你是否遇到过PCB设计中的信号完整性问题？

如今，电视信号传输的清晰度令人惊叹。我还记得我在19英寸RCA上面有一套兔耳的日子。将它们定位得恰到好处以获得最清晰的画面是一个挑战，更不用说必须为每个频道调整它们。有时需要整晚才能找到我想要的通道，所以我坐了五分钟然后再去睡觉了。如果天气不好，那就别忘了。

虽然偶尔的暴风雪可能会让我的电视信号有点波动，但与过去相比，这没什么。最新的电视信号技术（如高速电缆，互联网和卫星）中的网络设计人员在规划和开发现代电视需求时必须考虑传输路径，障碍物和干扰。但信号传输并非严格针对网络设计人员 - 您可能会遇到与PCB设计相同类型的问题。由于您没有任何兔耳可以使用它们，因此防止信号完整性问题对于保持PCB平稳且无静电非常重要。

HDMI，或综合？了解信号完整性问题中的信号

无论是有线，卫星，Netflix，Hulu，亚马逊，Youtube智能电视，平板，等离子 - 有多种方式可以接收您需要观看的信号你想看的电视。同样，大多数PCB将包括几种信号类型。其中一些是：

电源信号：根据复杂程度，您可能有几种不同级别的电源信号。例如，大多数处理器需要3-5V范围内的信号，而放大器可能需要高达15V范围的偏置电压。

数据信号：数据可以是模拟信号或数字信号。对于模拟，典型范围为+/- 10V。对于数字，范围可以是0-5V或+/5V，具体取决于信号格式。

控制信号：这些信号通常用于开关设备，通常为0-5V信号。

通信信号：这些可能具有与微伏级别一样低的信号强度。这些通常是RF，频率可能在很宽的范围内变化。

除信号强度外，对于模拟信号，频率也是必须考虑到PCB设计中的重要考虑因素。这对于包含频率水平非常高的通信设备的PCB尤为重要。

输出尺寸和布线注意事项：宽度有多大？

非常简单的PCB设计，您通常可以设计路线以适应极端的电流和电压。例如，在整个过程中使用单个迹线宽度可以处理最大载流量。您的董事会可能会对这些案件工作正常，但这远非最佳做法。如果你像我一样，它们之间的差别很小，我们通常希望通过使它们尽可能小而多功能来优化我们的电路板。

对于这些更复杂的PCB设计，需要特别注意采取和路由不是那么简单。我们想要设计与他们必须携带的信号相匹配的路线。有关一般注意事项，请参阅下表：

< col>

路由注意事项	潜在问题	路由解决方案
跟踪长度	信号强度损失，	最小化
痕迹之间的距离	< p>干扰	路线垂直
追踪角度	串扰，辐射	圆形，使用45°而不是90°
通过使用	反思	最小化

 

采用上述建议的解决方案可以减少损失，空间和成本。但是，要正确合并这些，需要使用最好的PCB设计工具。

确保静音

旧电视信号传输中的噪音让您试图查看通过一层雪，你最喜欢的程序。今天，嘈杂的传输会给你一个脱节的谜题或根本没有信号。 PCB设计中的噪声源可以来自许多来源。例如，开关IC引脚状态的扰动，振荡器等辐射装置对附近走线的干扰，同一走线上的多个频率信号以及其他来源。

几乎不可能完全消除大多数噪声复杂的PCB设计。但是，有一些方法可以减少噪音。消除噪音的最佳资产是组件的放置。所有分量辐射都是频率相关的，频率越高（信号变化），距离信号源的距离越短。因此，您应该将处理相同信号的组件放在远离其他组件的位置。将元件放置在信号源自并且彼此靠近的位置。

您也可以尝试使用旁路电容器。如果可能，这些应直接绑在地面上，并适当调整大小。请注意，任何电感都会与电容组合以设置滤波器电路。

 

嘈杂的数字电视信号

将耳朵扭曲在一起：差分传输

尽可能使用差分电路可以改善信号完整性。大多数IC设计师都试图实现这一点;然而，有时差分对可以被路由到彼此不相邻的引脚。从PCB设计的角度来看，我们希望执行以下操作：

将差分对路由在一起。

< p>使用相同的走线宽度和长度（尽可能多）。

在同一信号平面或层上布线。

地平面可以简化信号完整性

地平面可以为多个电路提供中心层参考，这可以显着减少引脚连接和跟踪数量，更不用说简化a的视觉布局了。复杂的PCB。在设计PCB时，以下提示可以最大限度地减少与地平面相关的问题：

确保没有从电源平面到地平面的直接路径（这可能看起来像一个没关系，但对于复杂的设计，它可以被忽视，直到开始煎炸才能实现。）

不要在地平面上插入间隙。

在地面/电源层之间运行时钟信号（或其他关键信号）。

路由使用相同返回（地平面）的信号

对于具有多个地平面的电路板，请在每个平面上的同一个点上将平面连接在一起。

对于带有机箱连接的电路板，请确保所有接地层连接在一起。

地平面做的并且不是

虽然我总是觉得我是如何移动我的兔子耳朵来获得我想要的通道，但总有一些我对疯狂的思考：向左转，然后向右转，然后慢慢地前后移动，直到找到最佳清晰度的确切位置。值得庆幸的是，有更多具体方法可以实现PCB设计的最佳信号完整性。通过制定最佳布线决策，采用降噪策略，尽可能使用差分对，并应用良好的接地层使用，您将显着提高维持信号完整性的机会。