高速印刷電路板設(shè)計(jì)技術(shù)分析

趙云

摘 要：本文首先介紹了高速印刷電路板設(shè)計(jì)技術(shù)的電源分配工作，主要內(nèi)容包括電源分配方式以及對(duì)隱族抗，以及線路噪聲的濾出。文章緊接著分析了信號(hào)傳感線主要內(nèi)容包括反射及其消除;傳輸線的布線規(guī)則。

關(guān)鍵詞：高速印刷電路板;設(shè)計(jì)技術(shù);技術(shù)分析

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，當(dāng)前微電子技術(shù)的不斷前進(jìn)發(fā)展，速度成為當(dāng)前各行各業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不得不考慮的重要因素。越來越快的系統(tǒng)處理器也正在普遍各行各業(yè)，隨著未來科技的不斷發(fā)展，將會(huì)有更高速度的器件出現(xiàn)在人們的生活當(dāng)中，更好地滿足人們對(duì)于大量數(shù)據(jù)的加工處理。對(duì)于這些高速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，無論是模擬電路還是數(shù)字電路的設(shè)計(jì)工作，都需要高速的器件以及相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員的設(shè)計(jì)技術(shù)配合。通常情況下，高速系統(tǒng)中噪音是相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員十分關(guān)注的問題。在高速系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中，由于會(huì)產(chǎn)生輻射而對(duì)其進(jìn)行干擾，高速變化的信號(hào)會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定的變化情況，如果相關(guān)工作人員忽視這一系列情況，很有可能會(huì)導(dǎo)致噪音污染，影響高速運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)發(fā)揮正常作用。

1電源分配

1.1電源分配方式以及對(duì)應(yīng)阻抗

相關(guān)工作人員在開展設(shè)計(jì)工作當(dāng)中往往會(huì)首先考慮，有一個(gè)理想的電壓源，理想的電壓源的抗阻為0。理想電壓源可以在一定程度上保證電源端的電壓與負(fù)載端的電壓保持相等。由于在實(shí)際設(shè)計(jì)過程當(dāng)中噪聲源的源阻抗相對(duì)于電壓源的零阻抗為無窮大的倍數(shù)，所以在高頻信號(hào)的運(yùn)行過程當(dāng)中，所有的噪聲會(huì)被有效吸收。。但是在實(shí)際工作過程當(dāng)中，理想的電壓源是不存在的。任何的電壓源都存在著一定大小的阻抗并且阻抗，均勻地分布在整個(gè)的電源網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，所以以其產(chǎn)生的噪聲會(huì)充分在電源上表現(xiàn)出來。相關(guān)工作人員在電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的工作過程當(dāng)中，需要盡可能地減少電源網(wǎng)絡(luò)中存在的阻抗，更好的減少噪音污染對(duì)高頻信號(hào)發(fā)射帶來的不利影響。

1.2線路噪聲的濾出

在一定程度上單靠電源層的相關(guān)措施并不能完全消除電源的線路噪聲，無論是哪種分配的電源方案，整個(gè)電源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生不可避免的噪聲，所以對(duì)于線路噪聲的濾出措施是相關(guān)工作人員必須引起重視的。

呂波的重要目的是盡可能地消除疊加在電源供應(yīng)過程當(dāng)中產(chǎn)生的高頻噪聲，在一定程度上，相關(guān)工作人員會(huì)以為電容越大濾波效果越好。但實(shí)際情況并不是如此，是因?yàn)槔硐腚娙莸奶刭|(zhì)并不一定被實(shí)際電容所完全擁有實(shí)際電容在運(yùn)用過程當(dāng)中存在寄生成分，這就導(dǎo)致可以等效的為串聯(lián)在電容電路上的電感以及電阻。而電容的等效稱連電阻以及等效串聯(lián)電感，主要是由電容的所用介質(zhì)材料以及電容的實(shí)際構(gòu)造決定的，與電容的容量并沒有直接的關(guān)系。所以在線路噪聲濾出過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員需要充分地了解高頻噪聲的抑制能力，并不隨著電容越大而有更好的降噪性能。

2信號(hào)傳感線

阻抗受控線主要是阻抗為常數(shù)的信號(hào)線，在一定程度上這是電線板上信號(hào)傳遞的最佳途徑。在實(shí)際運(yùn)用過程當(dāng)中，當(dāng)信號(hào)跳變時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于信號(hào)延遲時(shí)間的時(shí)候，相關(guān)工作人員必須將信號(hào)線作為傳輸線來使用。如果沒有電線板信號(hào)傳輸?shù)暮线m傳送線，很容易在運(yùn)行過程當(dāng)中發(fā)生反射現(xiàn)象，進(jìn)一步導(dǎo)致信號(hào)傳輸過程當(dāng)中出現(xiàn)失真，在負(fù)載端很有可能導(dǎo)致振鈴現(xiàn)象，進(jìn)一步促使整個(gè)電路系統(tǒng)的速度變慢或者傳輸失誤。

2.1反射及其消除

信號(hào)源到負(fù)載的最大能量傳輸，通常情況下是要求負(fù)載阻抗的大小等于源阻抗的大小。在實(shí)際過程當(dāng)中，如果源阻抗與負(fù)載阻抗的大小不相等，那么很有可能信號(hào)源傳輸信號(hào)的一部分能量則會(huì)被負(fù)載阻抗所吸收，還有一部分會(huì)被反射回信號(hào)源，這就導(dǎo)致信號(hào)源在傳輸過程當(dāng)中會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，進(jìn)一步去彌補(bǔ)輸出。所以反射波與信號(hào)源的輸出疊加，在一定程度上可以被負(fù)載源的信號(hào)波所替代，反射波的大小主要取決于傳輸延遲時(shí)間與信號(hào)跳變時(shí)間之間的比率大小，以及負(fù)載抗阻與線阻抗的失配具體情況。

一旦傳輸延遲時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于跳變時(shí)間，反射只會(huì)對(duì)于高頻信號(hào)發(fā)生小小的干擾情況，在負(fù)載端的主要表現(xiàn)為小小的過沖現(xiàn)象。但是傳輸延遲時(shí)間足夠大，會(huì)導(dǎo)致反射信號(hào)返回信號(hào)源的過程當(dāng)中，信號(hào)源的輸出大小發(fā)生了顯著的變化，這個(gè)時(shí)候就需要信號(hào)源在一定程度上更好地去彌補(bǔ)輸出，而負(fù)載端進(jìn)一步反射變化后的高頻信號(hào)，導(dǎo)致很有可能會(huì)發(fā)生振鈴可能。

2.2傳輸線的布線規(guī)則

合適的接線端在一定程度上需要提供信號(hào)抗干擾的合理性能，但是在實(shí)際布線過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員如果沒有調(diào)整好布線規(guī)則，依舊會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)比較大的噪聲。所以相關(guān)，工作人員為了有效的增強(qiáng)電路板的使用功能，在開展傳輸線布線過程當(dāng)中，需要遵守以下幾個(gè)工作原則。

（1）避免傳輸線的阻抗不連續(xù)性。電路阻坑的不連續(xù)點(diǎn)，主要就是傳輸線的突變點(diǎn)，這些突變點(diǎn)在信號(hào)傳遞過程當(dāng)中，很有可能會(huì)對(duì)信號(hào)發(fā)生不同程度的反射。在步行過程當(dāng)中，不能夠讓走線變成直角，需要盡可能地柔化走線的角度[1]。布線時(shí)需要盡可能地少用過孔，有效避免外層的信號(hào)通過內(nèi)層即產(chǎn)生干擾或者內(nèi)存的信號(hào)，到達(dá)外層發(fā)生不必要的負(fù)面情況。

（2）相關(guān)工作人員在布線過程當(dāng)中需要盡可能少的采用樁線模式，因?yàn)闃毒€在信息傳輸過程當(dāng)中也是噪聲源的一種。為了更好的避免樁線對(duì)其帶來的負(fù)面影響，相關(guān)工作人員需要將其改成兩條走線，并且在兩條走線的末端做好端接工作。

3電磁干擾以及消除

3.1器件的速度

通常情況下在一定的頻率范圍內(nèi)，器件產(chǎn)生的能量越少，過程當(dāng)中發(fā)出的輻射噪音就越小，對(duì)于一系列的高速器件來說，自身跳變時(shí)間間隔更短，就有可能其在高頻范圍內(nèi)擁有更多的能量，產(chǎn)生更多的噪聲[2]。所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)電磁干擾的工作過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員需要盡可能地選擇速度足夠高的器件進(jìn)一步去減少其自身的電磁干擾。

3.2濾波

常見的濾波模式主要有磁性原件、電磁干擾濾波器以及去耦電容這三種常見方法。濾波主要被用作于電源線上電磁干擾的方法，在一定實(shí)際條件的允許過程當(dāng)中，還可以運(yùn)用到信號(hào)線上，但是對(duì)于信號(hào)線的濾波方式僅僅是當(dāng)其他方法無法有效地消除信號(hào)噪聲之后，相關(guān)工作人員才有可能考慮通過濾波去減少信號(hào)線的電磁干擾。

3.3電流環(huán)路的消除

電流的環(huán)路在一定程度上等于一個(gè)天線，所以相關(guān)工作人員需要更好的實(shí)現(xiàn)電磁干擾消除現(xiàn)象，就可以通過調(diào)整環(huán)路的天線效應(yīng)以及減少環(huán)路的數(shù)量。相關(guān)工作人員通常為了保證信號(hào)在任何兩點(diǎn)之間只有一條唯一的回路路徑，需要盡可能的充分利用電源地層保證信號(hào)可以通過自然回路，以及實(shí)現(xiàn)信號(hào)的環(huán)路面積最小可能[3]。

4總結(jié)

當(dāng)越來越高的速度要求在理論上為印刷電路板的系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)的時(shí)候，相關(guān)工作人員必須小心的保證其運(yùn)行速度，盡可能的結(jié)合電路板，可能在運(yùn)行過程當(dāng)中發(fā)生一系列的負(fù)面情況，采取有效的措施，盡量的減少噪音或者信號(hào)干擾對(duì)其產(chǎn)生的不利影響，從而提高高速印刷電路板的工作效率以及工作質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]李琳琳.告訴數(shù)字電路設(shè)計(jì)中電源宅整性分祈[J]火控雷達(dá)技術(shù)，2010（02）.

[2]于開奇.告訴數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的澡聲干擾及控制探討[J].電子世界，2012（06）.

[3]莫建強(qiáng).高速數(shù)字電路中的信號(hào)完整性分析[J].電子測試，2011（05）.