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高速PCB布局指南:摆放技巧和策略

在房地产中经常提到“位置,位置,位置”。有趣的是,高速PCB设计元件摆放同样也可以这样说。虽然高速PCB设计过程的各个方面都很重要,但布局尤其如此。标准PCB设计中无问题的放置方法可能无法满足高速设计的关键信号流要求。为了使设计正常工作,真的就需要提到“位置,位置,位置”。

以下是高速设计的一些技巧和策略。首先,我们将看看高速设计的一些基本布局考虑因素,然后介绍在将任何实际零件放在电路板上之前创建一个放置平面图的好处。最后,但肯定不是至关重要的,我们将讨论终端电阻,以及应该放在哪里。

高速PCB设计元件摆放位置

我们从开始放置通用元件。标准的PCB设计元件放置实践将在这里为您服务,尽管要注意几个高速注意事项。

您应避免将敏感的高速设备放置在靠近电路板边缘的位置。这是因为电路板的边缘具有不同的阻抗特性,并且电磁干扰(EMI)更大。另外,电缆使用“连接器”连接到您的电路板,这些可以辐射EMI。因此,您需要将靠近板边缘的接头和敏感的高速设备放置在板中心附近,以减少设计上的EMI。

热效应是高速设计考虑的另一个方面。这是因为高速设备可能在比标准组件更高的温度下运行。为了确保您的热部件放置保持冷静,请计划放置位置,以使这些组件受到无限制的气流。例如,不要将较高的组件(如连接器)放置在气流方向到热的BGA。

通过部件平面图准备摆放

制作零件布局的平面图是准备的有效方法。通过规划,您可以解决诸如终端电阻和旁路电容等小部件。这样他们将被适当放置,而不是在设计结束时被挤压。此外,预先布置的平面图还可以让您优化信号完整性的位置。

电力调节,RF,数字,模拟等电路的功能块应该被组织并放置成组,以最小化信号交叉。预先布置的平面图将允许您查看功能块之间的信号流是什么以及如何最佳规划。例如,尽可能地将您的功率调节部分组合在一起,以使其信号不必跨越RF电路的敏感区域。另外,计划您的位置,以使连接长度尽可能短。另外,作为高速信号路径(将一系列组件连接在一起的多个网络)的一部分的组件应尽可能靠近放置,而不会分开。在规划展示位置时,您还应考虑您的路线渠道,以确保您拥有必要的空间。

在规划电路放置功能块时,请牢记电源和接地需求。通常使用连续电源平面,但是如果设计需要多个电压的分离电源平面,请谨慎地将连接的元件放置在分流器上。高速传输线不应在电源平面上交叉分裂,因为这些信号将会分解返回路径。此外,避免将不属于电路组件的其他组件放置在该电路的组件之间。这也将影响该电路的返回路径。
放置在PCB上的部件的图片

终端电阻

最终和最具体的布局策略是考虑放置终端电阻。一旦电路的主要元件摆放完成,这些电阻通常被视为一个事后考虑的事情。由于这些电阻是整个电路的一部分,因此它们的摆放对于正常工作是非常重要的。这就是为什么它们需要与其他组件一起摆放在高速电路中而不是之后。尽管根据电路的需要有各种摆放终端电阻的方案,但是以下两个例子是最广泛使用的。

简单的并联端接:该方案将终端电阻的一侧放在最接近接收器的电路的末端,而另一侧则连接到电源或接地。从负载引脚到电阻的走线长度越大,电路越容易发生信号反射,导致信号劣化。这就是为什么您应该将电阻尽可能靠近接收器的负载引脚,以使连接迹线的短截线最小化。

串联端接:采用这种方案,电阻在电路的驱动器引脚之后立即放置。由于电阻是电路的直列部分,因此与并联终端电阻不相同的短截线长度。然而,为大型设备安装多个串联终端电阻将在器件周围占用大量电路板空间。这将需要提前规划,以确保有足够的空间可用,而无需拆卸和更换零件。

一旦您已经决定好如何组织和摆放终端电阻,就可以将其添加到布局平面图中。当电路的路径以及电源和地经过考虑后,您可以创建一个精心设计的平面图,以指导您的高速PCB元件摆放。

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