PCB設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)階段還應(yīng)考慮電路板的調(diào)整和測(cè)量。不能忽略測(cè)試點(diǎn)的物理位置和測(cè)試點(diǎn)的隔離，因?yàn)橐恍┬⌒盘?hào)和高頻信號(hào)不能直接加到探頭上進(jìn)行測(cè)量。
此外，還應(yīng)考慮其他相關(guān)因素，如電路板的層數(shù)、組件的封裝形狀以及電路板的機(jī)械強(qiáng)度。在制作印刷電路板之前，我們應(yīng)該先確定本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
兩個(gè)。了解用于布局和布線的組件的功能要求
眾所周知，一些特殊元件在布局上有特殊要求，如LOTI和APH使用的模擬信號(hào)放大器，要求電源穩(wěn)定，紋波小。模擬小信號(hào)部分應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離電源設(shè)備。在OTI板上，小信號(hào)放大部分專門配有屏蔽罩，以屏蔽雜散電磁干擾。NTOI板上使用的GLINK芯片采用ECL工藝，消耗大量電能，產(chǎn)生大量熱量。布局時(shí)必須特別考慮散熱。如果采用自然散熱，GLINK芯片應(yīng)放置在空氣流通順暢的地方，散發(fā)的熱量不會(huì)對(duì)其他芯片產(chǎn)生很大影響。如果板上安裝了揚(yáng)聲器或其他大功率設(shè)備，可能會(huì)對(duì)電源造成嚴(yán)重污染，應(yīng)引起足夠的重視。
三.考慮組件布局
元件布局中首先要考慮的因素之一是電氣性能。與連線密切相關(guān)的部件應(yīng)盡可能放在一起，特別是對(duì)于一些高速線路，布局應(yīng)盡可能短，電源信號(hào)和小信號(hào)裝置應(yīng)分開。在滿足電路性能的前提下，還應(yīng)考慮元件擺放整齊美觀，便于測(cè)試。還應(yīng)認(rèn)真考慮電路板的機(jī)械尺寸和插座的位置。
高速系統(tǒng)中的接地傳輸延遲時(shí)間和互連線也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中首先要考慮的因素。信號(hào)線上的傳輸時(shí)間對(duì)整個(gè)系統(tǒng)速度有很大的影響，特別是對(duì)于高速ECL電路。雖然集成電路塊本身的速度很高，但是通過使用公共互連線來增加延遲時(shí)間(延遲量大約為每30cm線路長(zhǎng)度2納秒)，這可以大大降低系統(tǒng)速度。與移位寄存器一樣，同步計(jì)數(shù)器是一個(gè)同步工作部件，最好放置在同一塊板上，因?yàn)闀r(shí)鐘信號(hào)到不同板的傳輸延遲時(shí)間不相等，這可能會(huì)使移位寄存器所有者出錯(cuò)。如果不能放在板上，從公共時(shí)鐘源連到每個(gè)板的時(shí)鐘線長(zhǎng)度必須相等，其中同步是關(guān)鍵
第四，布線考慮
隨著OTNI和star光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的完成，未來將需要設(shè)計(jì)更多100MHz以上高速信號(hào)線的板。在這里，我們將介紹高速線路的一些基本概念。

1.傳輸線
印刷電路板上的任何“長(zhǎng)”信號(hào)路徑都可以被視為一種傳輸線。如果線路的傳輸延遲時(shí)間比信號(hào)的上升時(shí)間短得多，則信號(hào)上升期間產(chǎn)生的主反射將被淹沒。過沖、反沖和振鈴不再存在。對(duì)于目前大部分的金屬氧化物半導(dǎo)體電路，由于上升時(shí)間與線路傳輸延遲時(shí)間的比值要大得多，所以走線長(zhǎng)度可以用米來測(cè)量，而不會(huì)造成信號(hào)失真。對(duì)于快速邏輯電路，特別是超高速ECL集成電路，由于邊緣速度快，如果沒有其他措施，走線長(zhǎng)度必須大大縮短，以保持信號(hào)的完整性。
有兩種方法可以使高速電路在相對(duì)較長(zhǎng)的線路上工作，而不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的波形失真。TTL采用肖特基二極管箝位法實(shí)現(xiàn)快速下降沿，使過沖被箝位在比地電位低一個(gè)二極管壓降的水平，減小了齒隙幅度。緩慢的上升沿允許過沖，但在“高”電平狀態(tài)下，電路相對(duì)較高的輸出阻抗(50 ~ 80)會(huì)使其衰減。此外，由于“H”級(jí)國(guó)家的高度免疫力，回扣問題并不十分突出。對(duì)于HCT系列器件，如果采用肖特基二極管夾持和串聯(lián)電阻端接，改善效果將更加明顯。
當(dāng)沿著信號(hào)線存在扇出時(shí)，上面介紹的TTL  整形方法在更高的比特率和更快的邊緣速率下具有一些缺點(diǎn)。由于線路中存在反射波，它們往往以較高的比特率合成，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的信號(hào)失真，降低抗干擾能力。因此，為了解決反射問題，在ECL系統(tǒng)中通常使用另一種方法：線路阻抗匹配法。這樣，可以控制反射并保證信號(hào)的完整性。
嚴(yán)格地說，對(duì)于具有慢邊緣速度的常規(guī)TTL和CMOS器件，不需要傳輸線，而對(duì)于具有快邊緣速度的高速ECL器件，不總是需要傳輸線。然而，當(dāng)使用傳輸線，時(shí)，它們具有預(yù)測(cè)連線的時(shí)延和通過阻抗匹配控制反射和振蕩的優(yōu)點(diǎn)。
決定是否采用傳輸線的基本因素有五個(gè)，它們是：(1)系統(tǒng)信號(hào)的邊沿速率，(2)連線距離，(3)容性負(fù)載(扇出)，(4)阻性負(fù)載(線路終端模式)；(5)間隙和過沖的允許百分比(交流抗擾度的降低程度)。
2.幾種類型的傳輸線

同軸電纜和雙絞線：電纜通常用于系統(tǒng)之間的連接。同軸電纜的特性阻抗通常為50和75，雙絞線電纜的特性阻抗通常為110。
(2)多氯聯(lián)苯上的微帶線
微帶線是一個(gè)帶狀導(dǎo)體，通過電介質(zhì)與接地層隔開。如果線的厚度、寬度和離地平面的距離是可控的，那么它的特征阻抗也是可控的。微帶線的特征阻抗Z0是：
其中：[Er為印刷電路板介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)
6是介電層的厚度
w是線條的寬度
t是線條的粗細(xì)
單位長(zhǎng)度微帶線的傳輸延遲時(shí)間僅取決于介電常數(shù)，與線路的寬度或間隔無關(guān)。
(3)多氯聯(lián)苯中的帶狀線
帶狀線是放置在兩個(gè)導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線。如果導(dǎo)線的厚度和寬度、介質(zhì)的介電常數(shù)以及兩個(gè)導(dǎo)電平面之間的距離是可控的，那么導(dǎo)線的特征阻抗也是可控的，并且?guī)罹€的特征阻抗B是：
其中：B是兩個(gè)接地板之間的距離
w是線條的寬度
t是線條的粗細(xì)
同樣，單位長(zhǎng)度帶狀線的傳輸延遲時(shí)間與線的寬度或間距無關(guān)。僅取決于所用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。