與模擬電路不同，數字電路需要快速的開關時間，因為它可以在“ 0”和“ 1”以及“ 1”和“ 0”信號電平之間進行切換。當速度增加時，切換周期減小。當多個輸出同時從“高”邏輯切換到“低”時，存儲在I / O負載電容中的電荷流入器件。該電流通過具有接地阻抗的引腳通過內部接地流出器件。開關電流以該阻抗產生電壓。因此，設備與電路板接地之間存在電壓差。該電壓差稱為接地反彈。接地反彈會導致板上的其他設備將“ LOW”輸出視為“ HIGH”。可以采用以下解決方案來減少地面反彈：

引腳擺率控制（允許設計者放慢驅動器的速度，以便降低跳動率）。快速擺率導致反射，串擾和地面反彈。

提供多個電源和接地引腳（允許將高速I / O引腳放置在靠近接地引腳的位置，以減少開關影響）。

減少高速PCB接地反彈的設計注意事項

在處理PCB中的高速信號時，設計人員應考慮以下設計注意事項：

為相應的VCC / GND對添加去耦電容。去耦電容應盡可能靠近器件的電源和接地引腳。如果電源和GND通過通孔到達引腳，則應在引腳和通孔之間放置去耦電容。

通過將去耦電容器靠近IC電源引腳放置，可降低電源軌噪聲。

在輸出處添加外部緩沖器，以最大程度地減少器件引腳上的負載。

通過使用外部設備（例如緩沖IC）緩沖負載來控制負載電容。

盡量減少可同時切換并在整個設備中均勻分配它們的輸出數量。

盡可能消除上拉電阻（使用下拉電阻）。

使用提供單獨的VCC和接地層的多層PCB。

同步設計。此類設計不會受到瞬時引腳切換的影響。

更大的通孔尺寸，以將電容器焊盤連接至電源和接地層，以減小去耦電容器中的電感。

將過孔靠近電容器焊盤。

通過將過孔靠近電容器焊盤放置，可以減少接地反彈。

使用貼片電容可最大程度地減少引線電感。

注意：可通過電源平面提供均勻分布的電源來降低系統噪聲。

降低高速PCB設計中的EMI

PCB還影響系統的EMI / EMC性能。自動布線的電路板通常遵守設計規則（DRC），并且不滿足電磁兼容性要求。這樣的板需要固定，例如電纜和屏蔽外殼上的鐵氧體。因此，始終建議確保正確放置組件并以最佳方式布線走線。它有助于在給定的預算內按時實現滿足所有電磁兼容性和信號完整性要求的產品。設計電磁兼容的PCB可以改善整個系統的性能。

每個PCB都容易受到電磁干擾。可以通過以下方式減少它：

使用低電感組件，例如具有低ESR和有效串聯電感（ESL）的貼片電容。

提供適當的接地，以實現最短的電流返回路徑和最短的電流環路。

較短的返回路徑具有較低的阻抗，可提供更好的EMC性能。

始終在電源/信號平面旁邊使用接實地。

高速PCB設計人員的快速提示

確定最高頻率網絡并計算系統中最快的上升時間。

檢查接收器和源的輸入和輸出的電氣規格。

考慮一下受控阻抗值，端接和走線上的傳播延遲。

在微帶線（指的是在PCB的外層上由電介質與參考平面（GND或VCC隔開）隔開的走線）和帶狀線（指的是在兩個參考平面的內層上走線的走線）布線技術之間進行選擇。確定哪種方法更符合EMC標準，并能提供更好的信號完整性結果。

通過帶狀線和微帶路由進行信號傳輸。

對于高質量的信號傳輸，還應考慮時鐘和差分路由技術。

通過差分路由傳輸信號。

考慮不同電源電壓的數量。為發送器路徑，接收器路徑，模擬信號，數字信號等功能組創建圖表。

區分高速信號和低速信號。

至少兩個獨立的功能組之間是否存在任何互連？注意它們，并始終考慮返回電流和與其他走線的串擾。

考慮一下空間寬度間隙。

兩層之間的最小距離應該是多少？

鉆孔和過孔的最低要求是什么？使用盲孔和掩埋通孔是否可行？
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