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PCB設計前的準備工作

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PCB設計前的準備工作

你了解PCB設計嗎？你知道電源適配器PCB板設計前要做那些準備么？今天就讓玖琪電源帶你一起學習一下PCB設計基礎知識吧！
1．前期準備
包括準備元件庫和原理圖。在進行PCB設計之前，必須先確定設計策略，這樣才能指導諸如選擇元器件、確定工藝和控制PCB生產(chǎn)等工作。就信號完整性而言，應預先進行調研，以形成規(guī)則或設計準則，從而確保設計結果不出現(xiàn)明顯的信號完整性問題、串擾問題或時序問題。有些IC制造商提供設計準則，然而這樣的準則可能存在一定的局限性，按照這樣的準則可能根本設計不了滿足信號完整性要求的PCB。PCB元件封裝庫要求較高，它直接影響PCB的安裝；原理圖SCH元件庫要求相對寬松，但要注意定義好管腳屬性和與PCB元件封裝庫的對應關系。

2．PCB的疊層
電路板的疊層安排是對PCB的整個系統(tǒng)設計的基礎。疊層設計如有缺陷，將最終影響到電源適配器的EMC性能。與制造和成本分析人員交流，可以確定PCB的疊層誤差，還可以發(fā)現(xiàn)PCB的制造公差。例如，如果指定某層是50Ω阻抗控制，制造商是怎樣測量并確保這個數(shù)值的？期望的制造公差及在PCB上期望的絕緣常數(shù)是多少？線寬和間距的允許誤差、接地層和信號層的厚度及間距的允許誤差是多少？依據(jù)上述數(shù)據(jù)，就可以選擇疊層了。


在理想的信號完整性情況下，所有高速節(jié)點應該在阻抗控制內層布線（如帶狀線）。但實際情況是，電源適配器設計者必須經(jīng)常使用外層進行所有或部分高速節(jié)點的布線。要使信號完整性最佳并保持PCB去耦，就應該盡可能將接地層/電源適配器層成對布放。如果根本就沒有電源適配器層，很可能會遇到信號完整性問題。還可能遇到這樣的情況，即在未定義信號的返回通路之前，很難仿真或模擬PCB的性能。

3．串擾和阻抗控制
阻抗控制(eImpedance?Controling)，線路板中的導體中會有各種信號的傳遞，來自鄰近信號線的耦合將導致串擾的發(fā)生，并改變信號線的阻抗。對相鄰的平行信號線進行耦合分析，可以確定信號線之間或各類信號線之間的安全或預期間距（或者平行布線長度）。比如，欲將時鐘到數(shù)據(jù)信號節(jié)點的串擾限制在100mV以內，使信號布線保持平行，可以通過計算或仿真，找到在任何給定布線層上信號之間的最小允許間距。同樣，如果設計中包含重要的阻抗節(jié)點（或者是時鐘，或者是專用高速內存架構），就必須將布線放置在一層（或若干層）上以得到期望的阻抗。

4．重要的高速節(jié)點
延遲和時滯是進行時鐘布線時必須考慮的關鍵因素。因為時序要求嚴格，這種節(jié)點通常必須采用端接器件才能達到最佳的信號完整性質量。要預先確定這些節(jié)點，同時將調節(jié)元器件放置和布線所需要的時間加以計劃，以便調整信號完整性的設計指標。

5．技術選擇
不同的驅動技術適用于不同的任務。信號是點對點的，還是一點對多抽頭的？是從電路輸出，還是留在相同的PCB上？允許的時滯和噪聲裕量是多少？作為信號完整性設計的通用準則，轉換速度越慢，信號完整性就越好。50MHz時鐘采用500ps上升時間是沒有理由的。一個2～3ns的擺率控制器件速度要足夠快，才能保證信號完整性的品質，并且有助于解決諸如輸出同步交換（SSO）和電磁兼容（EMC）等問題。
在新型FPGA可編程技術或用戶定義的ASIC中，可以發(fā)現(xiàn)驅動技術的優(yōu)越性。在設計階段，要從IC供應商那里獲得合適的仿真模型。為了有效地覆蓋信號完整性仿真，需要一個信號完整性仿真程序和相應的仿真模型，如IBIS（Input/OutputBufferInformationSpecification）模型。

最后，在預布線和布線階段，應該建立一系列的設計指南，包括目標層阻抗、布線間距、傾向采用的元器件工藝、重要節(jié)點拓撲和端接規(guī)劃。

6．預布線階段
布局設計即是在PCB板框內按照設計要求擺放器件。預布線信號完整性規(guī)劃的基本過程是，首先定義輸入?yún)?shù)范圍（驅動幅度、阻抗、跟蹤速度等）和可能的拓撲范圍（最小/最大長度、短線長度等），然后運行每個可能的仿真組合，分析時序和信號完整性仿真結果，最后找到可以接受的數(shù)值范圍。將工作范圍解釋為PCB布線的約束條件?？梢圆捎貌煌浖ぞ邎?zhí)行此類“清掃”準備工作，布線程序能夠自動處理此類布線約束條件。對多數(shù)用戶而言，時序信息實際上比信號完整性結果更為重要，互連仿真的結果可以改變布線，從而調整信號通路的時序。
在其他應用中，這個過程還可以用來確定與系統(tǒng)時序指標不兼容的引腳或元器件的布局。有可能完全確定需要手工布線的節(jié)點或不需要端接的節(jié)點。對于可編程器件和ASIC來說，為了改進信號完整性設計或避免采用分立端接器件，還可以調整輸出驅動的選擇。電源適配器布局設計依靠電路板設計師的電路基礎功底與設計經(jīng)驗豐富程度，對電路板設計師屬于較高級別的要求。初級電路板設計師經(jīng)驗尚淺、適合小模塊布局設計或整板難度較低的PCB布局設計任務。

PCB制板?在PCB正式加工制板之前，電路板設計師需要與PCB甲供板廠的PE進行溝通，答復廠家關于PCB板加工的確認問題。這其中包括但不限于：PCB板材型號的選擇、線路層線寬線距的調整、阻抗控制的調整、PCB層疊厚度的調整、表面處理加工工藝、孔徑公差控制與交付標準等。

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| 發(fā)布時間：2019.07.11    來源：電源適配器廠家
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