印制电路板设计与工艺对信号完整性的影响

信号完整性问题是高速数字系统的研究重点,其主要形式有反射、串扰与电磁干扰等。影响信号完整性的物理互连层包括集成电路、芯片封装、印制电路板和系统级连接四个部分,芯片和印制电路板是当前信号完整性研究的主要对象。本文主要阐述了印制电路板设计和工艺对信号完整性的影响。

挠性印制电路板板边插头的优化设计

高频高速挠性印制电路板(FPCB)信号传输过程中易出现反射、串扰等影响信号完整性的损耗。从线路的仿真设计与实际测试差异着手分析,对影响FPCB板边插头信号完整性的损耗进行研究,从插入损耗波形出现谐振点的测试结果分析串扰的影响,提出降低信号损耗的设计理念,为解决因FPCB板边插头设计不合理,使得信号传输过程中插入损耗出现谐振点的问题提供改善思路。

印制电路板弯曲绕线对信号传输时延影响的研究

高速印制电路板(PCB)布线通过弯曲绕线的方式,实现PCB布线的物理等长,此方式对信号传播会造成时延影响。通过简单的串扰理论分析,根据不同走线的弯曲状况,使用网络分析仪测试了弯曲走线的时延;再使用电子设计自动化(EDA)仿真软件,对设计的弯曲绕线进行时延仿真验证;最后将仿真与测试的时延结果进行对比,发现仿真与测试的时延结果一致性较好,验证了使用软件进行信号完整性仿真结果的正确性。此结果对PCB实际工程设计有较好的指导意义,最后给出对PCB设计中处理此类弯曲绕线时的工程经验建议。

印刷电路板影响信号完整性的频域分析

理论上定性分析了印刷电路板(PCB)印制线拐角的特性阻抗不连续性,及其对信号完整性的影响。利用CSTMICROWAVE STUDIO5.0高频三维电磁场仿真软件,通过数值计算比较了90°弯曲的任意几何结构印制线拐角的信号传输和反射特性,并且将数值结果和现有文献的结果进行了比较,部分数值结果与文献结果一致。数值计算结果表明:印制线拐角传输特性改善的次序依次为:直角<圆角<内外45°斜切<45°外斜切,最佳几何结构为直角弯曲45°外斜切;小于8GHz的频率范围内,直角弯曲45°外斜切拐角的最佳斜切率约为0.535。

多层PCB中高速信号传输路径的优化与仿真分析

针对多层印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)中高速信号传输路径优化问题,文章进行了系统性研究。采用高级设计工具与仿真软件,对多层PCB的高速信号传输路径进行优化设计和仿真分析,旨在解决信号完整性(Signal Integrity,SI)和电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,EMC)问题。研究结果表明,优化后的传输路径显著提升了信号传输质量,降低了信号反射和串扰,信号传输速率达到10 Gb/s,信号损耗减少了15%。本研究的创新之处在于引入了多目标优化算法,并结合仿真工具实现了传输路径的精确优化,提高了多层PCB在高速信号传输中的性能和可靠性,具有重要的工程应用价值。

印制电路板铜面处理工艺对高频信号传输的影响研究

文章阐述了铜面粗糙度与高频信号传输的关系及内层前处理和棕化对铜面粗糙度的影响；对比了前处理和棕化药水对信号完整性的影响；通过正交实验分析了棕化参数对信号完整性的影响度，确定了印制电路板铜面处理工艺中影响高频信号传输的因素及其主次关系。

FPGA与DDR2 SDRAM互联的信号完整性分析

论述了Virtex-5和DDR2 SDRAM在互联中的信号完整性问题,利用前仿和后仿的措施分析和验证了它们在不同互联拓扑结构下的信号完整性。通过原型机的测试,验证了该理论在高速电路设计中的应用有效性。

HEV控制系统高速PCB信号完整性分析

针对混合动力汽车(HEV)控制系统而开发的印制电路板(PCB)控制驱动板,使用了Mentor Graphics公司的Hyperlynx软件对其信号传输中存在的串扰、过冲、延迟和电磁兼容性(EMC)等问题进行布线前和布线后的仿真研究.通过原因分析后,对其进行了合理优化设计,结果显示:增大布线间距、减小介质厚度、端接负载等方法,可以明显地抑制串扰、噪声和EMC等问题;优化后PCB的信号完整性得到了明显的改善.

印制电路板的电磁兼容问题研究

主要介绍了在设计印制电路板时需要考虑的电磁兼容问题，并说明产生问题的原因。

印制电路板的电磁兼容问题

主要介绍了在设计印制电路板时需要考虑的电磁兼容问题 ,并说明产生问题的原因。

板级设备的电磁干扰及信号完整性研究

目前,用于各类电子设备和系统的电子器材仍然以印制电路板(PCB)为主要装配方式。电磁兼容性问题为电子电路硬件设计带来许多新的问题。本文通过对PCB常见的电磁干扰、PCB设计方法以及PCB电磁干扰抑制方法进行分析,然后在SIWAVE 4.0电磁兼容仿真软件中对PCB电源完整性和信号完整性进行仿真,最后通过添加去耦电容的方法进行电磁兼容设计。

基于Altium Designer信号完整性模型提取PCB级均方根串扰

提出一种基于Altium Designer Winter09信号完整性模型,以Xilinx计算机并口-JTAG下载器转换板(VIII)PCB为例,通过其设计流程并结合设计实例,讨论提取PCB级均方根串扰的可行性与可靠性。结果表明,该方法能节省投产周期,提高生产效率。

DM6446与DDR2接口的信号完整性研究

为了研究电路拓扑结构对信号完整性的影响,采用Hyperlynx仿真软件,在布线前仿真软件LineSim中对TMS320DM6446与DDR2间的3种不同拓扑结构(树形结构、菊花链结构和星型结构)进行了信号完整性仿真,并通过布线后仿真工具BoardSim对布线前仿真结果进行了验证.研究结果表明,基于TMS320DM6446的数字视频处理系统适合采用星型结构来设计时钟信号网络.软件仿真可以在产品研发之初找到并解决潜在的信号完整性问题,最大限度地减小产品设计失败的概率,提高电路系统工作可靠性.

基于信号完整性分析的高速数字PCB板设计方法

通过对传统PCB设计与基于信号完整性分析方法的高速数字PCB设计的对比,介绍了一种基于信号完整性分析的高速数字信号PCB设计方法。在该设计方法中,首先对所有的高速数字信号建立起PCB板级的信号传输模型;然后通过对相应的信号传输模型进行完整性计算与分析来寻求能满足设计要求的布线规则;最后在相应布线规则的基础上来完成高速PCB板的设计和校验。实践表明,该设计方法可有效提高产品的设计性能,大幅缩短产品开发周期和降低开发成本,具有较好的实用价值。

过孔桩线对信号完整性的影响以及解决

在印刷电路板设计中stub对高速信号的信号完整性有很大影响,所以在高速信号线的设计中应该尽量避免出现stub设计,但是有一种隐性的stub不易被发现,也无法通过平面的布线方案来消除,这就是贯通过孔带来的stub。一般对于此类桩线,可以在设计中使用背钻工艺来减少过孔stub的长度,以减小对高速信号线带来的不良影响,确保高速信号的信号完整性。

印制电路板的电磁兼容问题

主要介绍了在设计印制电路板时需要考虑的电磁兼容问题，并说明产生问题的原因。

基于高速PCB的信号完整性分析

为应对航空电子系统高速化、高集成度发展方向的要求,印制电路板作为电子系统的基石能够实现良好的信号完整性,以提升电子系统的性能与稳定性,深入分析了导致高速印制电路板出现信号完整性问题的两个主要因素,提出了相应的解决措施,并利用仿真工具Sigrity PowerSI对高速印制电路板的布线进行仿真优化,最终有效改善了高速PCB板的信号完整性问题。由此可证明,提出的改善措施可应用至实际工程中,用于解决高速印制电路板的信号完整性问题。

印制电路板的可靠性设计及实例

PCB设计中的可靠性问题主要涉及信号完整性，电源完整性，地线干扰及散热等。PCB可靠性设计具体体现在布局布线的过程中。主要包括：了解电路工作条件、频率对布局布线要求；电路各功能单元的地位、作用；确认电源、时钟、总线等关键网络结构；了解高速器件、高功率器件的布局布线要求。

过孔多余短柱对信号完整性的影响

在高速多层PCB中,当信号从顶层传输到内部某层时,用通孔连接就会产生多余的导通孔短柱,多余短柱会引起反射、附加电容和电感,从而导致阻抗不连续、损耗等信号完整性问题。采用盲、埋孔虽可避免短柱,但成本较高,研究短柱对过孔信号完整性的影响有助于平衡成本与性能。本研究通过实验研究了短柱对单端、差分过孔阻抗的影响,并进一步研究了短柱对单端过孔信号损耗、谐振频率的影响。试验表明:过孔阻抗随短柱长度增加而下降;对于单端过孔,短柱长度每增加0.10 mm,过孔阻抗下降(0.4-0.9)Ω;对于差分过孔,短柱长度每增加0.10mm,过孔阻抗下降(0.6-1.1)Ω。通过S参数曲线发现,短柱越长,单端过孔信号损耗越大,谐振频率越低。

过孔残根对信号完整性的影响

印制板上信号传输的高速化要求高效与低损耗,传输速率和频率的提高进一步加大了信号的损耗。内层带状线加通孔过孔的设计是最常见的一种信号传输模式。本文主要研究高速产品设计时内层信号线过孔时对阻抗以及损耗的相关影响。为高速信号在过孔传输中提高阻抗匹配度,降低损耗提供一些可行性建议。