在高速設計中，可控阻抗板和線路的特性阻抗問題困擾著許多中國工程師。本文通過簡單而且直觀的方法介紹了特性阻抗的基本性質、計算和測量方法。在高速設計中，可控阻抗板和線路的特性阻抗是最重要和最普遍的問題之一。首先了解一下傳輸線的定義：傳輸線由兩個具有一定長度的導體組成，一個導體用來發(fā)送信號，另一個用來接收信號(切記“回路”取代“地”的概念)。在一個多層板中，每一條線路都是傳輸線的組成部分，鄰近的參考平面可作為第二條線路或回路。一條線路成為“性能良好”傳輸線的關鍵是使它的特性阻抗在整個線路中保持恒定。線路板成為“可控阻抗板”的關鍵是使所有線路的特性阻抗?jié)M足一個規(guī)定值，通常在25歐姆和70歐姆之間。在多層線路板中，傳輸線性能良好的關鍵是使它的特性阻抗在整條線路中保持恒定。但是，究竟什么是特性阻抗?理解特性阻抗最簡單的方法是看信號在傳輸中碰到了什么。當沿著一條具有同樣橫截面?zhèn)鬏斁€移動時，這類似圖1所示的微波傳輸。假定把1伏特的電壓階梯波加到這條傳輸線中，如把1伏特的電池連接到傳輸線的前端(它位于發(fā)送線路和回路之間)，一旦連接，這個電壓波信號沿著該線以光速傳播，它的速度通常約為6英寸/納秒。當然，這個信號確實是發(fā)送線路和回路之間的電壓差，它可以從發(fā)送線路的任何一點和回路的相臨點來衡量。圖2是該電壓信號的傳輸示意圖。Zen的方法是先“產生信號”，然后沿著這條傳輸線以6英寸/納秒的速度傳播。第Y個0.01納秒前進了0.06英寸，這時發(fā)送線路有多余的正電荷，而回路有多余的負電荷，正是這兩種電荷差維持著這兩個導體之間的1伏電壓差，而這兩個導體又組成了一個電容器。在下一個0.01納秒中，又要將一段0.06英寸傳輸線的電壓從0調整到1伏特，這必須加一些正電荷到發(fā)送線路，而加一些負電荷到接收線路。每移動0.06英寸，必須把更多的正電荷加到發(fā)送線路，而把更多的負電荷加到回路。每隔0.01納秒，必須對傳輸線路的另外一段進行充電，然后信號開始沿著這一段傳播。電荷來自傳輸線前端的電池，當沿著這條線移動時，就給傳輸線的連續(xù)部分充電，因而在發(fā)送線路和回路之間形成了1伏特的電壓差。每前進0.01納秒，就從電池中獲得一些電荷(±Q)，恒定的時間間隔(±t)內從電池中流出的恒定電量(±Q)就是一種恒定電流。流入回路的負電流實際上與流出的正電流相等，而且正好在信號波的前端，交流電流通過上、下線路組成的電容，結束整個循環(huán)過程。

遼寧開發(fā)PCB電路板1.寄生電容過孔本身存在著對地或電源的寄生電容，如果已知過孔在內層上的隔離孔直徑為D2;開發(fā)PCB電路板過孔焊盤的直徑為D1;PCB的厚度為T;板基材的相對介電常數(shù)為ε;過孔的寄生電容延Κ了電路中信號的上升時問，降低了電路的速度。如果一塊厚度為25mil的PCB，使用內徑為10mil，焊盤直徑為20mil的過孔，內層電氣間隙寬度為32mil時，可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致為0.259 pF。如果走線的特性阻抗為30Ω,則該寄生電容引起的信號上升時間延長量。系數(shù)1/2是因為過孔在走線的中途。從這些數(shù)值可以看出，盡管單個過孔的寄生電容引起的上升沿變緩的效用不是很明顯，但是如果走線中多次使用過孔進行層間的切換，設計者還是要慎重考慮的。2.寄生電感過孔還具有與其高度和直徑直接相關的串聯(lián)寄生電感。若九是過孔的高度;d是中心鉆孔的直徑;則過孔的寄生電感L近似為在高速數(shù)字電路的設計中，寄生電感帶來的危害超過寄生電容的影響。過孔的寄生串聯(lián)電感會削弱旁路電容在電源或地平面濾除噪聲的作用，減弱整個電源系統(tǒng)的濾波效用c因此旁路和去耦電容的過孔應該盡可能短，以使其電感值最小。通過上面對過孔寄生特性的分析，為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響，在進行高速PCB設計時應盡量做到：· 盡量減少過孔，尤其是時鐘信號走線;· 使用較薄的PCB有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù);· 過孔阻抗應該盡可能與其連接的走線的阻抗相匹配，以便減小信號的反射;

現(xiàn)在市面上流行的EDA工具軟件很多，但除了使用的術語和功能鍵的位置不一樣外都大同小異，如何用這些工具更好地實現(xiàn)PCB的設計呢?在開始布線之前對設計進行認真的分析以及對工具軟件進行認真的設置將使設計更加符合要求。下面是一般的設計過程和步驟。1、確定PCB的層數(shù)電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設計初期確定。如果設計要求使用高密度球柵數(shù)組(BGA)組件，就必須考慮這些器件布線所需要的最少布線層數(shù)。布線層的數(shù)量以及層疊(stack-up)方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度，實現(xiàn)期望的設計效果。多年來，人們總是認為電路板層數(shù)越少成本就越低，但是影響電路板的制造成本還有許多其它因素。近幾年來，多層板之間的成本差別已經大大減小。在開始設計時最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布，以避免在設計臨近結束時才發(fā)現(xiàn)有少量信號不符合已定義的規(guī)則以及空間要求，從而被迫添加新層。在設計之前認真的規(guī)劃將減少布線中很多的麻煩。2、設計規(guī)則和限制自動布線工具本身并不知道應該做些什幺。為完成布線任務，布線工具需要在正確的規(guī)則和限制條件下工作。不同的信號線有不同的布線要求，要對所有特殊要求的信號線進行分類，不同的設計分類也不一樣。每個信號類都應該有優(yōu)先級，優(yōu)先級越高，規(guī)則也越嚴格。規(guī)則涉及印制線寬度、過孔的最大數(shù)量、平行度、信號線之間的相互影響以及層的限制，這些規(guī)則對布線工具的性能有很大影響。認真考慮設計要求是成功布線的重要一步。

一、拿一塊PCB板，首先需要在紙上記錄好所有元氣件的型號，參數(shù)以及位置，尤其是二極管、三級管的方向，IC缺口的方向。最好用數(shù)碼相機拍兩張元器件位置的照片。二、拆掉所有元件，要將PAD孔里的錫去掉。用酒精將板子擦洗干凈，然后放入掃描儀，在掃描儀掃描的時候要稍調高一下掃描的像素，得到較清晰的板子圖像。再用水紗紙將頂層和底層輕微打磨，打磨到銅膜發(fā)亮，放入掃描儀，啟動PHOTOSHOP，用彩色方式將兩層分別掃入。注意，PCB在掃描儀內擺放一定要橫平豎直，否則掃描的圖象就無法使用。三、調整畫布的對比度，明暗度，使有銅膜的部分和沒有銅膜的部分形成強烈對比，然后將圖轉為黑白，檢查線條是否清晰，如果不清晰，就要繼續(xù)調節(jié)。如果清晰，將圖存為黑白BMP格式兩個文件，如果發(fā)現(xiàn)圖形有問題，還需用PHOTOSHOP進行修正。四、將兩個BMP格式的文件分別轉為PROTEL格式文件，在PROTEL中調入兩層，如果兩層的PAD和VIA的位置基本重合，表明前幾個步驟做的很好，如果有偏差，則重復第三步，直到吻合為止，將TOP層的BMP轉化為TOP.PCB，注意要轉化到SILK層，就是黃色的那層，然后你在TOP層描線就是了，并且根據(jù)第二步的圖紙放置器件。畫完后將SILK層刪掉,不斷重復知道繪制好所有的層。五、在PROTEL中將TOP.PCB和BOT.PCB調入，合為一個圖就OK了。用激光打印機將TOP LAYER，BOTTOM LAYER分別打印到透明膠片上(1：1的比例)，把膠片放到那塊PCB上，比較一下是否有誤，如果沒錯，就算成功。

日常維護與保養(yǎng)方法1、槽體的維護與保養(yǎng)垂直電鍍線與水平電鍍線的主要區(qū)別在于電路板的運送方式不同，而對于槽體的維護及保養(yǎng)方法本質上相差不大。7d要對各水洗槽進行一次清洗對酸洗槽，進行一次清洗并更換其槽液;對槽體內的噴淋裝置進行一次檢查，查看有無出現(xiàn)阻塞情況，對出現(xiàn)阻塞情況的要及時進行疏通;對鍍銅槽、鍍錫槽上的導電支座及陽極與火線接觸位，進行一次清潔清潔時可用抹布擦拭及砂紙進行打磨;對鍍銅槽、鍍錫槽的鈦籃、錫條籃進行一次檢查，更換爛的鈦籃袋、錫條籃，并添加銅球、錫條，在7d添加完銅球、錫條后，須對電鍍銅槽、電鍍錫槽進行電解。7d還要使用高、低電流方式進行試生產，使新添加銅球、錫條完后，生產的性能穩(wěn)定后再進行生產。每90要對銅球及陽極袋進行一次清洗。每120~150d使用活性碳對槽液進行一次過濾清潔，濾去槽液中的雜質，對錫槽進行一次清洗。2、垂直電鍍線振動機構的維護與保養(yǎng)在垂直電鍍上，為保證電鍍時面銅的均勻性及孔銅的效果，會對板進行振動搖擺，槽體上會有振動搖擺機構。30d要對減速機進行檢查，看其是否運轉正常，檢查其緊固性;要檢查震動安裝馬達螺栓的緊固性;檢查震動橡膠的磨損情況，對于磨損比較嚴重的，要進行及時的更換。180d對接線盒內的電源線接觸情形進行檢查，對出現(xiàn)接頭松動要及時加以緊固，對電線絕緣層熔化或老化的電源線，要及時進行更換電源線，保證電源線之間的絕緣性;要對振動機構上的所有軸承進行一次檢查，上一次潤滑脂，對嚴重磨損的軸承要進行及時的更換。3、垂直電鍍線行車的維護與保養(yǎng)垂直電鍍線是采用行車、掛具對電路板進行傳送。每周要對吊車及掛具進行一次清潔(行車及掛具不用拆卸)，使其外觀保持整潔，清潔時可使用抹布抹洗，并使用砂紙打磨。30d對掛具進行一次檢查，查看掛具的破損情況;對行車的電機及減速機進行一次檢查和維護，查看其整個傳動裝置，保證其正常運行。180d對行車及掛具進行一次深入的清潔及保養(yǎng)，要將掛具從行車上拆卸下來進行清潔。