印制电路板设计问答集（二）

上一章总结了印制电路板设计需要注意的一部分问题，接下来将继续上一章的问答集：

7.为何差分对的布线要靠近且平行？

对差分对的布线方式应该要适当的靠近且平行。所谓适当的靠近是因为这间距会影响到差分阻抗(differential impedance)的值,此值是设计差分对的重要参数。需要平行也是因为要保持差分阻抗的一致性。若两线忽远忽近,差分阻抗就会不一致,就会影响信号完整性(signal integrity)及时间延迟(timing delay)。

8.如何处理实际布线中的一些理论冲突的问题

基本上,将模/数地分割隔离是对的。要注意的是信号走线尽量不要跨过有分割的地方(moat),还有不要让电源和信号的回流电流路径(returning current path)变太大。

晶振是模拟的正反馈振荡电路,要有稳定的振荡信号,必须满足loop gain与 phase的规范,而这模拟信号的振荡规范很容易受到干扰,即使加ground guard traces可能也无法完全隔离干扰。而且离的太远,地平面上的噪声也会影响正反馈振荡电路。所以,一定要将晶振和芯片的距离进可能靠近。

确实高速布线与EMI的要求有很多冲突。但基本原则是因EMI所加的电阻电容或 ferrite bead,不能造成信号的一些电气特性不符合规范。所以,最好先用安排走线和印制电路板叠层的技巧来解决或减少EMI的问题,如高速信号走内层。最后才用电阻电容或ferrite bead的方式,以降低对信号的伤害。

9.如何解决高速信号的手工布线和自动布线之间的矛盾？
现在较强的布线软件的自动布线器大部分都有设定约束条件来控制绕线方式及过孔数目。各家EDA公司的绕线引擎能力和约束条件的设定项目有时相差甚远。例如,是否有足够的约束条件控制蛇行线(serpentine)蜿蜒的方式,能否控制差分对的走线间距等。 这会影响到自动布线出来的走线方式是否能符合设计者的想法。另外,手动调整布线的难易也与绕线引擎的能力有绝对的关系。例如, 走线的推挤能力,过孔的推挤能力,甚至走线对敷铜的推挤能力等等。所以,选择一个绕线引擎能力强的布线器,才是解决之道。

10.关于test coupon
test coupon是用来以TDR (Time Domain Reflectometer)测量所生产的印制电路板的特性阻抗是否满足设计需求。一般要控制的阻抗有单根线和差分对两种情况。所以，test coupon上的走线线宽和线距(有差分对时)要与所要控制的线一样。最重要的是测量时接地点的位置。为了减少接地引线(ground lead)的电感值，TDR探棒(probe)接地的地方通常非常接近量信号的地方(probe tip)，所以，test coupon上量测信号的点跟接地点的距离和方式要符合所用的探棒。