PCB设计前的准备工作

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PCB设计前的准备工作

你了解PCB设计吗？你知道电源适配器PCB板设计前要做那些准备么？今天就让玖琪电源带你一起学习一下PCB设计基础知识吧！
1．前期准备
包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前，必须先确定设计策略，这样才能指导诸如选择元器件、确定工艺和控制PCB生产等工作。就信号完整性而言，应预先进行调研，以形成规则或设计准则，从而确保设计结果不出现明显的信号完整性问题、串扰问题或时序问题。有些IC制造商提供设计准则，然而这样的准则可能存在一定的局限性，按照这样的准则可能根本设计不了满足信号完整性要求的PCB。PCB元件封装库要求较高，它直接影响PCB的安装；原理图SCH元件库要求相对宽松，但要注意定义好管脚属性和与PCB元件封装库的对应关系。

2．PCB的叠层
电路板的叠层安排是对PCB的整个系统设计的基础。叠层设计如有缺陷，将最终影响到电源适配器的EMC性能。与制造和成本分析人员交流，可以确定PCB的叠层误差，还可以发现PCB的制造公差。例如，如果指定某层是50Ω阻抗控制，制造商是怎样测量并确保这个数值的？期望的制造公差及在PCB上期望的绝缘常数是多少？线宽和间距的允许误差、接地层和信号层的厚度及间距的允许误差是多少？依据上述数据，就可以选择叠层了。

在理想的信号完整性情况下，所有高速节点应该在阻抗控制内层布线（如带状线）。但实际情况是，电源适配器设计者必须经常使用外层进行所有或部分高速节点的布线。要使信号完整性最佳并保持PCB去耦，就应该尽可能将接地层/电源适配器层成对布放。如果根本就没有电源适配器层，很可能会遇到信号完整性问题。还可能遇到这样的情况，即在未定义信号的返回通路之前，很难仿真或模拟PCB的性能。

3．串扰和阻抗控制
阻抗控制(eImpedance Controling)，线路板中的导体中会有各种信号的传递，来自邻近信号线的耦合将导致串扰的发生，并改变信号线的阻抗。对相邻的平行信号线进行耦合分析，可以确定信号线之间或各类信号线之间的安全或预期间距（或者平行布线长度）。比如，欲将时钟到数据信号节点的串扰限制在100mV以内，使信号布线保持平行，可以通过计算或仿真，找到在任何给定布线层上信号之间的最小允许间距。同样，如果设计中包含重要的阻抗节点（或者是时钟，或者是专用高速内存架构），就必须将布线放置在一层（或若干层）上以得到期望的阻抗。

4．重要的高速节点
延迟和时滞是进行时钟布线时必须考虑的关键因素。因为时序要求严格，这种节点通常必须采用端接器件才能达到最佳的信号完整性质量。要预先确定这些节点，同时将调节元器件放置和布线所需要的时间加以计划，以便调整信号完整性的设计指标。

5．技术选择
不同的驱动技术适用于不同的任务。信号是点对点的，还是一点对多抽头的？是从电路输出，还是留在相同的PCB上？允许的时滞和噪声裕量是多少？作为信号完整性设计的通用准则，转换速度越慢，信号完整性就越好。50MHz时钟采用500ps上升时间是没有理由的。一个2～3ns的摆率控制器件速度要足够快，才能保证信号完整性的品质，并且有助于解决诸如输出同步交换（SSO）和电磁兼容（EMC）等问题。
在新型FPGA可编程技术或用户定义的ASIC中，可以发现驱动技术的优越性。在设计阶段，要从IC供应商那里获得合适的仿真模型。为了有效地覆盖信号完整性仿真，需要一个信号完整性仿真程序和相应的仿真模型，如IBIS（Input/OutputBufferInformationSpecification）模型。

最后，在预布线和布线阶段，应该建立一系列的设计指南，包括目标层阻抗、布线间距、倾向采用的元器件工艺、重要节点拓扑和端接规划。

6．预布线阶段
布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。预布线信号完整性规划的基本过程是，首先定义输入参数范围（驱动幅度、阻抗、跟踪速度等）和可能的拓扑范围（最小/最大长度、短线长度等），然后运行每个可能的仿真组合，分析时序和信号完整性仿真结果，最后找到可以接受的数值范围。将工作范围解释为PCB布线的约束条件。可以采用不同软件工具执行此类“清扫”准备工作，布线程序能够自动处理此类布线约束条件。对多数用户而言，时序信息实际上比信号完整性结果更为重要，互连仿真的结果可以改变布线，从而调整信号通路的时序。
在其他应用中，这个过程还可以用来确定与系统时序指标不兼容的引脚或元器件的布局。有可能完全确定需要手工布线的节点或不需要端接的节点。对于可编程器件和ASIC来说，为了改进信号完整性设计或避免采用分立端接器件，还可以调整输出驱动的选择。电源适配器布局设计依靠电路板设计师的电路基础功底与设计经验丰富程度，对电路板设计师属于较高级别的要求。初级电路板设计师经验尚浅、适合小模块布局设计或整板难度较低的PCB布局设计任务。

PCB制板?在PCB正式加工制板之前，电路板设计师需要与PCB甲供板厂的PE进行沟通，答复厂家关于PCB板加工的确认问题。这其中包括但不限于：PCB板材型号的选择、线路层线宽线距的调整、阻抗控制的调整、PCB层叠厚度的调整、表面处理加工工艺、孔径公差控制与交付标准等。

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| 发布时间：2019.07.11 来源：电源适配器厂家

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