一、PCB设计团队的组建建议 二、高性能PCB设计的硬件必备基础三、高性能PCB设计面临的挑战和工程实现 1.研发周期的挑战 2.成本的挑战 3.高速的挑战 4.高密的挑战 5.电源、地噪声的挑战 6.EMC的挑战 7.DFM的挑战四、工欲善其事，必先利其器摘要：本文以IT行业的高性能的PCB设计为主线，结合Cadence在高速PCB设计方面的强大功能，全面剖析高性能PCB设计的工程实现。正文：电子产业在摩尔定律的驱动下，产品的功能越来越强，集成度越来越高、信号的速率越来越快，产品的研发周期也越来越短，PCB的设计也随之进入了高速PCB设计时代。PCB不再仅仅是完成互连功能的载体，而是作为所有电子产品中一个极为重要的部件。本文从高性能PCB设计的工程实现的角度，全面剖析IT行业高性能PCB设计的方方面面。实现高性能的PCB设计首先要有一支高素质的PCB设计团队。一、PCB设计团队的组建建议自从PCB设计进入高速时代，原理图、PCB设计由硬件工程师全权负责的做法就一去不复返了,专职的PCB工程师也就应运而生。
上传时间： 2013-10-24
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如今的开关稳压器和电源越来越紧凑，性能也日益强大，而越来越高的开关频率是设计人员面临的主要问题之一，正是它使得PCB的设计越来越困难。事实上，PCB版图已经成为区分好与差的开关电源设计的分水岭。本文针对如何一次性创建优秀PCB版图提出一些建议。考虑一个将24V降为3.3V的3A开关稳压器。设计这样一个10W稳压器初看起来不会太困难，设计人员可能很快就可以进入实现阶段。不过，让我们看看在采用Webench等设计软件后，实际会遇到哪些问题。如果我们输入上述要求，Webench会从若干IC中选出“Simpler Switcher”系列中的LM25576(一款包括3A FET的42V输入器件)。该芯片采用带散热垫的TSSOP-20封装。Webench菜单中包括了对体积或效率的设计优化。设计需要大容量的电感和电容，从而需要占用较大的PCB空间。Webench提供如表1的选择。
上传时间： 2013-10-08
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印刷电路板（PCB）设计解决方案市场和技术领军企业Mentor Graphics（Mentor Graphics）宣布推出HyperLynx® PI（电源完整性）产品，满足业内高端设计者对于高性能电子产品的需求。HyperLynx PI产品不仅提供简单易学、操作便捷，又精确的分析，让团队成员能够设计可行的电源供应系统；同时缩短设计周期，减少原型生成、重复制造，也相应降低产品成本。随着当今各种高性能/高密度/高脚数集成电路的出现，传输系统的设计越来越需要工程师与布局设计人员的紧密合作，以确保能够透过众多PCB电源与接地结构，为IC提供纯净、充足的电力。配合先前推出的HyperLynx信号完整性（SI）分析和确认产品组件，Mentor Graphics目前为用户提供的高性能电子产品设计堪称业内最全面最具实用性的解决方案。“我们拥有非常高端的用户，受到高性能集成电路多重电压等级和电源要求的驱使，需要在一个单一的PCB中设计30余套电力供应结构。”Mentor Graphics副总裁兼系统设计事业部总经理Henry Potts表示。“上述结构的设计需要快速而准 确的直流压降(DC Power Drop)和电源杂讯(Power Noise)分析。拥有了精确的分析信息，电源与接地层结构和解藕电容数(de-coupling capacitor number)以及位置都可以决定，得以避免过于保守的设计和高昂的产品成本。”
上传时间： 2013-10-31
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通用阵列逻辑GAL实现基本门电路的设计 一、实验目的 1.了解GAL22V10的结构及其应用； 2.掌握GAL器件的设计原则和一般格式； 3.学会使用VHDL语言进行可编程逻辑器件的逻辑设计； 4.掌握通用阵列逻辑GAL的编程、下载、验证功能的全部过程。 二、实验原理 1. 通用阵列逻辑GAL22V10 通用阵列逻辑GAL是由可编程的与阵列、固定（不可编程）的或阵列和输出逻辑宏单元（OLMC）三部分构成。GAL芯片必须借助GAL的开发软件和硬件，对其编程写入后，才能使GAL芯片具有预期的逻辑功能。GAL22V10有10个I/O口、12个输入口、10个寄存器单元，最高频率为超过100MHz。 ispGAL22V10器件就是把流行的GAL22V10与ISP技术结合起来，在功能和结构上与GAL22V10完全相同，并沿用了GAL22V10器件的标准28脚PLCC封装。ispGAl22V10的传输时延低于7.5ns，系统速度高达100MHz以上，因而非常适用于高速图形处理和高速总线管理。由于它每个输出单元平均能够容纳12个乘积项，最多的单元可达16个乘积项，因而更为适用大型状态机、状态控制及数据处理、通讯工程、测量仪器等领域。ispGAL22V10的功能框图及引脚图分别见图1-1和1-2所示。 另外，采用ispGAL22V10来实现诸如地址译码器之类的基本逻辑功能是非常容易的。为实现在系统编程，每片ispGAL22V10需要有四个在系统编程引脚，它们是串行数据输入(SDI)，方式选择(MODE)、串行输出(SDO)和串行时钟(SCLK)。这四个ISP控制信号巧妙地利用28脚PLCC封装GAL22V10的四个空脚，从而使得两种器件的引脚相互兼容。在系统编程电源为+5V，无需外接编程高压。每片ispGAL22V10可以保证一万次在系统编程。 ispGAL22V10的内部结构图如图1-3所示。 2.编译、下载源文件 用VHDL语言编写的源程序，是不能直接对芯片编程下载的，必须经过计算机软件对其进行编译，综合等最终形成PLD器件的熔断丝文件(通常叫做JEDEC文件，简称为JED文件)。通过相应的软件及编程电缆再将JED数据文件写入到GAL芯片，这样GAL芯片就具有用户所需要的逻辑功能。 3.工具软件ispLEVER简介 ispLEVER 是Lattice 公司新推出的一套EDA软件。设计输入可采用原理图、硬件描述语言、混合输入三种方式。能对所设计的数字电子系统进行功能仿真和时序仿真。编译器是此软件的核心，能进行逻辑优化，将逻辑映射到器件中去，自动完成布局与布线并生成编程所需要的熔丝图文件。软件中的Constraints Editor工具允许经由一个图形用户接口选择I/O设置和引脚分配。软件包含Synolicity公司的“Synplify”综合工具和Lattice的ispVM器件编程工具，ispLEVER软件提供给开发者一个简单而有力的工具。
上传时间： 2013-11-17
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数字地模拟地的布线规则,如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢？在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则：第一个原则是尽可能减小电流环路的面积；第二个原则是系统只采用一个参考面。相反，如果系统存在两个参考面，就可能形成一个偶极天线(注：小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比)；而如果信号不能通过尽可能小的环路返回，就可能形成一个大的环状天线(注：小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种情况。 有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开，这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行，但是存在很多潜在的问题，在复杂的大型系统中问题尤其突出。最关键的问题是不能跨越分割间隙布线，一旦跨越了分割间隙布线，电磁辐射和信号串扰都会急剧增加。在PCB设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。 如图1所示，我们采用上述分割方法，而且信号线跨越了两个地之间的间隙，信号电流的返回路径是什么呢？假定被分割的两个地在某处连接在一起(通常情况下是在某个位置单点连接)，在这种情况下，地电流将会形成一个大的环路。流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感，如果流过大环路的是低电平模拟电流，该电流很容易受到外部信号干扰。最糟糕的是当把分割地在电源处连接在一起时，将形成一个非常大的电流环路。另外，模拟地和数字地通过一个长导线连接在一起会构成偶极天线。
上传时间： 2013-10-19
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减小电磁干扰的印刷电路板设计原则 内 容 摘要……1 1 背景…1 1.1 射频源.1 1.2 表面贴装芯片和通孔元器件.1 1.3 静态引脚活动引脚和输入.1 1.4 基本回路……..2 1.4.1 回路和偶极子的对称性3 1.5 差模和共模…..3 2 电路板布局…4 2.1 电源和地…….4 2.1.1 感抗……4 2.1.2 两层板和四层板4 2.1.3 单层板和二层板设计中的微处理器地.4 2.1.4 信号返回地……5 2.1.5 模拟数字和高压…….5 2.1.6 模拟电源引脚和模拟参考电压.5 2.1.7 四层板中电源平面因该怎么做和不应该怎么做…….5 2.2 两层板中的电源分配.6 2.2.1 单点和多点分配.6 2.2.2 星型分配6 2.2.3 格栅化地.7 2.2.4 旁路和铁氧体磁珠……9 2.2.5 使噪声靠近磁珠……..10 2.3 电路板分区…11 2.4 信号线……...12 2.4.1 容性和感性串扰……...12 2.4.2 天线因素和长度规则...12 2.4.3 串联终端传输线…..13 2.4.4 输入阻抗匹配...13 2.5 电缆和接插件……...13 2.5.1 差模和共模噪声……...14 2.5.2 串扰模型……..14 2.5.3 返回线路数目..14 2.5.4 对板外信号I/O的建议14 2.5.5 隔离噪声和静电放电ESD .14 2.6 其他布局问题……...14 2.6.1 汽车和用户应用带键盘和显示器的前端面板印刷电路板...15 2.6.2 易感性布局…...15 3 屏蔽..16 3.1 工作原理…...16 3.2 屏蔽接地…...16 3.3 电缆和屏蔽旁路………………..16 4 总结…………………………………………17 5 参考文献………………………17
上传时间： 2013-10-22
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地线设计是电磁兼容设计中大家都很注意，却又不知道应该怎样去做的一个问题。了解了地线造成干扰问题的机理之后，在设计和实施地线时就有了一个明确的思路。本期从介绍地线造成干扰的原理入手，使读者了解设计地线的关键和原则。
上传时间： 2013-10-26
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研究了MPC8379E处理器的相关资料和DDR2的特性，以及它们之间PCB布线的规则和仿真设计。由于MPC8379E和DDR2都具有相当高的工作频率，所以他们之间的走线必须满足高速PCB布线规则，还要结合实际系统中的层叠、阻抗等，采取特殊布线方法。本文使用EDA工具Cadence仿真设计了DDR2拓扑结构和信号完整性。
上传时间： 2013-11-15
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基于通用集成运算放大器，利用MASON公式设计了一个多功能二阶通用滤波器，能同时或分别实现低通、高通和带通滤波，也能设计成一个正交振荡器。电路的极点频率和品质因数能够独立、精确地调节。电路使用4个集成运放、2个电容和11个电阻，所有集成运放的反相端虚地。利用计算机仿真电路的通用滤波功能、极点频率和品质因数的独立控制和正交正弦振荡，从而证明该滤波器正确有效。 Abstract: A new multifunctional second-order filter based on OPs was presented by MASON formula. Functions， such as high-pass， band-pass， low-pass filtering， can be realized respectively and simultaneously， and can become a quadrature oscillator by modifying resistance ratio. Its pole angular frequency and quality factor can be tuned accurately and independently. The circuit presented contains four OPs， two capacitors， and eleven resistances， and inverting input of all OPs is virtual ground. Its general filtering， the independent control of pole frequency and quality factor and quadrature sinusoidal oscillation were simulated by computer， and the result shows that the presented circuit is valid and effective.
上传时间： 2013-10-09
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近年来电脑虚拟仪器的发展很快。在飞速发展的计算机技术支持下，“软件即仪器”的理念得到了充分的发挥。计算机加软件配合合适的AD/DA界面和传感器/控制器，就可以完成形形色色的传统仪器的所有功能，应用领域遍及现代科技的各个方面，大有星火燎原之势。而且由于其成本较低，升级容易换代快，维护简单，特别是数据的采集、分析、管理做到了智能化，大大提高了工作效率，在科研、计量、工控、自控等应用上特别受青睐，发展势头已将传统仪器远远抛在了后面，并将持续下去。但是一般的虚拟仪器对于普通电子爱好者来说仍然是太昂贵了，而且由于通用的虚拟仪器要考虑高速信号，往往采用高速低分辨率的AD/DA芯片，一般分辨率只能达到8至12位，这对于电子爱好者常用的音频领域恰恰不够精确。在现代多媒体电脑上，声卡已经成为一个必不可少的重要组成部分，它给我们提供了丰富多彩的视听娱乐和有声交流功能，使“多媒体”的名称名副其实。但是你是否知道，利用声卡高精度的AD/DA变换界面，加上合适的软件，就可以构成功能十分强大的音频（超音频）虚拟仪器呢？并且，如果使用足够好的声卡，配合比较简单的扩展设备和传声器/放大器，再选用本文介绍的软件，将是目前音频虚拟仪器的最强、最佳选择。限于篇幅和时间，本文主要介绍一些原则性的测试方法，期望起到抛砖引玉的作用，给有兴趣的爱好者引个路。具体的应用还需要大家不断学习、探索，详细的软件应用方法将在2004年《无线电》杂志以及本站连续刊登介绍。1.声卡的选择声卡担负着模拟信号进出大门的重任，其性能如何，对虚拟仪器的精度有着最直接的影响，因此选择合适的声卡是非常有必要的。从分辨率看，一般电脑多媒体声卡为16位，取样频率为44.1/48KHz，而现在的主流中高档声卡大多具备了96KHz/24bit的取样精度，好的专业声卡甚至能达到输入/输出兼备的192KHz/24bit取样精度。从音频处理的技术指标看，许多质量良好的廉价声卡已经超越了一般模拟仪器，而高档的专业声卡更是具有极其优异的指标。这也不奇怪，因为专业声卡本身就是为专业的录音、监听、音频处理而设计的，是音频传播的门槛，理应具有良好的素质。例如，顶级的专业声卡频率响应可以从几Hz平坦地延伸到数十KHz至接近100 KHz，波动在正负0.1dB以下，噪声水平在-110dB以下，动态范围大于110dB，总谐波失真和互调失真远小于万分之一，通道分离度能达到100dB……这样的声卡已经超越了绝大多数模拟设备的指标，足以应付最苛刻的应用要求，也足以胜任高精度电脑音频虚拟仪器的要求，乃至于数十KHz的超声波研究。当然了，顶级的专业声卡价格昂贵，一般相当于一套主流电脑的价格，大多数业余爱好者不能或不愿承受，但比起模拟测试仪器来说还是便宜很多，而且软件升级没有限制。不过近来电脑音频设备市场看好，许多专业声卡厂家推出了“准专业”声卡进军多媒体市场，素质良好，支持多声道，价格也便宜很多，用途广泛，很适合业余爱好者选用。如果再“抠门”一点，精选百元级优质声卡也是可以应付一般的声学测量的，因为我们知道声学测量的瓶颈一般在于传声器而不是电路。当然这时最好对声卡模拟电路进行“打摩”如更换运放和输出电容等，以得到更好的效果。介绍一些具体的声卡品牌。顶级声卡首选Lynx Two/Lynx 22,据笔者所知是目前世界上指标最优秀的声卡，价格一千美元左右。类似的其它专业声卡有RME，比Lynx还贵（主要因为支持的声道数多）。另外如果单为测试用，一些专业的测试用AD/DA界面设备也可用（例如Sound Technology公司的产品），不过可能更昂贵，而且功能少，指标也未必更强，但好处是可以找到USB接口型的，可配合笔记本电脑使用。这类声卡可以进行精确的电路测试，如作为其它声卡、碟机、功放等设备的输入输出参考标准进行测量，声学测试更是不在话下。
上传时间： 2013-10-13
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