大家都知道理做PCB板就是把设计好的原理图变成一块实实在在的PCB电路板,请别小看这一进程,有很多原理上行得通的东西在工程中却难以实现,或是别人能实现的东西另一些人却实现不了,因此说做一块PCB板不难,但要做好一块PCB板却不是一件轻易的事情。
微电子范畴的两大难点在于高频信号和微弱信号的处置,在这方面PCB制造程度就显得尤其主要,同样的原理设计,同样的元器件,不同的人制造出来的PCB就具有不同的成果,那么如何才干做出一块好的PCB板呢?依据我们以往的经验,想就以下几方面谈谈自己的见解:
一:要明白设计目的
接收到一个设计义务,首先要明白其设计目的,是普通的PCB板、高频PCB板、小信号处置PCB板还是既有高频率又有小信号处置的PCB板，如果是普通的PCB板,只要做到布局布线公道整洁,机械尺寸正确无误即可,如有中负载线和长线,就要采用必定的手腕进行处理,减轻负载,长线要增强驱动,重点是防止长线反射。
当板上有超过40MHz的信号线时，就要对这些信号线进行特别的考虑，比如线间串扰等问题。如果频率更高一些，对布线的长度就有更严厉的限制，依据散布参数的网络理论，高速电路与其连线间的相互作用是决议性因素，在系统设计时不能疏忽。随着门传输速度的进步，在信号线上的反对将会相应增添，相邻信号线间的串扰将成正比地增长，通常高速电路的功耗和热耗散也都很大，在做高速PCB时应引起足够的器重。
当板上有毫伏级甚至微伏级的微弱信号时，对这些信号线就须要特殊的关照，小信号由于太微弱，非常轻易受到其它强信号的干扰，屏蔽办法经常是必要的，否则将大大降低信噪比。以致于有用信号被噪声吞没，不能有效地提取出来。
对板子的调测也要在设计阶段加以考虑，测试点的物理地位，测试点的隔离等因素不可疏忽，因为有些小信号和高频信号是不能直接把探头加上往进行丈量的。
此外还要考虑其他一些相干因素，如板子层数，采用元器件的封装外形，板子的机械强度等。在做PCB板子前，要做出对该设计的设计目的心中有数。
二。懂得所用元器件的功效对布局布线的要求
我们知道，有些特殊元器件在布局布线时有特别的请求，比如LOTI和APH所用的模仿信号放大器，模仿信号放大器对电源要求要安稳、纹波小。模仿小信号部分要尽量阔别功率器件。在OTI板上，小信号放大部分还专门加有屏蔽罩，把杂散的电磁干扰给屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工艺，功耗大发热厉害，对散热问题必须在布局时就必须进行特别考虑，若采用自然散热，就要把GLINK芯片放在空气流通比较顺畅的处所，而且散出来的热量还不能对其它芯片构成大的影响。假如板子上装有喇叭或其他大功率的器件，有可能对电源造成严重的污染这一点也应引起足够的器重.
三. 元器件布局的考虑
元器件的布局首先要斟酌的一个因素就是电性能，把连线关系亲密的元器件尽量放在一起，尤其对一些高速线，布局时就要使它尽可能地短，功率信号和小信号器件要离开。在满足电路性能的条件下，还要考虑元器件摆放整洁、雅观，便于测试，板子的机械尺寸，插座的地位等也需认真考虑,。
高速系统中的接地和互连线上的传输延迟时间也是在系统设计时首先要考虑的因素。信号线上的传输时间对总的系统速度影响很大，特殊是对高速的ECL电路，固然集成电路块本身速度很高，但由于在底板上用普通的互连线（每30cm线长约有2ns的延迟量）带来延迟时间的增添，可使系统速度大为降低.象移位存放器，同步计数器这种同步工作部件{zh0}放在同一块插件板上，因为到不同插件板上的时钟信号的传输延迟时间不相等，可能使移位存放器产主过错，若不能放在一块板上，则在同步是要害的处所，从公共时钟源连到各插件板的时钟线的长度必须相等
四，对布线的斟酌
随着OTNI和星形光纤网的设计完成，以后会有更多的100MHz以上的具有高速信号线的板子须要设计，这里将先容高速线的一些基础概念。
1．传输线
印制电路板上的任何一条“长”的信号通路都可以视为一种传输线。如果该线的传输延迟时间比信号上升时间短得多，那么信号上升期间所产主的反射都将被吞没。不再浮现过冲、反冲和振铃，对现时大多数的MOS电路来说，由于上升时间对线传输延迟时间之比大得多，所以走线可长以米计而无信号失真。而对于速度较快的逻辑电路，特殊是超高速ECL
集成电路来说，由于边沿速度的增快，若无其它办法，走线的长度必须大大缩短，以坚持信号的xx性。
有两种办法能使高速电路在相对长的线上工作而无严重的波形失真，TTL对快速降落边缘采取肖特基二极管箝位方法，使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上，这就减少了后面的反冲幅度，较慢的上升边沿容许有过冲，但它被在电平“H”状况下电路的相对高的输出阻抗（50～80Ω）所衰减。此外，由于电平“H”状况的抗扰度较大，使反冲问题并不十分突出，对HCT系列的器件，若采取肖特基二极管箝位和串联电阻端接方式相联合，其改良的后果将会更加显明。
当沿信号线有扇出时，在较高的位速率和较快的边缘速率下，上述先容的TTL整形方式显得有些不足。由于线中存在着反射波，它们在高位速率下将趋于合成，从而引起信号严重失真和抗干扰才能下降。因此，为懂得决反射问题，在ECL体系中通常应用另外一种方法：线阻抗匹配法。用这种办法能使反射受到把持，信号的xx性得到保证。
严厉他说，对于有较慢边沿速度的惯例TTL和CMOS器件来说，传输线并不是十分需要的.对有较快边沿速度的高速ECL器件，传输线也不总是须要的。但是当应用传输线时，它们具有能猜测连线时延和通过阻抗匹配来把持反射和振荡的长处。1
决议是否采取传输线的基础因素有以下五个。它们是： （1）体系信号的沿速率， （2）连线间隔,（3）容性负载(扇出的多少)， （4）电阻性负载（线的端接方法）；(5)容许的反冲和过冲百分比（交换抗扰度的下降水平）。
2．传输线的几种类型
(1)同轴电缆和双绞线：它们经常用在系统与系统之间的衔接。同轴电缆的特性阻抗通常有50Ω和75Ω，双绞线通常为110Ω。
（2）印制板上的微带线
微带线是一根带状导(信号线)．与地平面之间用一种电介质隔分开。假如线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可掌握的，则它的特性阻抗也是可以节制的。微带线的特性阻抗Z0为：
式中：【Er为印制板介质资料的相对介电常数
6为介电质层的厚度
W为线的宽度
t为线的厚度
单位长度微带线的传输延迟时间，仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关。
(3)印制板中的带状线
带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。假如线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的间隔是可控的，那么线的特性阻抗也是可控的，带状线的特性阻抗乙为:
式中：b是两块地线板间的间隔
W为线的宽度
 ,; t为线的厚度
同样，单位长度带状线的传输延迟时光与线的宽度或间距是无关的；仅取决于所用介质的相对介电常数。
3．端接传输线
在一条线的接受端用一个与线特性阻抗相等的电阻端接，则称该传输线为并联端接线。它重要是为了获得{zh0}的电性能，包含驱动散布负载而采用的。
有时为了节俭电源耗费，对端接的电阻上再串接一个104电容形成交换端接电路，它能有效地下降直流损耗。
在驱动器和传输线之间串接一个电阻，而线的终端不再接端接电阻，这种端接办法称之为串联端接。较长线上的过冲和振铃可用串联阻尼或串联端接技巧来把持.串联阻尼是应用一个与驱动门输出端串联的小电阻（一般为10～75Ω）来实现的.这种阻尼方式合适与特征阻抗来受节制的线相联用(如底板布线，无地平面的电路板和大多数绕接线等。
串联端接时串联电阻的值与电路（驱动门）输出阻抗之和即是传输线的特性阻抗.串联联端接线存在着只能在终端使用集总负载和传输延迟时间较长的毛病.但是，这可以通过使用过剩串联端接传输线的方法加以战胜。
4．非端接传输线
如果线延迟时间比信号上升时间短得多，可以在不用串联端接或并联端接的情形下应用传输线，如果一根非端接线的双程延迟（信号在传输线上往返一次的时间）比脉冲信号的上升时间短，那么由于非端接所引起的反冲大约是逻辑摆幅的15％。{zd0}开路线长度近似为：
Lmax＜tr/2tpd
式中：tr为上升时光
tpd为单位线长的传输延迟时光
5．几种端接方法的比拟
并联端接线和串联端接线都各有长处，毕竟用哪一种，还是两种都用，这要看设计者的喜好和系统的请求而定。
并联端接线的重要长处是体系速度快和信号在线上传输xx无失真。长线上的负载既不会影响驱动长线的驱动门的传输延迟时间，又不会影响它的信号边缘速度，但将使信号沿该长线的传输延迟时间增大。在驱动大扇出时，负载可经分支短线沿线散布，而不象串联端接中那样必需把负载集总在线的终端。
串联端接方法使电路有驱动几条平行负载线的才能,，串联端接线由于容性负载所引起的延迟时间增量约比相应并联端接线的大一倍，而短线则因容性负载使边沿速度放慢和驱动门延迟时间增大，但是,，串联端接线的串扰比并联端接线的要小，其重要原因是沿串联端接线传送的信号幅度仅仅是二分之一的逻辑摆幅，因而开关电流也只有并联端接的开关电流的一半，信号能量小串扰也就小。
五．PCB板的布线技巧
做PCB时是选用双面板还是多层板，要看{zg}工作频率和电路系统的庞杂水平以及对组装密度的请求来决议。在时钟频率超过200MHZ时{zh0}选用多层板。如果工作频率超过350MHz，{zh0}选用以聚四氟乙烯作为介质层的印制电路板，由于它的高频衰耗要小些，寄生电容要小些，传输速度要快些，还由于Z0较大而省功耗，对印制电路板的走线有如下原则要求
(1)所有平行信号线之间要尽量留有较大的间隔，以减少串扰。如果有两条相距较近的信号线，{zh0}在两线之间走一条接地线，这样可以起到屏蔽作用。
(2) 设计信号传输线时要避免急拐弯，以防传输线特性阻抗的突变而发生反射，要尽量设计成具有必定尺寸的均匀的圆弧线。
(3)印制线的宽度可依据上述微带线和带状线的特性阻抗盘算公式盘算，印制电路板上的微带线的特性阻抗一般在50～120Ω之间。要想得到大的特性阻抗，线宽必需做得很窄。但很细的线条又不轻易制造。综合各种因素斟酌，一般选择68Ω左右的阻抗值比拟适合，由于选择68Ω的特性阻抗，可以在延迟时间和功耗之间到达{zj0}平衡。一条50Ω的传输线将消费更多的功率；较大的阻抗固然可以使耗费功率减少，但会使传输延迟时间憎大。由于负线电容会造成传输延迟时间的增大和特征阻抗的降低。但特征阻抗很低的线段单位长度的本征电容比拟大，所以传输延迟时间及特性阻抗受负载电容的影响较小。具有恰当端接的传输线的一个主要特点是，分枝短线对线延迟时间应没有什么影响。当Z0为50Ω时。分枝短线的长度必需限制在2．5cm以内．以免呈现很大的振铃。
（4）对于双面板（或六层板中走四层线）．电路板两面的线要互相垂直，以防止互相感应产主串扰。
（5）印制板上若装有大电流器件，如继电器、唆使灯、喇叭等，它们的地线{zh0}要离开单独走，以减少地线上的噪声，这些大电流器件的地线应连到插件板和背板上的一个独立的地总线上往，而且这些独立的地线还应当与全部系统的接地点相衔接。
（6）如果板上有小信号放大器，则放大前的弱信号线要阔别强信号线，而且走线要尽可能地短，如有可能还要用地线对其进行屏蔽。
