布线。这与布局往往是互动的。有经验的人往往在开始就能看出哪些地方能布线成功。如果有些地方难以布线还需要改动布局。对于fpga设计来说往往还要改动原理图来使布线更加顺畅。

布线和布局问题涉及的因素很多，对于高速数字部分，因为牵扯到信号完整性问题而变得复杂，但往往这些问题又是难以定量或即使定量也难以计算的。所以，在信号频率不是很高的情况下，应以布通为首要原则。

现在让我们看看在审查pcb设计时发现的常见的错误:

去耦电容器的位置不正确

关键组件需要干净，稳定的电压源。去耦电容器放置在电源轨上，以在这方面提供帮助。　　

但是，为了使去耦电容器发挥比较好的作用，它们必须尽可能靠近需要稳定电压的引脚。　

来自电源的电源线需要进行布线，以便在连接到需要稳定电压的引脚之前先连接到去耦电容器。　　

同样重要的是，将电源稳压器的输出电容器放置在尽可能靠近稳压器输出引脚的位置。　　

这对于优化稳定性是必不可少的（所有调节器都使用一个反馈环路，如果未正确稳定，该环路可能会振荡）。它还可以改善瞬态响应。













PCB设计布局布线完成之后，考虑到后续开发环节的需求，需要做如下后期处理工作：

（1）DRC检查：即设计规则检查，通过Checklist和Report等检查手段，重点规避开路、短路类的重大设计缺陷，检查的同时遵循PCB设计质量控制流程与方法；

（2）DFM检查：PCB设计完成后，无论是PCB裸板的加工还是PCBA支撑板的贴片组装加工，都需要借助相关检查工具软件或Checklist，对加工相关的设计进行检查；

（3）ICT设计：部分PCB板会在批量加工生产中进行ICT测试，因此此类PCB板需要在设计阶段添加ICT测试点；

（4）丝印调整：清晰准确的丝印设计，可以提升电路板的后续测试、组装加工的便捷度与准确度；

（5）Drill层标注：Drill层标注的信息是提供给PCB加工工厂PE的加工要求图纸，需要遵循行业规范、保证Drill加工信息的准确性与完备度；

（6）PCB设计文件输出：PCB设计的文件，需要按照规范输出为不同类型的打包文件，供后续测试、加工、组装环节使用；

（7）CAM350检查：PCB设计输出给PCB加工工厂的CAM文件（也叫个本文件），需要使用CAM350软件进行投板前的设计审查工作。

PCB设计后期处理更需要细致、认真的工作态度，保证设计质量的同时、输出的设计文件会指导后端加工制造，准确度是硬性要求。





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