引言：通常從抄板或原理圖做成PCB板，所需要的技術(shù)要求并不高,，做快PCB板很簡(jiǎn)單,，但實(shí)際操作中需要先明確目標(biāo)，當(dāng)然重點(diǎn)任然是了解所用元器件的功能對(duì)布局布線(xiàn)的要求,，合理的做好元器件的布局和PCB板的布線(xiàn),，一定可以做好一塊高質(zhì)量的PCB板
　　PCB抄板即是在已有PCB電路板的情況下,對(duì)電路板進(jìn)行克隆、導(dǎo)出原理圖等,，它是一種用來(lái)生產(chǎn)的文件,。也可在此基礎(chǔ)上根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，重新設(shè)計(jì),，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能升級(jí)與擴(kuò)展,。那么如何從PCB抄板文件原理圖變成實(shí)實(shí)在在PCB板呢?
　　也許大家都知道哦，做PCB板就是把設(shè)計(jì)/克隆好的原理圖變成一塊實(shí)實(shí)在在的PCB電路板,請(qǐng)別小看這一過(guò)程,有很多原理上行得通的東西在工程中卻難以實(shí)現(xiàn),或是別人能實(shí)現(xiàn)的東西另一些人卻實(shí)現(xiàn)不了,因此說(shuō)做一塊PCB板不難,但要做好一塊PCB板卻不是一件容易的事情,。
　　微電子領(lǐng)域的兩大難點(diǎn)在于高頻信號(hào)和微弱信號(hào)的處理,在這方面PCB制作水平就顯得尤其重要,同樣的原理圖,同樣的元器件,不同的人制作出來(lái)的PCB就具有不同的結(jié)果,那么如何才能做出一塊好的PCB板呢?根據(jù)我們以往的經(jīng)驗(yàn),想就以下幾方面談?wù)勛约旱目捶?
　　一,、要明確目標(biāo)
　　接受到一個(gè)設(shè)計(jì)/抄板任務(wù),首先要明確其目標(biāo)。是普通的PCB板,、高頻PCB板,、小信號(hào)處理PCB板還是既有高頻率又有小信號(hào)處理的PCB板，如果只需設(shè)計(jì)普通的PCB板,只要做到布局布線(xiàn)合理整齊,機(jī)械尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤即可,如有中負(fù)載線(xiàn)和長(zhǎng)線(xiàn),就要采用一定的手段進(jìn)行處理,減輕負(fù)載,長(zhǎng)線(xiàn)要加強(qiáng)驅(qū)動(dòng),重點(diǎn)是防止長(zhǎng)線(xiàn)反射,。 當(dāng)板上有超過(guò)40MHz的信號(hào)線(xiàn)時(shí),，就要對(duì)這些信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行特殊的考慮，比如線(xiàn)間串?dāng)_等問(wèn)題。如果頻率更高一些,，對(duì)布線(xiàn)的長(zhǎng)度就有更嚴(yán)格的限制,，根據(jù)分布參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)理論，高速電路與其連線(xiàn)間的相互作用是決定性因素,，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不能忽略,。隨著門(mén)傳輸速度的提高，在信號(hào)線(xiàn)上的反對(duì)將會(huì)相應(yīng)增加,，相鄰信號(hào)線(xiàn)間的串?dāng)_將成正比地增加,，通常高速電路的功耗和熱耗散也都很大，在做高速PCB時(shí)應(yīng)引起足夠的重視,。
　　當(dāng)板上有毫伏級(jí)甚至微伏級(jí)的微弱信號(hào)時(shí),，對(duì)這些信號(hào)線(xiàn)就需要特別的關(guān)照，小信號(hào)由于太微弱,，非常容易受到其它強(qiáng)信號(hào)的干擾,，屏蔽措施常常是必要的，否則將大大降低信噪比,。以致于有用信號(hào)被噪聲淹沒(méi),，不能有效地提取出來(lái)。
　　對(duì)板子的調(diào)測(cè)也要在設(shè)計(jì)階段加以考慮,，測(cè)試點(diǎn)的物理位置,，測(cè)試點(diǎn)的隔離等因素不可忽略，因?yàn)橛行┬⌒盘?hào)和高頻信號(hào)是不能直接把探頭加上去進(jìn)行測(cè)量的,。
　　此外還要考慮其他一些相關(guān)因素,，如板子層數(shù)，采用元器件的封裝外形,，板子的機(jī)械強(qiáng)度等,。在做PCB板子前，要做出對(duì)該設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)心中有數(shù),。
　　二,、了解所用元器件的功能對(duì)布局布線(xiàn)的要求
　　我們知道，有些特殊元器件在布局布線(xiàn)時(shí)有特殊的要求,，比如LOTI和APH所用的模擬信號(hào)放大器,，模擬信號(hào)放大器對(duì)電源要求要平穩(wěn)、紋波小,。模擬小信號(hào)部分要盡量遠(yuǎn)離功率器件,。在OTI板上，小信號(hào)放大部分還專(zhuān)門(mén)加有屏蔽罩,，把雜散的電磁干擾給屏蔽掉,。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工藝,，功耗大發(fā)熱厲害，對(duì)散熱問(wèn)題必須在布局時(shí)就必須進(jìn)行特殊考慮,，若采用自然散熱，就要把GLINK芯片放在空氣流通比較順暢的地方,，而且散出來(lái)的熱量還不能對(duì)其它芯片構(gòu)成大的影響,。如果板子上裝有喇叭或其他大功率的器件，有可能對(duì)電源造成嚴(yán)重的污染這一點(diǎn)也應(yīng)引起足夠的重視.
　　三,、元器件布局的考慮
　　元器件的布局首先要考慮的一個(gè)因素就是電性能,，把連線(xiàn)關(guān)系密切的元器件盡量放在一起，尤其對(duì)一些高速線(xiàn),，布局時(shí)就要使它盡可能地短,，功率信號(hào)和小信號(hào)器件要分開(kāi)。在滿(mǎn)足電路性能的前提下,，還要考慮元器件擺放整齊,、美觀(guān)，便于測(cè)試,，板子的機(jī)械尺寸,，插座的位置等也需認(rèn)真考慮。
　　高速系統(tǒng)中的接地和互連線(xiàn)上的傳輸延遲時(shí)間也是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮的因素,。信號(hào)線(xiàn)上的傳輸時(shí)間對(duì)總的系統(tǒng)速度影響很大,，特別是對(duì)高速的ECL電路，雖然集成電路塊本身速度很高,，但由于在底板上用普通的互連線(xiàn)(每30cm線(xiàn)長(zhǎng)約有2ns的延遲量)帶來(lái)延遲時(shí)間的增加,，可使系統(tǒng)速度大為降低.象移位寄存器，同步計(jì)數(shù)器這種同步工作部件最好放在同一塊插件板上,，因?yàn)榈讲煌寮迳系臅r(shí)鐘信號(hào)的傳輸延遲時(shí)間不相等,，可能使移位寄存器產(chǎn)主錯(cuò)誤，若不能放在一塊板上,，則在同步是關(guān)鍵的地方,，從公共時(shí)鐘源連到各插件板的時(shí)鐘線(xiàn)的長(zhǎng)度必須相等。
　　四,、對(duì)布線(xiàn)的考慮
　　隨著OTNI和星形光纖網(wǎng)的設(shè)計(jì)完成,，以后會(huì)有更多的100MHz以上的具有高速信號(hào)線(xiàn)的板子需要設(shè)計(jì)，這里將介紹高速線(xiàn)的一些基本概念,。
　　1.傳輸線(xiàn)
　　印制電路板上的任何一條“長(zhǎng)”的信號(hào)通路都可以視為一種傳輸線(xiàn),。如果該線(xiàn)的傳輸延遲時(shí)間比信號(hào)上升時(shí)間短得多，那么信號(hào)上升期間所產(chǎn)主的反射都將被淹沒(méi),。不再呈現(xiàn)過(guò)沖,、反沖和振鈴,，對(duì)現(xiàn)時(shí)大多數(shù)的MOS電路來(lái)說(shuō)，由于上升時(shí)間對(duì)線(xiàn)傳輸延遲時(shí)間之比大得多,，所以走線(xiàn)可長(zhǎng)以米計(jì)而無(wú)信號(hào)失真,。而對(duì)于速度較快的邏輯電路，特別是超高速ECL
 

　　集成電路來(lái)說(shuō),，由于邊沿速度的增快,，若無(wú)其它措施，走線(xiàn)的長(zhǎng)度必須大大縮短,，以保持信號(hào)的完整
性,。

　　有兩種方法能使高速電路在相對(duì)長(zhǎng)的線(xiàn)上工作而無(wú)嚴(yán)重的波形失真，TTL對(duì)快速下降邊沿采用肖特基二極管箝位方法,，使過(guò)沖量被箝制在比地電位低一個(gè)二極管壓降的電平上,，這就減少了后面的反沖幅度，較慢的上升邊緣允許有過(guò)沖,，但它被在電平“H”狀態(tài)下電路的相對(duì)高的輸出阻抗(50～80Ω)所衰減,。此外，由于電平“H”狀態(tài)的抗擾度較大,，使反沖問(wèn)題并不十分突出,，對(duì)HCT系列的器件，若采用肖特基二極管箝位和串聯(lián)電阻端接方法相結(jié)合,，其改善的效果將會(huì)更加明顯,。
　　當(dāng)沿信號(hào)線(xiàn)有扇出時(shí)，在較高的位速率和較快的邊沿速率下,，上述介紹的TTL整形方法顯得有些不足,。因?yàn)榫€(xiàn)中存在著反射波，它們?cè)诟呶凰俾氏聦②呌诤铣?，從而引起信?hào)嚴(yán)重失真和抗干擾能力降低,。因此，為了解決反射問(wèn)題,，在ECL系統(tǒng)中通常使用另外一種方法：線(xiàn)阻抗匹配法,。用這種方法能使反射受到控制，信號(hào)的完整性得到保證,。
　　嚴(yán)格他說(shuō),，對(duì)于有較慢邊沿速度的常規(guī)TTL和CMOS器件來(lái)說(shuō)，傳輸線(xiàn)并不是十分需要的.對(duì)有較快邊沿速度的高速ECL器件,，傳輸線(xiàn)也不總是需要的,。但是當(dāng)使用傳輸線(xiàn)時(shí)，它們具有能預(yù)測(cè)連線(xiàn)時(shí)延和通過(guò)阻抗匹配來(lái)控制反射和振蕩的優(yōu)點(diǎn),。1
　　決定是否采用傳輸線(xiàn)的基本因素有以下五個(gè),。它們是：(1)系統(tǒng)信號(hào)的沿速率,， (2)連線(xiàn)距離 (3)容性負(fù)載(扇出的多少)，(4)電阻性負(fù)載(線(xiàn)的端接方式); (5)允許的反沖和過(guò)沖百分比(交流抗擾度的降低程度),。
　　2.傳輸線(xiàn)的幾種類(lèi)型
　　(1) 同軸電纜和雙絞線(xiàn)：它們經(jīng)常用在系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的連接,。同軸電纜的特性阻抗通常有50Ω和75Ω，雙絞線(xiàn)通常為110Ω,。
　　(2)印制板上的微帶線(xiàn)
　　微帶線(xiàn)是一根帶狀導(dǎo)(信號(hào)線(xiàn)).與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開(kāi),。如果線(xiàn)的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的,，則它的特性阻抗也是可以控制的。
　　(3)印制板中的帶狀線(xiàn)
　　帶狀線(xiàn)是一條置于兩層導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線(xiàn),。如果線(xiàn)的厚度和寬度,、介質(zhì)的介電常數(shù)以及兩層導(dǎo)電平面間的距離是可控的，那么線(xiàn)的特性阻抗也是可控的,。
　　同樣,，單位長(zhǎng)度帶狀線(xiàn)的傳輸延遲時(shí)間與線(xiàn)的寬度或間距是無(wú)關(guān)的;僅取決于所用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。
　　3.端接傳輸線(xiàn)
　　在一條線(xiàn)的接收端用一個(gè)與線(xiàn)特性阻抗相等的電阻端接,，則稱(chēng)該傳輸線(xiàn)為并聯(lián)端接線(xiàn),。它主要是為了獲得最好的電性能，包括驅(qū)動(dòng)分布負(fù)載而采用的,。
　　有時(shí)為了節(jié)省電源消耗,，對(duì)端接的電阻上再串接一個(gè)104電容形成交流端接電路，它能有效地降低直流損耗,。
　　在驅(qū)動(dòng)器和傳輸線(xiàn)之間串接一個(gè)電阻,，而線(xiàn)的終端不再接端接電阻，這種端接方法稱(chēng)之為串聯(lián)端接,。較長(zhǎng)線(xiàn)上的過(guò)沖和振鈴可用串聯(lián)阻尼或串聯(lián)端接技術(shù)來(lái)控制.串聯(lián)阻尼是利用一個(gè)與驅(qū)動(dòng)門(mén)輸出端串聯(lián)的小電阻(一般為10～75Ω)來(lái)實(shí)現(xiàn)的.這種阻尼方法適合與特性阻抗來(lái)受控制的線(xiàn)相聯(lián)用(如底板布線(xiàn),，無(wú)地平面的電路板和大多數(shù)繞接線(xiàn)等。
　　串聯(lián)端接時(shí)串聯(lián)電阻的值與電路(驅(qū)動(dòng)門(mén))輸出阻抗之和等于傳輸線(xiàn)的特性阻抗.串聯(lián)聯(lián)端接線(xiàn)存在著只能在終端使用集總負(fù)載和傳輸延遲時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn).但是,，這可以通過(guò)使用多余串聯(lián)端接傳輸線(xiàn)的方法加以克服,。
　　4.非端接傳輸線(xiàn)
　　如果線(xiàn)延遲時(shí)間比信號(hào)上升時(shí)間短得多，可以在不用串聯(lián)端接或并聯(lián)端接的情況下使用傳輸線(xiàn),，如果一根非端接線(xiàn)的雙程延遲(信號(hào)在傳輸線(xiàn)上往返一次的時(shí)間)比脈沖信號(hào)的上升時(shí)間短,，那么由于非端接所引起的反沖大約是邏輯擺幅的15%。最大開(kāi)路線(xiàn)長(zhǎng)度近似為：
　　Lmax
　　式中：tr為上升時(shí)間
　　tpd為單位線(xiàn)長(zhǎng)的傳輸延遲時(shí)間
　　5.幾種端接方式的比較
　　并聯(lián)端接線(xiàn)和串聯(lián)端接線(xiàn)都各有優(yōu)點(diǎn),，究竟用哪一種,，還是兩種都用，這要看設(shè)計(jì)者的愛(ài)好和系統(tǒng)的要求而定,。并聯(lián)端接線(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)速度快和信號(hào)在線(xiàn)上傳輸完整無(wú)失真,。長(zhǎng)線(xiàn)上的負(fù)載既不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)門(mén)的傳輸延遲時(shí)間,，又不會(huì)影響它的信號(hào)邊沿速度，但將使信號(hào)沿該長(zhǎng)線(xiàn)的傳輸延遲時(shí)間增大,。在驅(qū)動(dòng)大扇出時(shí),，負(fù)載可經(jīng)分支短線(xiàn)沿線(xiàn)分布，而不象串聯(lián)端接中那樣必須把負(fù)載集總在線(xiàn)的終端,。
　　串聯(lián)端接方法使電路有驅(qū)動(dòng)幾條平行負(fù)載線(xiàn)的能力,，串聯(lián)端接線(xiàn)由于容性負(fù)載所引起的延遲時(shí)間增量約比相應(yīng)并聯(lián)端接線(xiàn)的大一倍，而短線(xiàn)則因容性負(fù)載使邊沿速度放慢和驅(qū)動(dòng)門(mén)延遲時(shí)間增大,，但是,，串聯(lián)端接線(xiàn)的串?dāng)_比并聯(lián)端接線(xiàn)的要小，其主要原因是沿串聯(lián)端接線(xiàn)傳送的信號(hào)幅度僅僅是二分之一的邏輯擺幅,，因而開(kāi)關(guān)電流也只有并聯(lián)端接的開(kāi)關(guān)電流的一半,，信號(hào)能量小串?dāng)_也就小。
 

　　五,、PCB板的布線(xiàn)技術(shù)
　　做PCB時(shí)是選用雙面板還是多層板,，要看最高工作頻率和電路系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及對(duì)組裝密度的要求來(lái)決定。在時(shí)鐘頻率超過(guò)200MHZ時(shí)最好選用多層板,。如果工作頻率超過(guò)350MHz,，最好選用以聚四氟乙烯作為介質(zhì)層的印制電路板，因?yàn)樗母哳l衰耗要小些,，寄生電容要小些,，傳輸速度要快些，還由于Z0較大而省功耗,，對(duì)印制電路板的走線(xiàn)有如下原則要求

　　(1)所有平行信號(hào)線(xiàn)之間要盡量留有較大的間隔,，以減少串?dāng)_。如果有兩條相距較近的信號(hào)線(xiàn),，最好在兩線(xiàn)之間走一條接地線(xiàn),，這樣可以起到屏蔽作用。
　　(2) 設(shè)計(jì)信號(hào)傳輸線(xiàn)時(shí)要避免急拐彎,，以防傳輸線(xiàn)特性阻抗的突變而產(chǎn)生反射,，要盡量設(shè)計(jì)成具有一定尺寸的均勻的圓弧線(xiàn)。
　　印制板的寬度可根據(jù)上述微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)的特性阻抗計(jì)算公式計(jì)算,，印制電路板上的微帶線(xiàn)的特性阻抗一般在50～120Ω之間,。要想得到大的特性阻抗，線(xiàn)寬必須做得很窄,。但很細(xì)的線(xiàn)條又不容易制作,。綜合各種因素考慮，一般選擇68Ω左右的阻抗值比較合適,，因?yàn)檫x擇68Ω的特性阻抗,，可以在延遲時(shí)間和功耗之間達(dá)到最佳平衡,。一條50Ω的傳輸線(xiàn)將消耗更多的功率;較大的阻抗固然可以使消耗功率減少，但會(huì)使傳輸延遲時(shí)間憎大,。由于負(fù)線(xiàn)電容會(huì)造成傳輸延遲時(shí)間的增大和特性阻抗的降低,。但特性阻抗很低的線(xiàn)段單位長(zhǎng)度的本征電容比較大，所以傳輸延遲時(shí)間及特性阻抗受負(fù)載電容的影響較小,。具有適當(dāng)端接的傳輸線(xiàn)的一個(gè)重要特征是,，分枝短線(xiàn)對(duì)線(xiàn)延遲時(shí)間應(yīng)沒(méi)有什么影響。當(dāng)Z0為50Ω時(shí),。分枝短線(xiàn)的長(zhǎng)度必須限制在2.5cm以?xún)?nèi).以免出現(xiàn)很大的振鈴,。
　　(4)對(duì)于雙面板(或六層板中走四層線(xiàn))，電路板兩面的線(xiàn)要互相垂直,，以防止互相感應(yīng)產(chǎn)主串?dāng)_,。
　　(5)印制板上若裝有大電流器件，如繼電器,、指示燈、喇叭等,，它們的地線(xiàn)最好要分開(kāi)單獨(dú)走,，以減少地線(xiàn)上的噪聲，這些大電流器件的地線(xiàn)應(yīng)連到插件板和背板上的一個(gè)獨(dú)立的地總線(xiàn)上去,，而且這些獨(dú)立的地線(xiàn)還應(yīng)該與整個(gè)系統(tǒng)的接地點(diǎn)相連接,。
　　(6)如果板上有小信號(hào)放大器，則放大前的弱信號(hào)線(xiàn)要遠(yuǎn)離強(qiáng)信號(hào)線(xiàn),，而且走線(xiàn)要盡可能地短,，如有可能還要用地線(xiàn)對(duì)其進(jìn)行屏蔽。