数字PCB电路设计（二）

　　正时 （Timing） ：

　　由于数字PCB电路大多依据时脉信号来做信号间的同步工作，因此时脉本身的准确度与各信号间的时间差都需配合才能正确运作，严格的控制线长，基版材质等都成为重要的工作。

　　信号品质（Signal Quality） ：

　　高速PCB电路已不能用传统的PCB电路学来解释。随着频率变高，信号线长已逐渐逼近电磁波长，此时诸如传输线原理（Transmission Line） 的分布PCB电路 （Distribute circuit） 的概念，需加以引进才能解释并改进信号量测时所看到的缺陷。

　　电磁干扰（EMI） ：

　　需防范PCB电路板的电磁波过强而干扰到其它的PCB电路讯号。

　　Outline

　　v 传输速度的计算

　　v 信号品质

　　v 阻抗不匹配

　　传输速度的计算

　　就传输线a点至b点，我们都必须计算讯号在PCB电路板上的传导速度才行，但这又和许多系数息息相关，包括导体（通常为铜箔）的厚度与宽度，基板厚度与其材质的电介系数（Permittivity）。尤其以基板的电介系数的影响最大，一般而言，传导速度与基板电介系数的平方根成反比。

　　以常见的FR-4而言，其电介系数随着频率而改变，其公式如下 ：

　　ε =4.97-0.257 log

　　以Pentium II 的时脉信号为例，其上升或下降缘速率典型值约在2V/ns，对2.5V的时脉信号而言，从10%到90%的信号水平约需1ns的时间，依公式 ：

　　BW=0.35/

　　可知频宽为350MHZ。代入公式可知电介系数大约是4.57。

　　如果传导的是两片无穷大的导体所组成的完美传输线，那么传输的速度应为5.43 inch/ns。

　　但对PCB电路板这种信号线（Trace）远比接地层要细长的情况，则可以用微条（Micro strip）或条线（Strip line）的模型来估算。对于走在外层的信号线，以微条的公式 ：

　　inch/ns

　　可得知其传输速度约为6.98 inch/ns

　　对于走内层的信号线，以条线的公式 ：

　　inch/ns

　　可得知其传输速度约为5.50 inch/ns

　　除此之外，也不要忽视贯穿孔（Via）的影响。一个贯穿孔会造成24 ps左右的延迟，举例而言，时脉产生器到芯片A的时脉线长为12 inch，并打了4个贯穿孔;到B为7 inch，没有贯穿孔，则两者之间的时脉歪斜为（12-7）/6.98+（0.024X4）=0.81 ns。