探索雙層板布線技藝電池供電產(chǎn)品的競爭市場中，考慮目標(biāo)成本相對的重要。多層板解決方案更是工程師在設(shè)計時必需的重要考慮。本文將探討雙層板的布線方式，使用自動布線與手工布線來做模擬與混合信號電路布線的差別，如何安排接地回路等。以電池供電產(chǎn)品之高度競爭市場中，當(dāng)考慮目標(biāo)成本時總是要求設(shè)計者在設(shè)計中使用雙層電路板。雖然多層板（四層、六層以及八層）的解決方式無論在尺寸、噪聲，以及性能上都可以做得更好，但成本壓力迫使工程師必須盡量使用雙層板。在本文中將討論使用或不用自動布線、有或沒有接地面的電流返回路徑的概念，以及關(guān)于雙層板零件的布置方式。使用自動布線器來設(shè)計印刷電路板（PCB）是吸引人的。大多數(shù)的情形下，自動布線對純數(shù)字的電路（尤其是低頻率信號且低密度的電路）的動作不至于會有問題。但當(dāng)嘗試使用布線軟件提供的自動布線工具做模擬、混合訊號或高速電路的布線時，可能會出現(xiàn)一些問題，而且有可能造成極嚴(yán)重的電路性能問題。例如，(圖一)所示為雙層板自動走線的上層，(圖二)為電路板的下層。對混合訊號電路的布線而言，各種裝置都是經(jīng)過周詳?shù)目紤]后才以人工方式將零件放置到板子上并將數(shù)字與模擬裝置隔開。
上傳時間： 2013-11-01
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PCB 被動組件的隱藏特性解析 傳統(tǒng)上，EMC一直被視為「黑色魔術(shù)（black magic）」。其實，EMC是可以藉由數(shù)學(xué)公式來理解的。不過，縱使有數(shù)學(xué)分析方法可以利用，但那些數(shù)學(xué)方程式對實際的EMC電路設(shè)計而言，仍然太過復(fù)雜了。幸運的是，在大多數(shù)的實務(wù)工作中，工程師并不需要完全理解那些復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和存在于EMC規(guī)范中的學(xué)理依據(jù)，只要藉由簡單的數(shù)學(xué)模型，就能夠明白要如何達(dá)到EMC的要求。本文藉由簡單的數(shù)學(xué)公式和電磁理論，來說明在印刷電路板（PCB）上被動組件（passivecomponent）的隱藏行為和特性，這些都是工程師想讓所設(shè)計的電子產(chǎn)品通過EMC標(biāo)準(zhǔn)時，事先所必須具備的基本知識。導(dǎo)線和PCB走線導(dǎo)線（wire）、走線（trace）、固定架……等看似不起眼的組件，卻經(jīng)常成為射頻能量的最佳發(fā)射器（亦即，EMI的來源）。每一種組件都具有電感，這包含硅芯片的焊線（bond wire）、以及電阻、電容、電感的接腳。每根導(dǎo)線或走線都包含有隱藏的寄生電容和電感。這些寄生性組件會影響導(dǎo)線的阻抗大小，而且對頻率很敏感。依據(jù)LC 的值（決定自共振頻率）和PCB走線的長度，在某組件和PCB走線之間，可以產(chǎn)生自共振（self-resonance），因此，形成一根有效率的輻射天線。在低頻時，導(dǎo)線大致上只具有電阻的特性。但在高頻時，導(dǎo)線就具有電感的特性。因為變成高頻后，會造成阻抗大小的變化，進而改變導(dǎo)線或PCB 走線與接地之間的EMC 設(shè)計，這時必需使用接地面（ground plane）和接地網(wǎng)格（ground grid）。導(dǎo)線和PCB 走線的最主要差別只在于，導(dǎo)線是圓形的，走線是長方形的。導(dǎo)線或走線的阻抗包含電阻R和感抗XL = 2πfL，在高頻時，此阻抗定義為Z = R + j XL j2πfL，沒有容抗Xc = 1/2πfC存在。頻率高于100 kHz以上時，感抗大于電阻，此時導(dǎo)線或走線不再是低電阻的連接線，而是電感。一般而言，在音頻以上工作的導(dǎo)線或走線應(yīng)該視為電感，不能再看成電阻，而且可以是射頻天線。
上傳時間： 2013-11-16
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布線需要考慮的問題很多，但是最基本的的還是要做到周密，謹(jǐn)慎。寄生元件危害最大的情況印刷電路板布線產(chǎn)生的主要寄生元件包括：寄生電阻、寄生電容和寄生電感。例如：PCB 的寄生電阻由元件之間的走線形成；電路板上的走線、焊盤和平行走線會產(chǎn)生寄生電容；寄生電感的產(chǎn)生途徑包括環(huán)路電感、互感和過孔。當(dāng)將電路原理圖轉(zhuǎn)化為實際的PCB 時，所有這些寄生元件都可能對電路的有效性產(chǎn)生干擾。本文將對最棘手的電路板寄生元件類型— 寄生電容進行量化，并提供一個可清楚看到寄生電容對電路性能影響的示例。
上傳時間： 2013-10-13
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PCB 布線原則連線精簡原則連線要精簡，盡可能短，盡量少拐彎，力求線條簡單明了，特別是在高頻回路中，當(dāng)然為了達(dá)到阻抗匹配而需要進行特殊延長的線就例外了，例如蛇行走線等。安全載流原則銅線的寬度應(yīng)以自己所能承載的電流為基礎(chǔ)進行設(shè)計，銅線的載流能力取決于以下因素：線寬、線厚（銅鉑厚度）、允許溫升等，下表給出了銅導(dǎo)線的寬度和導(dǎo)線面積以及導(dǎo)電電流的關(guān)系（軍品標(biāo)準(zhǔn)），可以根據(jù)這個基本的關(guān)系對導(dǎo)線寬度進行適當(dāng)?shù)目紤]。印制導(dǎo)線最大允許工作電流（導(dǎo)線厚50um，允許溫升10℃）導(dǎo)線寬度（Mil） 導(dǎo)線電流（A） 其中:K 為修正系數(shù)，一般覆銅線在內(nèi)層時取0.024，在外層時取0.048；T 為最大溫升，單位為℃;A 為覆銅線的截面積，單位為mil（不是mm，注意）；I 為允許的最大電流，單位是A。電磁抗干擾原則電磁抗干擾原則涉及的知識點比較多，例如銅膜線的拐彎處應(yīng)為圓角或斜角（因為高頻時直角或者尖角的拐彎會影響電氣性能）雙面板兩面的導(dǎo)線應(yīng)互相垂直、斜交或者彎曲走線，盡量避免平行走線，減小寄生耦合等。一、 通常一個電子系統(tǒng)中有各種不同的地線，如數(shù)字地、邏輯地、系統(tǒng)地、機殼地等，地線的設(shè)計原則如下：1、 正確的單點和多點接地在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHZ，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大，因而應(yīng)采用一點接地。當(dāng)信號工作頻率大于10MHZ 時，如果采用一點接地，其地線的長度不應(yīng)超過波長的1/20，否則應(yīng)采用多點接地法。2、 數(shù)字地與模擬地分開若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)盡量使它們分開。一般數(shù)字電路的抗干擾能力比較強，例如TTL 電路的噪聲容限為0.4~0.6V，CMOS 電路的噪聲容限為電源電壓的0.3~0.45 倍，而模擬電路只要有很小的噪聲就足以使其工作不正常，所以這兩類電路應(yīng)該分開布局布線。3、 接地線應(yīng)盡量加粗若接地線用很細(xì)的線條，則接地電位會隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應(yīng)在2~3mm 以上。4、 接地線構(gòu)成閉環(huán)路只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。因為環(huán)形地線可以減小接地電阻，從而減小接地電位差。二、 配置退藕電容PCB 設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印刷板的各個關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?，退藕電容的一般配置原則是：?電電源的輸入端跨½10~100uf的的電解電容器，如果印制電路板的位置允許，采Ó100uf以以上的電解電容器抗干擾效果會更好¡���?原原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一¸0.01uf~`0.1uf的的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可Ã4~8個個芯片布置一¸1~10uf的的鉭電容（最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感，最好使用鉭電容或聚碳酸醞電容）。���?對對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件，ÈRA、¡ROM存存儲器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容¡���?電電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線¡三¡過過孔設(shè)¼在高ËPCB設(shè)設(shè)計中，看似簡單的過孔也往往會給電路的設(shè)計帶來很大的負(fù)面效應(yīng)，為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響，在設(shè)計中可以盡量做到£���?從從成本和信號質(zhì)量兩方面來考慮，選擇合理尺寸的過孔大小。例如¶6- 10層層的內(nèi)存模¿PCB設(shè)設(shè)計來說，選Ó10/20mi（（鉆¿焊焊盤）的過孔較好，對于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使Ó8/18Mil的的過孔。在目前技術(shù)條件下，很難使用更小尺寸的過孔了（當(dāng)孔的深度超過鉆孔直徑µ6倍倍時，就無法保證孔壁能均勻鍍銅）；對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗¡���?使使用較薄µPCB板板有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù)¡���? PCB板板上的信號走線盡量不換層，即盡量不要使用不必要的過孔¡���?電電源和地的管腳要就近打過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好¡���?在在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號提供最近的回路。甚至可以ÔPCB板板上大量放置一些多余的接地過孔¡四¡降降低噪聲與電磁干擾的一些經(jīng)Ñ?能能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在關(guān)鍵地方¡?可可用串一個電阻的方法，降低控制電路上下沿跳變速率¡?盡盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼，ÈRC設(shè)設(shè)置電流阻尼¡?使使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率時鐘¡?時時鐘應(yīng)盡量靠近到用該時鐘的器件，石英晶體振蕩器的外殼要接地¡?用用地線將時鐘區(qū)圈起來，時鐘線盡量短¡?石石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線¡?時時鐘、總線、片選信號要遠(yuǎn)ÀI/O線線和接插件¡?時時鐘線垂直ÓI/O線線比平行ÓI/O線線干擾小¡? I/O驅(qū)驅(qū)動電路盡量靠½PCB板板邊，讓其盡快離¿PC。。對進ÈPCB的的信號要加濾波，從高噪聲區(qū)來的信號也要加濾波，同時用串終端電阻的辦法，減小信號反射¡? MCU無無用端要接高，或接地，或定義成輸出端，集成電路上該接電源、地的端都要接，不要懸空¡?閑閑置不用的門電路輸入端不要懸空，閑置不用的運放正輸入端接地，負(fù)輸入端接輸出端¡?印印制板盡量使Ó45折折線而不Ó90折折線布線，以減小高頻信號對外的發(fā)射與耦合¡?印印制板按頻率和電流開關(guān)特性分區(qū)，噪聲元件與非噪聲元件呀距離再遠(yuǎn)一些¡?單單面板和雙面板用單點接電源和單點接地、電源線、地線盡量粗¡?模模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠(yuǎn)離數(shù)字電路信號線，特別是時鐘¡?對¶A/D類類器件，數(shù)字部分與模擬部分不要交叉¡?元元件引腳盡量短，去藕電容引腳盡量短¡?關(guān)關(guān)鍵的線要盡量粗，并在兩邊加上保護地，高速線要短要直¡?對對噪聲敏感的線不要與大電流，高速開關(guān)線并行¡?弱弱信號電路，低頻電路周圍不要形成電流環(huán)路¡?任任何信號都不要形成環(huán)路，如不可避免，讓環(huán)路區(qū)盡量小¡?每每個集成電路有一個去藕電容。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容¡?用用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容做電路充放電儲能電容，使用管狀電容時，外殼要接地¡?對對干擾十分敏感的信號線要設(shè)置包地，可以有效地抑制串?dāng)_¡?信信號在印刷板上傳輸，其延遲時間不應(yīng)大于所有器件的標(biāo)稱延遲時間¡環(huán)境效應(yīng)原Ô要注意所應(yīng)用的環(huán)境，例如在一個振動或者其他容易使板子變形的環(huán)境中采用過細(xì)的銅膜導(dǎo)線很容易起皮拉斷等¡安全工作原Ô要保證安全工作，例如要保證兩線最小間距要承受所加電壓峰值，高壓線應(yīng)圓滑，不得有尖銳的倒角，否則容易造成板路擊穿等。組裝方便、規(guī)范原則走線設(shè)計要考慮組裝是否方便，例如印制板上有大面積地線和電源線區(qū)時（面積超¹500平平方毫米），應(yīng)局部開窗口以方便腐蝕等。此外還要考慮組裝規(guī)范設(shè)計，例如元件的焊接點用焊盤來表示，這些焊盤（包括過孔）均會自動不上阻焊油，但是如用填充塊當(dāng)表貼焊盤或用線段當(dāng)金手指插頭，而又不做特別處理，（在阻焊層畫出無阻焊油的區(qū)域），阻焊油將掩蓋這些焊盤和金手指，容易造成誤解性錯誤£SMD器器件的引腳與大面積覆銅連接時，要進行熱隔離處理，一般是做一¸Track到到銅箔，以防止受熱不均造成的應(yīng)力集Ö而導(dǎo)致虛焊£PCB上上如果有¦12或或方Ð12mm以以上的過孔時，必須做一個孔蓋，以防止焊錫流出等。經(jīng)濟原則遵循該原則要求設(shè)計者要對加工，組裝的工藝有足夠的認(rèn)識和了解，例È5mil的的線做腐蝕要±8mil難難，所以價格要高，過孔越小越貴等熱效應(yīng)原則在印制板設(shè)計時可考慮用以下幾種方法：均勻分布熱負(fù)載、給零件裝散熱器，局部或全局強迫風(fēng)冷。從有利于散熱的角度出發(fā)，印制板最好是直立安裝，板與板的距離一般不應(yīng)小Ó2c，，而且器件在印制板上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則£同一印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件（如小信號晶體管、小規(guī)模集³電路、電解電容等）放在冷卻氣流的最上（入口處），發(fā)熱量大或耐熱性好的器件（如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等）放在冷卻Æ流最下。在水平方向上，大功率器件盡量靠近印刷板的邊沿布置，以便縮短傳熱路徑；在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印刷板上方布置£以便減少這些器件在工作時對其他器件溫度的影響。對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域（如設(shè)備的µ部），千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個器件最好是在水平面上交錯布局¡設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動，所以在設(shè)計時要研究空氣流動的路徑，合理配置器件或印制電路板。采用合理的器件排列方式，可以有效地降低印制電路的溫升。此外通過降額使用，做等溫處理等方法也是熱設(shè)計中經(jīng)常使用的手段¡
上傳時間： 2015-01-02
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印刷電路板PCB 的一般布局原則在一些相對難懂的文件中得到總結(jié)一些原則是特殊適用于微控制器的然而這些原則卻被試圖應(yīng)用到所有的現(xiàn)代CMOS 集成電路上這個文件覆蓋了大部分已知和已經(jīng)發(fā)表的使用在低噪聲無屏蔽環(huán)境的布局技術(shù)研究是針對兩層板的假設(shè)最大可接受的噪聲水平為30dB或更大比FCC 第15 部分更嚴(yán)格這個噪聲水平看起來是歐洲和美國汽車市場能接受的噪聲上限這個文件并不總是解釋給出技術(shù)中的為什么因為它的意圖只是作為參考文件而不是作為輔助教育文件要提醒讀者的是即使在原先的設(shè)計中并沒有使用一種給定的技術(shù)而電路仍然具有可以接受的性能并不代表這種技術(shù)沒有用處隨著時間的推移集成電路芯片的速度和集成度也在提高每一種隔離和減小噪聲的方法都會得到使用.
上傳時間： 2013-10-16
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電路板布局………………………………………42.1 電源和地…………………………………………………………………….42.1.1 感抗……………………………………………………………………42.1.2 兩層板和四層板………………………………………………………42.1.3 單層板和二層板設(shè)計中的微處理器地……………………………….42.1.4 信號返回地……………………………………………………………52.1.5 模擬數(shù)字和高壓…………………………………………………….52.1.6 模擬電源引腳和模擬參考電壓……………………………………….52.1.7 四層板中電源平面因該怎么做和不應(yīng)該怎么做…………………….52.2 兩層板中的電源分配……………………………………………………….62.2.1 單點和多點分配……………………………………………………….62.2.2 星型分配………………………………………………………………62.2.3 格柵化地……………………………………………………………….72.2.4 旁路和鐵氧體磁珠……………………………………………………92.2.5 使噪聲靠近磁珠……………………………………………………..102.3 電路板分區(qū)………………………………112.4 信號線……………………………………………………………………...122.4.1 容性和感性串?dāng)_……………………………………………………...122.4.2 天線因素和長度規(guī)則………………………………………………...122.4.3 串聯(lián)終端傳輸線…………………………………………………..132.4.4 輸入阻抗匹配………………………………………………………...132.5 電纜和接插件……………………………………………………………...132.5.1 差模和共模噪聲……………………………………………………...142.5.2 串?dāng)_模型……………………………………………………………..142.5.3 返回線路數(shù)目……………………………………..142.5.4 對板外信號I/O的建議………………………………………………142.5.5 隔離噪聲和靜電放電ESD ……………………………………….142.6 其他布局問題……………………………………………………………...142.6.1 汽車和用戶應(yīng)用帶鍵盤和顯示器的前端面板印刷電路板………...152.6.2 易感性布局…………………………………………………………...15
上傳時間： 2013-10-19
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PCB布線對PCB的電磁兼容性影響很大，為了使PCB上的電路正常工作，應(yīng)根據(jù)本文所述的約束條件來優(yōu)化布線以及元器件/接頭和某些IC所用去耦電路的布局PCB材料的選擇通過合理選擇PCB的材料和印刷線路的布線路徑，可以做出對其它線路耦合低的傳輸線。當(dāng)傳輸線導(dǎo)體間的距離d小于同其它相鄰導(dǎo)體間的距離時，就能做到更低的耦合，或者更小的串?dāng)_（見《電子工程專輯》2000 年第1 期"應(yīng)用指南"）。設(shè)計之前，可根據(jù)下列條件選擇最經(jīng)濟的PCB形式：對EMC的要求·印制板的密集程度·組裝與生產(chǎn)的能力·CAD 系統(tǒng)能力·設(shè)計成本·PCB的數(shù)量·電磁屏蔽的成本當(dāng)采用非屏蔽外殼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)時，尤其要注意產(chǎn)品的整體成本/元器件封裝/管腳樣式、PCB形式、電磁場屏蔽、構(gòu)造和組裝），在許多情況下，選好合適的PCB形式可以不必在塑膠外殼里加入金屬屏蔽盒。
標(biāo)簽： pcb 電磁兼容設(shè)計
上傳時間： 2015-01-02
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本應(yīng)用文檔從元件選擇，電路設(shè)計和印刷電路板的布線等幾個方面講座了電路板級的電磁兼容性EMC設(shè)計。本文從以下幾個部分進行論述：電磁兼容的概述元件選擇和電路設(shè)計技術(shù)印制電路板的布線技術(shù)
標(biāo)簽： 電磁兼容設(shè)計 板級 電子書 電路
上傳時間： 2013-11-05
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隨著高頻微波在日常生活上的廣泛應(yīng)用，例如行動電話、無線個人計算機、無線網(wǎng)絡(luò)等，高頻電路的技術(shù)也日新月異。良好的高頻電路設(shè)計的實現(xiàn)與改善，則建立在于精確的組件模型的基礎(chǔ)上。被動組件如電感、濾波器等的電路模型與電路制作的材料、制程有緊密的關(guān)系，而建立這些組件等效電路模型的方法稱為參數(shù)萃取。 早期的電感制作以金屬繞線為主要的材料與技術(shù)，而近年來，由于高頻與高速電路的應(yīng)用日益廣泛，加上電路設(shè)計趨向輕薄短小，電感制作的材質(zhì)與技術(shù)也不斷的進步。例如射頻機體電路（RFIC）運用硅材質(zhì)，微波集成電路則廣泛的運用砷化鎵（GaAs）技術(shù)；此外，在低成本的無線通訊射頻應(yīng)用上，如混合（Hybrid）集成電路則運用有機多芯片模塊（MCMs）結(jié)合傳統(tǒng)的玻璃基板制程，以及低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)，制作印刷式平面電感等，以提升組件的質(zhì)量與效能，并減少體積與成本。 本章的重點包涵探討電感的原理與專有名詞，以及以常見的電感結(jié)構(gòu)，并分析影響電感效能的主要因素與其電路模型，最后將以電感的模擬設(shè)計為例，說明電感參數(shù)的萃取。
標(biāo)簽： 被動組件 電感 設(shè)計與分析
上傳時間： 2014-06-16
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Proteus系統(tǒng)概述•包括ISIS.EXE（電路原理圖設(shè)計、電路原理仿真）、ARES.EXE（印刷電路板設(shè)計）兩個主要程序三大基本功能。•具有多種帶有CPU的可編程序器件的仿真功能，如51系列、68系列、PIC系列等；•具有多種虛擬儀器如:示波器，信號RS232終端等，幫助完成電路的仿真和測試
標(biāo)簽： 電子電路設(shè)計 仿真測試
上傳時間： 2013-10-08
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