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陶瓷基板 ,混合信号电路布线基础的简介

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2020-3-28     浏览次数:    
  模拟电路的工作依赖接连变化的电流和电压。数字电路的工作依赖在接纳端根据预先定义的电压电平或门限对高电平或低电平的检测,它相当于判断逻辑状况的“真”或“假”。陶瓷基板。在数字电路的高电平和低电平之间,存在“灰色”区域,在此区域数字电路有时表现出模拟效应,例如当从低电平向高电平(状况)跳变时,假如数字信号跳变的速度足够快,则将产生过冲和回铃反射现象。

  对于现代板极设计来说,混合信号PCB的概念比较含糊,这是因为即便在朴实的“数字”器材中,仍然存在模拟电路和模拟效应。因而,在设计初期,为了可靠完成严格的时序分配,有必要对模拟效应进行仿真。实际上,除了通讯产品有必要具备无故障持续工作数年的可靠性之外,大量生产的低成本/高性能消费类产品中特别需要对模拟效应进行仿真。

  现代混合信号PCB设计的另一个难点是不同数字逻辑的器材越来越多,比方GTL、LVTTL、LVCMOS及LVDS逻辑,每种逻辑电路的逻辑门限和电压摆幅都不同,可是,这些不同逻辑门限和电压摆幅的电路有必要共同设计在一块PCB上。在此,通过透彻分析高密度、高性能、混合信号PCB的布局和布线设计,你可以掌握成功战略和技术。



陶瓷基板



  混合信号电路布线基础

  当数字和模拟电路在同一块板卡上共享相同的元件时,电路的布局及布线有必要考究办法。图1所示的矩阵对混合信号PCB的设计设计有帮助。只有揭示数字和模拟电路的特性,才能在实际布局和布线中到达要求的PCB设计方针。

  陶瓷基板。在混合信号PCB设计中,对电源走线有特别的要求并且要求模拟噪声和数字电路噪声彼此阻隔以防止噪声耦合,这样一来布局和布线的杂乱性就增加了。对电源传输线的特别需求以及阻隔模拟和数字电路之间噪声耦合的要求,使混合信号PCB的布局和布线的杂乱性进一步增加。

  假如将A/D转换器中模拟放大器的电源和A/D转换器的数字电源接在一起,则很有或许造成模拟部分和数字部分电路的彼此影响。或许,因为输入/输出连接器位置的原因,布局计划有必要把数字和模拟电路的布线混合在一起。

  在布局和布线之前,工程师要弄清楚布局和布线计划的根本缺点。即便存在虚假判断,大部分工程师倾向使用布局和布线信息来识别潜在的电气影响。

  现代混合信号PCB的布局和布线

  下面将通过OC48接口卡的设计来论述混合信号PCB布局和布线的技术。OC48代表光载波规范48,根本上面向2.5Gb串行光通讯,它是现代通讯设备中高容量光通讯规范的一种。OC48接口卡包括若干典型混合信号PCB的布局和布线问题,其布局和布线过程将指明处理混合信号PCB布局计划的顺序和步骤。

  OC48卡包括一个完成光信号和模拟电信号双向转换的光收发器。模拟信号输入或输出数字信号处理器,DSP将这些模拟信号转换为数字逻辑电平,然后可与微处理器、可编程门阵列以及在OC48卡上的DSP和微处理器的体系接口电路相连接。独立的锁相环、电源滤波器和本地参考电压源也集成在一起。

  其中,微处理器是一个多电源器材,主电源为2V,3.3V的I/O信号电源由板上其他数字器材共享。陶瓷基板。独立数字时钟源为OC48 I/O、微处理器和体系I/O提供时钟。

  通过查看不同功能电路块的布局和布线要求,开始建议选用12层板,如图3所示。微带和带状线层的配置可以安全地削减邻近走线层的耦合并改善阻抗控制。第一层和第二层之间设置接地层,将把灵敏的模拟参考源、CPU核和PLL滤波器电源的布线与在第一层的微处理器和DSP器材相阻隔。电源和接地层总是成对呈现的,与OC48卡上为共享3.3V电源层所做的相同。这样将降低电源和地之间的阻抗,然后削减电源信号上的噪声。

  要防止在邻近电源层的地方走数字时钟线和高频模拟信号线,不然,电源信号的噪声将耦合到灵敏的模拟信号之中。

  形并简化制作过程。因为1盎司覆铜板耐大电流的能力强,3.3V电源层和对应的接地层要选用1盎司覆铜板,其它层可以选用0.5盎司覆铜板,这样,可以降低暂态高电流或尖峰期间引起的电压波动。

  假如你从接地层往上设计一个杂乱的体系,应选用0.093英寸和0.100英寸厚度的卡以支撑布线层及接地阻隔层。卡的厚度还有必要根据过孔焊盘和孔的布线特征尺度调整,以便使钻孔直径与制品卡厚度的宽高比不超过制造商提供的金属化孔的宽高比。

  假如要用最少的布线层数设计一个低成本、高产量的商业产品,则在布局或布线之前,要仔细考虑混合信号PCB上一切特别电源的布线细节。在开始布局和布线之前,要让方针制造商复查开始的分层计划。根本上要根据制品的厚度、层数、铜的分量、阻抗(带容差)和最小的过孔焊盘和孔的尺度来分层,制造商应该书面提供分层建议。

  陶瓷基板。建议中要包括一切受控阻抗带状线和微带线的配置实例。要将你对阻抗的预测与制造商对阻抗的结合起来考虑,然后,使用这些阻抗预测可以验证用于开发CAD布线规则的仿真东西中的信号布线特性。

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