Marin说PCB之POC电路layout设计总结

POC(Power Over Coaxia)一种基于同轴线缆传输的视频信号、同轴控制，电源叠加的技术。

POC电路框图

外部的负载部分，例如相机或者是天线等。内部的控制器或者是车机。

一，POC的工作原理：

1，直流状态时，电感处于短路状态，电容处于开路状态，因此，接收端的电源能够通过电感注入到信号传输系统中，并在另一端通过电感拾取，然后通过电感为本地电路供电。

2，而对于高频信号，电容器是低阻抗的，而电感器是高阻抗的，因此，高速信号能够正常进行传输。

3，同时，电感器和电缆的直流电阻应保持足够低，以允许有效的功率分配。

二，POC电路的设计目标：

交流状态下：

1，通过电感器提供足够高的阻抗，以隔离此电路对高速信号的影响。

2，同时，该高阻抗需要保持足够高的带宽，这样才能支持信号的工作频率（需要包含反向和前向通道的所有工作情况）。

3，电感器需要有高饱和电流，这样才能支持满负荷直流电流通过系统。

4，通过电感器的任何外部噪声或干扰信号必须保持足够低，以避免降低信号质量。

直流状态下：

1，为了提供有效的功率分配，直流压降必须被控制在较低的水平，这就需要电感器必须选择具有低内阻直流电阻的电感和电缆。

2，同时，为了通过系统提供更高的功率，通常使用更高的电压通过系统提供更高的功率，当使用高电压时，交流耦合电容器必须有相应的高电压额定值。

上面的POC的电路设计目标和工作原理是小编听过一位资深SI工程师之前分享的一遍关于POC设计经验。当然了我们作为一名PCB工程师不仅仅是要会画板子，也要懂得一部分理论知识的，毕竟学无止境嘛。

好了，言归正传，这次小编来是主要来阐述POC电路在Layout设计的时候需要注意的地方：

先从布局上来分析：

A,Camera上的POC电感无论是Mutata方案还是TDK&Bourns方案等，PoC的布局一般都是要求尽量紧凑，尽量整体靠近连接器放置，这样也是方便后面整体挖空参考面，参考面的挖空尺寸(宽度)≥1.75倍PoC布局，具体效果以仿真为准。

B,TVS器件尽量靠近接口位置摆放。

C,视频信号的上的电容（即Bias-T电路中电容）的摆放位置是要靠近芯片放置的而不是靠近接口这边放置。（布局建议是摆放完成后再去和硬件的同事确认一下）

D, 对于那些POC电路多信号线电感布局的情况，间距尽量大一些。

布线上来分析：

A,POC走线上的宽度建议按照实际的电流大小来设计就好了，不需要走线或者是铺铜皮太多了，之前设计过一快单板POC电路中电感那边铺铜太多了，造成了整个链路的S参数有掉坑的现象。（主要是减少走线上的寄生电容带来的影响。）

B, 一级电感的一侧焊盘直接对称放在走线上，以减小残桩效应，其挖空参考面的层数，建议用阻抗计算软件运算。（SI9000）

C,尽量避免在走线上出现stub。

D, 一级电感的两焊盘之间不能挖空，相邻参考面需保留以控制阻抗，建议宽度≤0.2mm，但因为设计叠构不同，具体效果还是要以仿真为准的。

E, 尽量避免在走线上出现过孔。(当然这个是理想状态下的，有的时候还是会出现需要打孔换层走线的，即使换层也要求走线层面是优选层，两个参考平面都是GND；若是需要打孔换层，VIA也尽量使用小孔径的，还有把换层VIA和其他平面的间距做大一些，以此来减少VIA处的寄生电容带来的影响。)

至于换层过孔对于整个链路的S参数的影响有多大，小编也特地做了一个版本就是把换层的VIA由之前的孔径是10MIL的改成了8MIL，然后找仿真的同事帮忙做了一下对比，结果如下图所示：

回损 (return loss )

插损（inset loss）

通过上面的实际仿真结果可以看出来换层过孔的孔径对与信号的影响不是很大，而且是在高频处才有一些影响。不过我们在设计的时候还是能够优化设计的尽量提前做好，省的后面出了问题再去做，当然了有些人该说你这个不是过设计了吗？有必要吗？在设计板子的时候，有些地方是否需要做一些优化设计首先是取决于这个信号是否为高速信号？手册上是否提到需要对其走线或者是过孔上做一些特殊的优化处理？若有的话就按照手册上的要求来做，没有话看你自己了，有空的话可以做一下优化设计，若是板子的设计的时间来不及了，一些低速率的控制信号也可以不用做太多的优化设计。（上图在低频处的掉坑不是过孔造成的，是POC的电路设计影响，至于是哪些地方小编仿真的同事也在同步调研中，有了最新的结果的话，小编也会同步更新文档的。）

F, 以采用的12层板为例，挖空区域的宽度≥1.75倍（ratio值）的pad宽度为宜， ratio值具体要视pad 的尺寸、设计的叠构和信号要求（tr）而定，控制挖空宽度的同时，调整挖空参考面的层数是另一个有效的方式，但是需要注意参考面间的介质厚度，如果介质厚度很薄，同时挖空相邻两层参考面会效果显著，反之，则没有必要。

关于这个Wg的讨论，Murata那边有比较详细的解释，通过仿真阻抗，S参数等得出一个设计经验ratio值，不过实际上还是以仿真那边为主，不同层数的板子这个值是有差别的。

G, 以上都是基于一级器件（直接与信号线相连）的考虑，对于后级的器件，没有这些要求，但是建议紧凑布局 ,整体挖空，如下图所示：

H，视频信号保证50欧姆特性阻抗，可以用隔层参考来保持50欧姆的阻抗线。（走线在BOT层，挖空相邻层GND09，走线参考的是08层的GND平面）

关于POC的使用，我们不仅仅要去关注其阻抗是否达标，更合理的方式是通过对比其相应的S参数（链路上的插损和回损）来评估其对于传输链路所造成的影响。还有一个千万要记住：POC电感那边掏空的尺寸一定要去严格按照仿真那边给出的尺寸去挖空，千万不可自作主张凭你的经验做了，否则等后面板子出了问题你就真的是追悔莫及了。

Marin说PCB之POC电路layout设计总结相关推荐

进阶必看：高速PCB Layout设计的技术指南
当今电子行业中,高速PCB电路越来越广泛,已成为当代PCB工程师的重要技能,而在高速PCB电路中,高速PCB Layout设计是一项高难度高技术的工作,其设计质量直接关系到电路的性能.所以做好PCB ...
PCB板时钟电路的电磁兼容设计
摘要:为了研究PCB集成电路板中时钟引起的电磁兼容问题,采用了仿真数值计算的方法,对时钟电路的电磁兼容设计时几种主要影响因素进行分析研究,确定了在PCB集成电路板设计时的时钟选择原则,以及时钟电路电磁 ...
干货|DC-DC PCB Layout 设计要点，5个部分，帮你搞定PCB布板
今天给大家分享的是:DC-DC PCB Layout设计要点. 在DC-DC芯片的应用设计中,PCB布板是否合理对于芯片能否表现出其最优性能有着至关重要的影响.不合理的PCB布板会造成芯片性能变差如线 ...
USB麦克风PCB板设计|SSS1623电路参考设计|简易USB麦克风方案设计
SSS1623设计简易USB麦克风PCB板,桌面麦克风PCBA方案,USB话筒PCBA电路板,SSS1623电路参考设计,SSS1623框图如下: SSS1623/3S162直接免驱动兼容WIN200 ...
【Altium designer】新手入门（PCB layout设计）
上周已运用Altium designer软件将原理图网表导入到PCB并进行PCB布局,本周主要依据设计好的PCB布局进行最后的PCB布线设计,最后完成整个PCB工程. 文章目录 1.软件环境 2.操作 ...
射频电路layout总结
射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种"黑色艺术",但这个观点只有部分正确,RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则.在实际设计时,真正实用 ...
电阻应用电路之指示灯电路的设计
文章目录 1 指示灯电路的设计 1.1 电路的基本分析 1.2 电阻值的权衡 1.3 误差的分析 1.4 电阻类型的选取 1.5 PCB封装 1 指示灯电路的设计 1.1 电路的基本分析电路的基本分 ...
电路抗干扰设计——非常详细
抗干扰设计的基本任务是系统或装置既不因外界电磁干扰影响而误动作或丧失功能,也不向外界发送过大的噪声干扰,以免影响其他系统或装置正常工作. 因此提高系统的抗干扰能力也是该系统设计的一个重要环节. 电路抗 ...
三步完整实现运放负反馈电路稳定性设计
1.模拟量采集系统稳定性分析重要性集成运算放大器的参数有很多,但涉及到实际应用环境的不同,一些参数非常重要,另外一些则相对次要.例如,在交流高频领域,会重视带宽和压摆率,而在直流精密场合,则重视输入 ...

Marin说PCB之POC电路layout设计总结

Marin说PCB之POC电路layout设计总结相关推荐

最新文章

热门文章