PCB多層線(xiàn)路板 模擬電路的工作依賴(lài)連續變化的電流和電壓。數字電路的工作依賴(lài)在接收端根據預先定義的電壓電平或門(mén)限對高電平或低電平的檢測，它相當于判斷邏輯狀態(tài)的“真”或“假”。在數字電路的高電平和低電平之間，存在“灰色”區域，在此區域數字電路有時(shí)表現出模擬效應，例如當從低電平向高電平(狀態(tài))跳變時(shí)，如果數字信號跳變的速度足夠快，則將產(chǎn)生過(guò)沖和回鈴反射現象。      對于現代板極設計來(lái)說(shuō)，混合信號PCB多層線(xiàn)路板的概念比較模糊，這是因為即使在純粹的“數字”器件中，仍然存在模擬電路和模擬效應。因此，在設計初期，為了可靠實(shí)現嚴格的時(shí)序分配，必須對模擬效應進(jìn)行仿真。實(shí)際上，除了通信產(chǎn)品必須具備無(wú)故障持續工作數年的可靠性之外，大量生產(chǎn)的低成本/高性能消費類(lèi)產(chǎn)品中特別需要對模擬效應進(jìn)行仿真。

現代混合信號印刷線(xiàn)路板設計的另一個(gè)難點(diǎn)是不同數字邏輯的器件越來(lái)越多，比如GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS邏輯，每種邏輯電路的邏輯門(mén)限和電壓擺幅都不同，但是，這些不同邏輯門(mén)限和電壓擺幅的電路必須共同設計在一塊PCB多層線(xiàn)路板上。在此，通過(guò)透徹分析高密度、高性能、混合信號印刷線(xiàn)路板的布局和布線(xiàn)設計，你可以掌握成功策略和技術(shù)。

混合信號電路布線(xiàn)基礎

當數字和模擬電路在同一塊板卡上共享相同的元件時(shí)，電路的布局及布線(xiàn)必須講究方法。

在混合信號印刷線(xiàn)路板設計中，對電源走線(xiàn)有特別的要求并且要求模擬噪聲和數字電路噪聲相互隔離以避免噪聲耦合，這樣一來(lái)布局和布線(xiàn)的復雜性就增加了。對電源傳輸線(xiàn)的特殊需求以及隔離模擬和數字電路之間噪聲耦合的要求，使混合信號印刷線(xiàn)路板的布局和布線(xiàn)的復雜性進(jìn)一步增加。

如果將A/D轉換器中模擬放大器的電源和A/D轉換器的數字電源接在一起，則很有可能造成模擬部分和數字部分電路的相互影響?；蛟S，由于輸入/輸出連接器位置的緣故，布局方案必須把數字和模擬電路的布線(xiàn)混合在一起。

在布局和布線(xiàn)之前，工程師要弄清楚布局和布線(xiàn)方案的基本弱點(diǎn)。即使存在虛假判斷，大部分工程師傾向利用布局和布線(xiàn)信息來(lái)識別潛在的電氣影響。

現代混合信號印刷線(xiàn)路板的布局和布線(xiàn)

下面將通過(guò)OC48接口卡的設計來(lái)闡述混合信號印刷線(xiàn)路板布局和布線(xiàn)的技術(shù)。OC48代表光載波標準48，基本上面向2.5Gb串行光通訊，它是現代通訊設備中高容量光通訊標準的一種。OC48接口卡包含若干典型混合信號印刷線(xiàn)路板的布局和布線(xiàn)問(wèn)題，其布局和布線(xiàn)過(guò)程將指明解決混合信號印刷線(xiàn)路板布局方案的順序和步驟。

OC48卡包含一個(gè)實(shí)現光信號和模擬電信號雙向轉換的光收發(fā)器。模擬信號輸入或輸出數字信號處理器，DSP將這些模擬信號轉換為數字邏輯電平，從而可與微處理器、可編程門(mén)陣列以及在OC48卡上的DSP和微處理器的系統接口電路相連接。獨立的鎖相環(huán)、電源濾波器和本地參考電壓源也集成在一起。

其中，微處理器是一個(gè)多電源器件，主電源為2V，3.3V的I/O信號電源由板上其他數字器件共享。獨立數字時(shí)鐘源為OC48I/O、微處理器和系統I/O提供時(shí)鐘。

經(jīng)過(guò)檢查不同功能電路塊的布局和布線(xiàn)要求，初步建議采用12層板，如圖3所示。微帶和帶狀線(xiàn)層的配置可以安全地減少鄰近走線(xiàn)層的耦合并改善阻抗控制。第一層和第二層之間設置接地層，將把敏感的模擬參考源、CPU核和PLL濾波器電源的布線(xiàn)與在第一層的微處理器和DSP器件相隔離。電源和接地層總是成對出現的，與OC48卡上為共享3.3V電源層所做的一樣。這樣將降低電源和地之間的阻抗，從而減少電源信號上的噪聲。

要避免在鄰近電源層的地方走數字時(shí)鐘線(xiàn)和高頻模擬信號線(xiàn)，否則，電源信號的噪聲將耦合到敏感的模擬信號之中。

要根據數字信號布線(xiàn)的需要，仔細考慮利用電源和模擬接地層的開(kāi)口(split)，特別是在混合信號器件的輸入和輸出端。在鄰近信號層穿過(guò)一開(kāi)口走線(xiàn)會(huì )造成阻抗不連續和不良的傳輸線(xiàn)回路。這些都會(huì )造成信號質(zhì)量、時(shí)序和EMI問(wèn)題。

有時(shí)增加若干接地層，或在一個(gè)器件下面為本地電源層或接地層使用若干外圍層，就可以取消開(kāi)口并避免出現上述問(wèn)題，在OC48接口卡上就采用了多個(gè)接地層。保持開(kāi)口層和布線(xiàn)層位置的層疊對稱(chēng)可以避免卡變形并簡(jiǎn)化制作過(guò)程。由于1盎司覆銅板耐大電流的能力強，3.3V電源層和對應的接地層要采用1盎司覆銅板，其它層可以采用0.5盎司覆銅板，這樣，可以降低暫態(tài)高電流或尖峰期間引起的電壓波動(dòng)。

如果你從接地層往上設計一個(gè)復雜的系統，應采用0.093英寸和0.100英寸厚度的卡以支撐布線(xiàn)層及接地隔離層?？ǖ暮穸冗€必須根據過(guò)孔焊盤(pán)和孔的布線(xiàn)特征尺寸調整，以便使鉆孔直徑與成品卡厚度的寬高比不超過(guò)制造商提供的金屬化孔的寬高比。

如果要用最少的布線(xiàn)層數設計一個(gè)低成本、高產(chǎn)量的商業(yè)產(chǎn)品，則在布局或布線(xiàn)之前，要仔細考慮混合信號印刷線(xiàn)路板上所有特殊電源的布線(xiàn)細節。在開(kāi)始布局和布線(xiàn)之前，要讓目標制造商復查初步的分層方案?；旧弦鶕善返暮穸?、層數、銅的重量、阻抗(帶容差)和最小的過(guò)孔焊盤(pán)和孔的尺寸來(lái)分層，制造商應該書(shū)面提供分層建議。

建議中要包含所有受控阻抗帶狀線(xiàn)和微帶線(xiàn)的配置實(shí)例。要將你對阻抗的預測與制造商對阻抗的結合起來(lái)考慮，然后，利用這些阻抗預測可以驗證用于開(kāi)發(fā)CAD布線(xiàn)規則的仿真工具中的信號布線(xiàn)特性。

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