在数字与模拟并存系统中,处理方法常见有两种。一是数字地和模拟地分开,地层各自独立,单点用铜皮或 FB 磁珠连接,电源不分开;另一种是模拟电源与数字电源分开用 FB 连接,地则统一。从原理上讲二者效果相近,因电源和地对高频信号等效。区分模拟与数字部分为抗干扰,主要防数字电路对模拟电路干扰,但分割可能影响信号回流路径及系统 EMC 质量,所以不论分割哪个平面,都要考量信号回流及干扰情况,如今也有不分电源和地,按数字、模拟部分分开布局布线的混合设计。
安规相关:FCC 即美国通信委员会(federal communication commission),是标准组织;EMC 指电磁兼容(electro megnetic compatibility),是一个标准。它们颁布都有相应原因、标准内容及测试方法。
差分布线是用两根完全相同、极性相反的信号传输一路数据,依靠两根信号电平差进行判决。布线时需保持并行,线宽、线间距不变,以保证两根信号完全一致。
PCB 仿真软件众多,针对高速数字电路信号完整性分析仿真(SI),常用的有 icx、signalvision、hyperlynx、XTK、speectraquest 等,也有用 Hspice 的。
PCB 仿真软件进行 LAYOUT 仿真时,在高速数字电路里,为提高信号质量、降低布线难度,一般采用多层板并分配专门的电源层、地层。
布局、布线中保证 50M 以上信号稳定性,关键在于减小传输线对信号质量的影响。100M 以上高速信号布局要求走线尽量短,且不同种类信号(如 TTL、GTL、LVTTL)确保信号质量的方法各异,高速信号以信号上升延时间界定。
室外单元的射频、中频、低频电路部分若部署在同一 PCB 上,材质方面,射频电路板相对一般 FR4 材质,倾向采用高 Q 值基材,其介电常数小、传输线分布电容小、阻抗高、信号传输时延小。设计上,虽在同一块 PCB,但一般分成射频电路区和数字电路区,分别布局布线,并用接地过孔带和屏蔽盒屏蔽,以减少相互干扰。
对于射频、中频、低频电路部署在同一 PCB 上的情况,Mentor 的板级系统设计软件有解决方案。其 RF 原理图设计模块提供参数化器件模型及与射频电路分析仿真工具的双向接口;RF LAYOUT 模块有专门用于射频电路布局布线的图案编辑功能及相应双向接口,分析仿真结果可反标回原理图和 PCB,且利用其设计管理功能可实现设计复用、派生及协同设计,加速混合电路设计进程。
Mentor Graphics 的 PCB 工具有 WG(原 veribest)系列和 Enterprise(boardstation)系列,构成其产品结构。
Mentor 的 PCB 设计软件对 BGA、PGA、COB 等封装支持良好。其 autoactive RE 由 veribest 发展而来,是业界首个无网格、任意角度布线器,对解决布通率关键,最新版本新增推挤过孔、铜箔、REROUTE 等功能,还支持高速布线,包括有时延要求信号布线和差分对布线。