尤其是隨著百兆總線的出現,信號邊沿速率達到皮秒級後,係統性能更取決於前端設計,要求在設計之初必須進行精確的時序分析和計算。時序分析和信號完整性密不可分,好的信號質量是確保時序關係的關鍵。由於反射、串擾等現象造成的信號質量問題都很可能帶來時序的偏移和紊亂,亿万先生設計時必須把二者必須結合起來考慮。下麵貼片加工廠家小編來講解一下高速PCB設計如何進行時序分析和如何快速檢修電路板的相關知識。
製作PCB板並非簡單的按流程來做完板子,鑽個孔打上元器件就好了。PCB的製作並不難,難的在於製作完成後的故障排查。無論是個人愛好者還是行業工程師,對於PCBA電路板在調試的時候遇到問題也是相當的頭疼,就好比程序員遇到BUG一樣。有些人對於調試PCBA電路板有著濃厚的興趣,就像程序員在解決BUG一樣,常見的PCBA電路板問題並不少,常見的問題除了電路板設計、電子元器件的損壞、線路短路、元器件的質量、PCBA電路板斷線故障不在少數。損壞的二極管環色電阻常見的PCBA電路板故障主要還是集中在元器件上麵,像電容、電阻、電感、二極管、三極管、場效應管等,集成芯片跟晶振的明顯損壞,而判斷這些元器件故障比較直觀的方法可以通過眼睛去觀察。
有明顯損壞的電子元器件表麵有較為明顯的燒灼痕跡。像此類故障,直接把問題元件更換新的就能夠解決。疑似損壞元件?其實並不是這個元件損壞當然,並非所有的電子元器件損壞都能用肉眼觀察到,如上麵所說的電阻、電容、二三極管等,在一些情況下損壞是無法從表麵看出來得,需要借助專業的檢查工具進行維修,常用的檢查用具有:萬用表、電容表等,在檢測到某一電子元器件電壓或者電流不在正常範圍內,說明該元器件或前一元器件存在問題,直接更換再檢查看看是否正常。外觀無任何損壞且檢測不出故障的電路板元器件壞掉的話,不管是用眼睛觀察還是用儀器檢測,都能夠檢測出來,但是有時候亿万先生在給PCB板上元器件的時候,會遇到檢測不出問題,但是電路板又無法正常工作的情況。很多新手碰到這種問題就沒轍了,隻能重新做一塊板子,或買一塊。
其實遇到這種情況,很多時候是元器件在安裝過程中,因各個元器件協調工作的問題,有可能會出現性能不穩定。電路板回路區塊劃分遇到這種情況,儀器已經無法起到幫助作用,可以嚐試根據電流電壓來判斷故障可能的範圍,盡量縮小,有經驗的工程師也許能夠很快的判斷故障區域,但是具體的元器件哪個壞了卻不能100%確定。唯一的辦法隻能嚐試更換可疑元件,直到找到問題元件為止。去年,我的筆記本主板進水,在給師傅維修的時候也遇到過檢測不出故障所在,並且在維修過程中更換了三次元件,分別是供電芯片、二極管、USB充電元件(就是筆記本藍色插口那個,關機狀態下可給設備充電),最後也是通過一波波檢測跟排查更換可疑芯片,才最終確定為南橋芯片邊上的一個元件短路。
電路板飛線以上所說其實都是電子元器件的問題,當然,既然PCBA電路板作為元器件的落腳點,那麽電路板故障肯定也是存在的,最簡單的例子就死鍍錫部位,因製作工藝原因,在PCB腐蝕過程中,有可能會出現斷線問題。遇到這種情況,如果無法補線,那麽隻能用細銅絲飛線解決。PCBA電路板故障在不是明顯損壞的情況下,查起來確實非常的麻煩,而在排查過程中,會有一股專注精神,待找出問題後則會有莫名的成就感,程序員解決BUG也就是這種心情吧,我經常喜歡去排查一些難以維修的板子,我覺得那是一種樂趣。
對於數字係統設計工程師來說,時序分析是高速PCB設計中的重要內容。尤其是隨著百兆總線的出現,信號邊沿速率達到皮秒級後,係統性能更取決於前端設計,要求在設計之初必須進行精確的時序分析和計算。時序分析和信號完整性密不可分,好的信號質量是確保時序關係的關鍵。由於反射、串擾等現象造成的信號質量問題都很可能帶來時序的偏移和紊亂,亿万先生設計時必須把二者必須結合起來考慮。
時序分析的出發點是根據信號建立或保持時間關係來確定設計方案,這種方法貫穿於整個設計流程,包括IC設計、板級設計和係統設計。 飛行時間是指從信號發出時刻到信號在接收端穩定時刻的差值,用來表述布線和負載導致的延時。在低速情況下,可以采用近似方法確定,但在高速PCB設計時,由於受負載及傳輸線效應等因素影響必須采用仿真的方法來確定。在確定飛行時間後,時序計算可以采用表格或者手工方法實現,以檢查信號是否滿足信號采樣保持要求。同理,逆向這一過程可以獲得布線長度規則。 公共時鍾模式的特點是收發端時鍾均由公共時鍾源提供,它有兩個特點,一是要求數據在一個周期內要到達接收端,其次是時鍾相差對時序影響較大。
通常當時鍾和數據采用相同類型接口驅動時,時序計算隻需考慮它們之間的相差,如果不是這種情況,則需要根據飛行時間來調整相差(比如布線長度),此時在PCB設計中通常意義上的數據時鍾布線等長的方法變得無效。 在設計中其它因素如開關噪聲、碼間幹擾、非理想回路等對信號相位均有影響。因此亿万先生在在時序設計中一方麵要合理地加入設計裕量,另一方麵還需要采用其它設計方法來減少幹擾的影響。