<p>在进行PCB设计时，我们经常会遇到各种各样的问题，如阻抗匹配、EMI规则等。本文为大家整理了一些和高速PCB相关的疑难问答，希望对大家有所帮助。</p>

<p><strong>1、在高速PCB设计原理图设计时，如何考虑阻抗匹配问题？</strong></p>

<p>在设计高速 PCB 电路时，阻抗匹配是设计的要素之一。而阻抗值跟走线方式有绝对的关系，例如是走在表面层(microstrip)或内层(stripline/double stripline)，与参考层(电源层或地层)的距离，走线宽度，PCB材质等均会影响走线的特性阻抗值。</p>

<p>作为近年来一个新兴的品类，智能家居这几年受到了市场极大的关注，整个行业这两年的增速也是相当明显。1月份，知名市场调研公司IDC就发布了2021年中国智能家居市场预测，IDC认为在2021年，智能家电增速将超过30%，智能照明增速则将超过90%。并且，他们预计，到2022年，将有85%的设备可以接入互联网平台，15%的设备接入物联网。那么，借助5G、AIoT这些新技术，在接下来的2021年，智能家居会有怎样的突破呢？</p>

<p><strong>5G加持，生态平台的底层统一</strong></p>

<p>村田现已开发出一种新型MEMS（微机电系统）6DoF惯性传感器，可用于无人驾驶的越野车、动态倾角传感和GNSS定位辅助。该传感器将为高级驾驶员或操作人员辅助系统、无人驾驶汽车和GNSS测量仪器提供更加先进的技术及全新的解决方案。该产品可在零偏稳定性和噪声等关键参数方面发挥组件级的超好性能。村田将对所有测量轴的正交性进行校准，使客户和系统集成商可以略过这一高成本且对性能具有高要求的处理步骤。</p>

<p>目前，已有超过 20 个国家的消费者可以通过智能手机使用 5G 速度。在接下来的几年里，标准化将为巨大的吞吐量、更好的低延迟和可用性铺平道路，这些有望将 5G 的益处带到许多新的行业和应用中。为了使企业能够从中获益，5G 生态系统必须在扩展毫米波部署、热管理、优化设备面积和延长电池寿命等元器件级方面降低风险。</p>

<p>电竞在全世界范围开始受到广泛瞩目。电竞是利用电脑游戏、电视游戏和智能手机游戏等进行的对抗运动，其发展规模目前已扩大到全球范围。这里通过全球市场规模、各国家的概况、推动电竞普及的5G等通信环境这几个方面解读电竞的现在和未来。</p>

<p><strong>跨越国家、文化和行业领域发展的电竞</strong></p>

<p>对电路进行分析的方法很多，如叠加定理、支路分析法、网孔分析法、结点分析法、戴维南和诺顿定理等。根据具体电路及相关条件灵活运用这些方法，对基本电路的分析有重要的意义。现就具体电路采用不同方法进行如下比较。</p>

<p><strong>1. 支路电流法</strong></p>

<p>支路电流法是以支路电流为待求量，利用基尔霍夫两定律列出电路的方程式，从而解出支路电流的一种方法。</p>

<p>一支路电流分析步骤</p>

<p>1) 假定各支路电流的参考方向，对选定的回路标出回路绕行方向。若有n个节点，根据基尔霍夫电流定律列（n一1）个独立的节点电流方程。</p>

<p>株式会社村田制作所与株式会社ACCESS为推动各行各业实现数字化转型（DX=Digital Transformation），在解决方案的开发和市场推广方面开展业务合作。作为此项合作中的一环，共同开发了用于制造现场的智能制造辅助工具“JIGlet”，并将从2月19日起通过两家公司在日本国内的销售渠道开始供应。</p>

<p>日本国内制造业的GDP占所有产业GDP的2成左右，是对雇用和创新有极大影响的基础产业，在全球逐渐扩大的工厂智能化趋势下，存在“投入成本大，引进门槛高”、“使用方法复杂，无法在现场落实”、“成本效益不明确”等课题。面对这样的产业课题，将村田制作所在制造业上的技术与ACCESS在DX和IoT领域的咨询能力和软件开发能力相融合，开发推广制造辅助工具，以推动现场主导型改进活动的进行。</p>

<p>在PCB设计中，对于强干扰信号线和对干扰很敏感的信号线产生的串扰，会存在于走线之间,这种不良影响不仅与时钟或周期信号有关,而且也会对系统中其他的重要走线,数据线、地址线、控制线和IO产生影响。问题的大多数来自时钟和周期信号,它们间的串扰将引起其他部分的功能性问题。</p>

<p><strong>3W原则的概念</strong><br />
所以在时钟走线、差分线、视频、音频，复位线，以及其他系统关键电路等,多个高速信号线长距离走线的时，为了减少线与线之间的串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持大部分电场不互相干扰，这就是3W规则。如下图所示。</p>

<p><strong>一 电气基本概念</strong></p>

<p>1.1 保安性<br />
fail-safe<br />
为防止产品本身的危险故障而设计的性能。</p>

<p>1.2 正常状态<br />
nromal condition<br />
所有用于防止危险的设施均无损坏的状态。</p>

<p>在对某一设计的部分电路进行傍路，双通道(大电容 小电容)或是多通道(三个以上的小电容组成，一般在dsp上用的比效多，目的是使频率特性更好。)在电容的接地端，(地线的宽与乍会引起频率的特性)，例如在ccd的layout中的bypass，要量电容的接地端的纹波。这就指的是近地端。</p>

<p>在直流馈线中滤出一切交流成分，可将不同的电容并联，滤低频要求电容大，但引线电感不大适合滤高频，滤高频要求电容小，不适合滤低频，如将他们并联可以同时滤除高低频。</p>

<p>有些滤波电路用3个电容并联，分别是电解电容、纸质电容、云母电容，分别滤除电源频率、音频和射频。并联后电容的esr也会小一点。</p>

<p>长期以来，制造业一直都面临着生产效率的提高、质量管理、人力资源短缺等一系列问题。作为这些问题的解决方案，利用AI和IoT打造的智能工厂越来越受到关注，制造业整体目前正处于向智慧工厂转型的过渡期。</p>

<p>另一方面，向智慧工厂的转型并非一朝一夕就能实现的，事实上仍有许多障碍需要克服。实际的生产现场正面临着哪些挑战 ，又是如何获得解决方案的呢？我们采访了利用先进技术制造产品的金泽村田制造所制造部的冈水和小山，向他们询问了制造现场的现状和前景。</p>

<p>互联传感器是物联网(IoT)解决方案的重要组成部分，并且该市场在各个垂直领域均呈现出动态增长。根据Future Market Insights的说法，互联传感器市场的主要驱动力是公司在传感器设备上进行更大投资的直接结果，这些设备用于为企业提供实时信息和服务。</p>

<p>到2021年，更多公司将寻求整体互联技术，以更好地监管和增加IoT设备的实施。随着更高带宽和连接解决方案的发展，LoRa设备和LoRaWAN开放协议将补充并填补传统网络(如Wi-Fi和蓝牙)留下的空白。借助智能传感器，开发人员可以构建解决方案，以快速构建应用程序，从而以更快的部署速度满足个人需求。</p>

<p>分析好整个电路原理以后，就可以开始对整个电路进行布局布线，下面，给大家介绍一下布局的思路和原则。</p>

<p><strong>一、电容的作用</strong></p>

<p>作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：</p>

<p>应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述之：</p>

<p>1）旁路</p>

<p>旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。</p>

<p>在高速PCB设计的学习过程中，串扰是一个需要大家掌握的重要概念。它是电磁干扰传播的主要途径，异步信号线，控制线，和I\O口走线上，串扰会使电路或者元件出现功能不正常的现象。</p>

<p><strong>串扰（crosstalk）</strong></p>

<p>指当信号在传输线上传播时，因电磁耦合而对相邻的传输线产生的不期望的电压噪声干扰。这种干扰是由于传输线之间的互感和互容引起的。PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。</p>

<p>克服串扰的主要措施是：</p>

<p>车用CD、VCD中大量应用CM0S数字器件和数 字模拟混合器件，当设备工作时这些器件同时工作会使电路板内的电源电压和地电平波动，导致信号波形产生尖峰过冲或衰减振荡。</p>

<p>&nbsp; 电源线合理布局是为了尽可能的减少由于线路、 阻抗引起的降压和高频电磁场转换而产生的各种噪声。电源走线不能中间细两头粗，以免在上面产生过大的降压，拐弯要采用大于90°的钝角，好用圆弧形，其过孔要大一些，而且在允许的情况下好在其过孔处加滤波电容。</p>

<p><em>文 | 刘为霞 ，一博科技高速先生团队队员，来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/AYtjos5uLEtjS_n7Gn5-WQ">高速先生微信公众号</a></em></…;

<p><em>文 | 刘为霞 ，一博科技高速先生团队队员；来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5MTExODk3Nw==&amp

<p><strong>GND</strong></p>

<p>GND是电线接地端的简写，代表地线或0线。GND就是公共端的意思，也可以说是地，但这个地并不是真正意义上的地，是出于应用而假设的一个地，对于电源来说，它就是一个电源的负极。</p>

<p><em>作者：磁小诗，来源：<a href="https://www.toutiao.com/i6874405829785682439/">今日头条号</a></em></p&gt;

<p>为什么电感串联会增大总电感量，而电感并联会减小总电感量，下面我们先看一下简单的情况，即电感之间没有耦合发生（实际使用中，很多情况也是没有耦合发生）。</p>

<p><strong>电感的作用</strong></p>

<p><strong>1、通直流、阻交流</strong></p>

<p>大家都知道，电容的作用是通交流、阻直流。那么，是否存在通直流、阻交流的场合呢。以电源为例，DC/DC直流电源是通过不断的开合、和MOSFET管以形成所需的电源电压。开、合的过程含有大量的交流分量，而这些交流分量是直流电源所不需要的。根据公式Z=jwL，频率越高，电感阻抗越大，反之电感越小，电感阻抗越小。所以，电感天生就具有通直流、阻交流的能力，既电感的作用之一是：通直流、阻交流。</p>