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高速電路設計面臨的問題

電磁兼容性

國家標準GB/T 4365—1995《電磁兼容術語》對電磁兼容定義為：“設備或系統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中的任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力”。它包括兩方面的含義：

● 設備、分系統或系統不應產生超過標準或規范規定的電磁騷擾發射限值，電磁騷擾發射是從騷擾源向外發出電磁能量的現象，它是引起電磁干擾的原因。

● 設備、分系統或系統應滿足標準或規范規定的電磁敏感性限值或抗擾度限值的要求，電磁敏感性是指存在電磁騷擾的情況下，設備、分系統或系統不能避免性能降低的能力，抗擾度是指設備、分系統或系統面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力。

一般電子系統的電磁兼容設計，依據其設計的重要性可以分為3個層次：器件及PCB一級的設計、接地系統的設計及屏蔽系統設計和濾波設計。

僅僅觀察下面的一些內容，就可以了解電磁兼容對于PCB的重要性：

● 時鐘產生電路，塑料封裝內部元件的輻射，不正確的布線，太大尺寸的走線，不良的阻抗控制都可能成為電磁輻射源。

● PCB上的元件可能是射頻能量的接1收器，它們很容易從“I/O”電纜接收有害的輻射1干擾，并將這個有害能量傳送到容易受損的電路和設備中。

電源完整性

電源完整性（Power Integrity，PI）是指系統運行過程中電源波動的情況，或者說電源波形的質量。在高速數字電路中，當數字集成電路上電工作時，它內部的門電路輸出會發生從高到低或者從低到高的狀態轉換，這時會產生一個瞬間變化的電流Δi，這個電流在流經返回路徑上存在的電感時會形成交流壓降，從而引起地彈噪聲，當同時發生狀態轉換的輸出緩沖器較多時，這個壓降將足夠大，從而導致電源完整性問題。

事實上，高速PCB的信號完整性、電源完整性和電磁兼容這三個方面是互相作用和影響的。良好的電源完整性有利于信號完整性和電磁兼容；良好的信號完整性不僅可以降低PCB對外界的電磁輻射，而且還增強了PCB對外部電磁干擾的抗擾度；而良好的電磁兼容有利于信號完整性的保持，實際設計中應統籌考慮。

背鉆制作工藝流程？

a、提供PCB，PCB上設有定位孔，利用所述定位孔對PCB進行一鉆定位并進行一鉆鉆孔；

b、對一鉆鉆孔后的PCB進行電鍍，電鍍前對所述定位孔進行干膜封孔處理；

c、在電鍍后的PCB上制作外層圖形；

d、在形成外層圖形后的PCB上進行圖形電鍍，在圖形電鍍前對所述定位孔進行干膜封孔處理；

e、利用一鉆所使用的定位孔進行背鉆定位，采用鉆刀對需要進行背鉆的電鍍孔進行背鉆；

f、背鉆后對背鉆孔進行水洗，清除背鉆孔內殘留的鉆屑。

高速PCB設計--并聯終端匹配

在信號源端阻抗很小的情況下，通過增加并聯電阻使負載端輸入阻抗與傳輸線的特征阻抗相匹配，達到消除負載端反射的目的。實現形式分為單電阻和雙電阻兩種形式。

匹配電阻選擇原則：在芯片的輸入阻抗很高的情況下，對單電阻形式來說，負載端的并聯電阻值必須與傳輸線的特征阻抗相近或相等；對雙電阻形式來說，每個并聯電阻值為傳輸線特征阻抗的兩倍。

并聯終端匹配優點是簡單易行，顯而易見的缺點是會帶來直流功耗：單電阻方式的直流功耗與信號的占空比緊密相關；雙電阻方式則無論信號是高電平還是低電平都有直流功耗，但電流比單電阻方式少一半。

常見應用：以高速信號應用較多。

（1）DDR、DDR2等SSTL驅動器。采用單電阻形式，并聯到VTT（一般為IOVDD的一半）。其中DDR2數據信號的并聯匹配電阻是內置在芯片中的。

（2）TMDS等高速串行數據接口。采用單電阻形式，在接收設備端并聯到IOVDD，單端阻抗為50歐姆（差分對間為100歐姆)。