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pcb設計基礎知識必備

生活更新时间:2024-07-21 08:10:06

高速PCB設計入門學習，除了首先得學會PCB設計軟件的基本操作，另外必須要明白一些基本概念，比如什麼是信号完整性（SI）、電源完整性（PI）？什麼是電磁兼容性（EMC）、什麼是電磁幹擾(EMI)？什麼是信号反射(reflection)？

pcb設計基礎知識必備（高速PCB設計初學者入門）1

1、電磁兼容性(EMC):電磁兼容性（EMC，即Electromagnetic Compatibility）是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備産生無法忍受的電磁騷擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境産生的電磁騷擾(Electromagnetic Disturbance)不能超過一定的限值；另一方面是指設備對所在環境中存在的電磁騷擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility，即EMS)。國際電工委員會(IEC)對EMC的定義是:指在不損害信号所含信息的條件下，信号和幹擾能夠共存。

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2、電磁幹擾(EMI):電磁幹擾（Electromagnetic Interference，EMI）是幹擾電纜信号并降低信号完好性的電子噪音，EMI通常由電磁輻射發生源如馬達和機器産生。電磁幹擾EMI有傳導幹擾和輻射幹擾兩種。傳導幹擾是指通過導電介質把一個電網絡上的信号耦合（幹擾）到另一個電網絡。輻射幹擾是指幹擾源通過空間把其信号耦合（幹擾）到另一個電網絡。在高速PCB及系統設計中，高頻信号線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射幹擾源，能發射電磁波并影響其他系統或本系統内其他子系統的正常工作。

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3.1、信号完整性(signal integrity, SI):信号完整性是指信号在信号線上的質量。信号具有良好的信号完整性是指當在需要的時候，具有所必需達到的電壓電平數值。差的信号完整性不是由某一單一因素導緻的，而是闆級設計中多種因素共同引起的。主要的信号完整性問題包括反射、振蕩、地彈、串擾等。

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3.2、電源完整性（Power Integrity, PI）:電源完整性（Power integrity）簡稱PI，是确認電源來源及目的端的電壓及電流是否符合需求。電源完整性在現今的電子産品中相當重要。有幾個有關電源完整性的層面：芯片層面、芯片封裝層面、電路闆層面及系統層面。在電路闆層面的電源完整性要達到以下3個需求：

a、使芯片引腳的電壓漣波比規格要小一些（例如電壓和1V之間的誤差小于 /-50 mV）b、控制接地反彈（也稱為同步切換噪聲SSN、同步切換輸出SSO）c、降低電磁幹擾（EMI）并且維持電磁兼容性（EMC）：電源分布網絡（PDN）是電路闆上最大型的導體，因此也是最容易發射及接收噪聲的天線。

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4、反射(reflection):反射就是在傳輸線上的回波。信号功率(電壓和電流)的一部分傳輸到線上并達到負載處，但是有一部分被反射了。如果源端與負載端具有相同的阻抗，反射就不會發生了。源端與負載端阻抗不匹配會引起線上反射，負載将一部分電壓反射回源端。如果負載阻抗小于源阻抗，反射電壓為負，反之，如果負載阻抗大于源阻抗，反射電壓為正。布線的幾何形狀、不正确的線端接、經過連接器的傳輸及電源平面的不連續等因素的變化均會導緻此類反射。5、串擾(crosstalk):串擾是兩條信号線之間的耦合，信号線之間的互感和互容引起線上的噪聲。容性耦合引發耦合電流，而感性耦合引發耦合電壓。PCB 闆層的參數、信号線間距、驅動端和接收端的電氣特性及線端接方式對串擾都有一定的影響。

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一個電子産品從構思到實現，主要研發過程有：1、硬件原理圖設計（需要較強的數字和模拟電路基礎，學習周期長）；2、硬件PCB設計（對電子基礎無太多要求，易學，電路原理圖能看懂個大概的功能方框，輸入輸出回路即可.學習周期短）；3、軟件開發（學習周期長）；4、産品外形結構設計（學習周期短）。想學習電子硬件原理圖設計電子硬件高速PCB設計的同學，可關注頭條号電子工程師老周或私信教學（零基礎入門到精通）。,

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