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模擬電路布線

發布時間:2023-05-01 06:12:58

⑴ PCB的布線規則,數字電路與模擬電路的注意,以及電源,尤其是聲音的,幫忙一下

此文只是轉載 感覺寫得不錯所以就拿出來與大家共享:
在PCB設計中,布線是完成產品設計的重要步驟,可以說前面的准備工作都是為它而做的, 在整個PCB中,以布線的設計過程限定最高,技巧最細、工作量最大。PCB布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種:自動布線及互動式布線,在自動布線之前, 可以用互動式預先對要求比較嚴格的線進行布線,輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行, 以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產生寄生耦合。線的拐彎處盡量避免直角。
自動布線的布通率,依賴於良好的布局,布線規則可以預先設定, 包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、步進的數目等。一般先進行探索式布經線,快速地把短線連通, 然後進行迷宮式布線,先把要布的連線進行全局的布線路徑優化,它可以根據需要斷開已布的線。 並試著重新再布線,以改進總體效果。
對目前高密度的PCB設計已感覺到貫通孔不太適應了, 它浪費了許多寶貴的布線通道,為解決這一矛盾,出現了盲孔和埋孔技術,它不僅完成了導通孔的作用, 還省出許多布線通道使布線過程完成得更加方便,更加流暢,更為完善,PCB 板的設計過程是一個復雜而又簡單的過程,要想很好地掌握它,還需廣大電子工程設計人員去自已體會, 才能得到其中的真諦。
1 電源、地線的處理
既使在整個PCB板中的布線完成得都很好,但由於電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產品的性能下降,有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、 地線的布線要認真對待,把電、地線所產生的噪音干擾降到最低限度,以保證產品的質量。
對每個從事電子產品設計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產生的原因, 現只對降低式抑制噪音作以表述:
眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。
盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最經細寬度可達0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5 mm
對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個迴路, 即構成一個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用)
用大面積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板,電源,地線各佔用一層。
2、數字電路與模擬電路的共地處理
現在有許多PCB不再是單一功能電路(數字或模擬電路),而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。
數字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件,對地線來說,整人PCB對外界只有一個結點,所以必須在PCB內部進行處理數、模共地的問題,而在板內部數字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的介面處(如插頭等)。數字地與模擬地有一點短接,請注意,只有一個連接點。也有在PCB上不共地的,這由系統設計來決定。
3、信號線布在電(地)層上
在多層印製板布線時,由於在信號線層沒有布完的線剩下已經不多,再多加層數就會造成浪費也會給生產增加一定的工作量,成本也相應增加了,為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進行布線。首先應考慮用電源層,其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。
4、大面積導體中連接腿的處理
在大面積的接地(電)中,常用元器件的腿與其連接,對連接腿的處理需要進行綜合的考慮,就電氣性能而言,元件腿的焊盤與銅面滿接為好,但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤,稱之為熱隔離(heat shield)俗稱熱焊盤(Thermal),這樣,可使在焊接時因截面過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電(地)層腿的處理相同。
5、布線中網路系統的作用
在許多CAD系統中,布線是依據網路系統決定的。網格過密,通路雖然有所增加,但步進太小,圖場的數據量過大,這必然對設備的存貯空間有更高的要求,同時也對象計算機類電子產品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無效的,如被元件腿的焊盤佔用的或被安裝孔、定們孔所佔用的等。網格過疏,通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個疏密合理的網格系統來支持布線的進行。
標准元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網格系統的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小於0.1英寸的整倍數,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
6、設計規則檢查(DRC)
布線設計完成後,需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規則,同時也需確認所制定的規則是否符合印製板生產工藝的需求,一般檢查有如下幾個方面:
線與線,線與元件焊盤,線與貫通孔,元件焊盤與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產要求。
電源線和地線的寬度是否合適,電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。
對於關鍵的信號線是否採取了最佳措施,如長度最短,加保護線,輸入線及輸出線被明顯地分開。
模擬電路和數字電路部分,是否有各自獨立的地線。
後加在PCB中的圖形(如圖標、注標)是否會造成信號短路。
對一些不理想的線形進行修改。
在PCB上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字元標志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質量。
多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。概述
本文檔的目的在於說明使用PADS的印製板設計軟體PowerPCB進行印製板設計的流程和一些注意事項,為一個工作組的設計人員提供設計規范,方便設計人員之間進行交流和相互檢查。
2、設計流程
PCB的設計流程分為網表輸入、規則設置、元器件布局、布線、檢查、復查、輸出六個步驟.
2.1 網表輸入
網表輸入有兩種方法,一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能,選擇Send Netlist,應用OLE功能,可以隨時保持原理圖和PCB圖的一致,盡量減少出錯的可能。另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網表,選擇File->Import,將原理圖生成的網表輸入進來。
2.2 規則設置
如果在原理圖設計階段就已經把PCB的設計規則設置好的話,就不用再進行設置
這些規則了,因為輸入網表時,設計規則已隨網表輸入進PowerPCB了。如果修改了設計規則,必須同步原理圖,保證原理圖和PCB的一致。除了設計規則和層定義外,還有一些規則需要設置,比如Pad Stacks,需要修改標准過孔的大小。如果設計者新建了一個焊盤或過孔,一定要加上Layer 25。
注意:
PCB設計規則、層定義、過孔設置、CAM輸出設置已經作成預設啟動文件,名稱為Default.stp,網表輸入進來以後,按照設計的實際情況,把電源網路和地分配給電源層和地層,並設置其它高級規則。在所有的規則都設置好以後,在PowerLogic中,使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能,更新原理圖中的規則設置,保證原理圖和PCB圖的規則一致。
2.3 元器件布局
網表輸入以後,所有的元器件都會放在工作區的零點,重疊在一起,下一步的工作就是把這些元器件分開,按照一些規則擺放整齊,即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法,手工布局和自動布局。2.3.1 手工布局
1. 工具印製板的結構尺寸畫出板邊(Board Outline)。
2. 將元器件分散(Disperse Components),元器件會排列在板邊的周圍。
3. 把元器件一個一個地移動、旋轉,放到板邊以內,按照一定的規則擺放整齊。
2.3.2 自動布局
PowerPCB提供了自動布局和自動的局部簇布局,但對大多數的設計來說,效果並不理想,不推薦使用。2.3.3 注意事項
a. 布局的首要原則是保證布線的布通率,移動器件時注意飛線的連接,把有連線關系的器件放在一起
b. 數字器件和模擬器件要分開,盡量遠離
c. 去耦電容盡量靠近器件的VCC
d. 放置器件時要考慮以後的焊接,不要太密集
e. 多使用軟體提供的Array和Union功能,提高布局的效率
2.4 布線
布線的方式也有兩種,手工布線和自動布線。PowerPCB提供的手工布線功能十分強大,包括自動推擠、在線設計規則檢查(DRC),自動布線由Specctra的布線引擎進行,通常這兩種方法配合使用,常用的步驟是手工—自動—手工。
2.4.1 手工布線
1. 自動布線前,先用手工布一些重要的網路,比如高頻時鍾、主電源等,這些網路往往對走線距離、線寬、線間距、屏蔽等有特殊的要求;另外一些特殊封裝,如BGA,自動布線很難布得有規則,也要用手工布線。
2. 自動布線以後,還要用手工布線對PCB的走線進行調整。
2.4.2 自動布線
手工布線結束以後,剩下的網路就交給自動布線器來自布。選擇Tools->SPECCTRA,啟動Specctra布線器的介面,設置好DO文件,按Continue就啟動了Specctra布線器自動布線,結束後如果布通率為100%,那麼就可以進行手工調整布線了;如果不到100%,說明布局或手工布線有問題,需要調整布局或手工布線,直至全部布通為止。
2.4.3 注意事項
a. 電源線和地線盡量加粗
b. 去耦電容盡量與VCC直接連接
c. 設置Specctra的DO文件時,首先添加Protect all wires命令,保護手工布的線不被自動布線器重布
d. 如果有混合電源層,應該將該層定義為Split/mixed Plane,在布線之前將其分割,布完線之後,使用Pour Manager的Plane Connect進行覆銅
e. 將所有的器件管腳設置為熱焊盤方式,做法是將Filter設為Pins,選中所有的管腳,修改屬性,在Thermal選項前打勾
f. 手動布線時把DRC選項打開,使用動態布線(Dynamic Route)
2.5 檢查
檢查的項目有間距(Clearance)、連接性(Connectivity)、高速規則(High Speed)和電源層(Plane),這些項目可以選擇Tools->Verify Design進行。如果設置了高速規則,必須檢查,否則可以跳過這一項。檢查出錯誤,必須修改布局和布線。
注意:
有些錯誤可以忽略,例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外,檢查間距時會出錯;另外每次修改過走線和過孔之後,都要重新覆銅一次。
2.6 復查
復查根據「PCB檢查表」,內容包括設計規則,層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設置;還要重點復查器件布局的合理性,電源、地線網路的走線,高速時鍾網路的走線與屏蔽,去耦電容的擺放和連接等。復查不合格,設計者要修改布局和布線,合格之後,復查者和設計者分別簽字。
2.7 設計輸出
PCB設計可以輸出到列印機或輸出光繪文件。列印機可以把PCB分層列印,便於設計者和復查者檢查;光繪文件交給制板廠家,生產印製板。光繪文件的輸出十分重要,關繫到這次設計的成敗,下面將著重說明輸出光繪文件的注意事項。
a. 需要輸出的層有布線層(包括頂層、底層、中間布線層)、電源層(包括VCC層和GND層)、絲印層(包括頂層絲印、底層絲印)、阻焊層(包括頂層阻焊和底層阻焊),另外還要生成鑽孔文件(NC Drill)
b. 如果電源層設置為Split/Mixed,那麼在Add Document窗口的Document項選擇Routing,並且每次輸出光繪文件之前,都要對PCB圖使用Pour Manager的Plane Connect進行覆銅;如果設置為CAM Plane,則選擇Plane,在設置Layer項的時候,要把Layer25加上,在Layer25層中選擇Pads和Viasc. 在設備設置窗口(按Device Setup),將Aperture的值改為199
d. 在設置每層的Layer時,將Board Outline選上
e. 設置絲印層的Layer時,不要選擇Part Type,選擇頂層(底層)和絲印層的Outline、Text、Line
f. 設置阻焊層的Layer時,選擇過孔表示過孔上不加阻焊,不選過孔表示家阻焊,視具體情況確定
g. 生成鑽孔文件時,使用PowerPCB的預設設置,不要作任何改動
h. 所有光繪文件輸出以後,用CAM350打開並列印,由設計者和復查者根據「PCB檢查表」檢查
過孔(via)是多層PCB的重要組成部分之一,鑽孔的費用通常佔PCB制板費用的30%到40%。簡單的說來,PCB上的每一個孔都可以稱之為過孔。從作用上看,過孔可以分成兩類:一是用作各層間的電氣連接;二是用作器件的固定或定位。如果從工藝製程上來說,這些過孔一般又分為三類,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位於印刷線路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用於表層線路和下面的內層線路的連接,孔的深度通常不超過一定的比率(孔徑)。埋孔是指位於印刷線路板內層的連接孔,它不會延伸到線路板的表面。上述兩類孔都位於線路板的內層,層壓前利用通孔成型工藝完成,在過孔形成過程中可能還會重疊做好幾個內層。第三種稱為通孔,這種孔穿過整個線路板,可用於實現內部互連或作為元件的安裝定位孔。由於通孔在工藝上更易於實現,成本較低,所以絕大部分印刷電路板均使用它,而不用另外兩種過孔。以下所說的過孔,沒有特殊說明的,均作為通孔考慮。
從設計的角度來看,一個過孔主要由兩個部分組成,一是中間的鑽孔(drill hole),二是鑽孔周圍的焊盤區,見下圖。這兩部分的尺寸大小決定了過孔的大小。很顯然,在高速,高密度的PCB設計時,設計者總是希望過孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用於高速電路。但孔尺寸的減小同時帶來了成本的增加,而且過孔的尺寸不可能無限制的減小,它受到鑽孔(drill)和電鍍(plating)等工藝技術的限制:孔越小,鑽孔需花費的時間越長,也越容易偏離中心位置;且當孔的深度超過鑽孔直徑的6倍時,就無法保證孔壁能均勻鍍銅。比如,現在正常的一塊6層PCB板的厚度(通孔深度)為50Mil左右,所以PCB廠家能提供的鑽孔直徑最小隻能達到8Mil。
二、過孔的寄生電容
過孔本身存在著對地的寄生電容,如果已知過孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材介電常數為ε,則過孔的寄生電容大小近似於:
C=1.41εTD1/(D2-D1)
過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間,降低了電路的速度。舉例來說,對於一塊厚度為50Mil的PCB板,如果使用內徑為10Mil,焊盤直徑為20Mil的過孔,焊盤與地鋪銅區的距離為32Mil,則我們可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,這部分電容引起的上升時間變化量為:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。從這些數值可以看出,盡管單個過孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯,但是如果走線中多次使用過孔進行層間的切換,設計者還是要慎重考慮的。
三、過孔的寄生電感
同樣,過孔存在寄生電容的同時也存在著寄生電感,在高速數字電路的設計中,過孔的寄生電感帶來的危害往往大於寄生電容的影響。它的寄生串聯電感會削弱旁路電容的貢獻,減弱整個電源系統的濾波效用。我們可以用下面的公式來簡單地計算一個過孔近似的寄生電感:
L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過孔的電感,h是過孔的長度,d是中心鑽孔的直徑。從式中可以看出,過孔的直徑對電感的影響較小,而對電感影響最大的是過孔的長度。仍然採用上面的例子,可以計算出過孔的電感為:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。如果信號的上升時間是1ns,那麼其等效阻抗大小為:XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過已經不能夠被忽略,特別要注意,旁路電容在連接電源層和地層的時候需要通過兩個過孔,這樣過孔的寄生電感就會成倍增加。
四、高速PCB中的過孔設計
通過上面對過孔寄生特性的分析,我們可以看到,在高速PCB設計中,看似簡單的過
孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響,在設計中可以盡量做到:
1、從成本和信號質量兩方面考慮,選擇合理尺寸的過孔大小。比如對6-10層的內
存模塊PCB設計來說,選用10/20Mil(鑽孔/焊盤)的過孔較好,對於一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使用8/18Mil的過孔。目前技術條件下,很難使用更小尺寸的過孔了。對於電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗。
2、上面討論的兩個公式可以得出,使用較薄的PCB板有利於減小過孔的兩種寄
生參數。
3、PCB板上的信號走線盡量不換層,也就是說盡量不要使用不必要的過孔。
4、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,因為它們會
導致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗,以減少阻抗。
5、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迴路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多餘的接地過孔。當然,在設計時還需要靈活多變。前面討論的過孔模型是每層均有焊盤的情況,也有的時候,我們可以將某些層的焊盤減小甚至去掉。特別是在過孔密度非常大的情況下,可能會導致在鋪銅
層形成一個隔斷迴路的斷槽,解決這樣的問題除了移動過孔的位置,我們還可以考慮將過孔在該鋪銅層的焊盤尺寸減小。

⑵ 模擬版圖數字電路布局怎麼預留線寬呢

板圖數字電路布局應該預留寬線,並且有很多注意事項。
1、按電路模塊進行布局,實現同一功能的相關電路稱為一個模塊,電路模塊中的元件應採用就近集中原則,同時數字電路和模擬電路分開;
2、定位孔、標准孔等非安裝孔周圍1.27mm 內不得貼裝元、器件,螺釘等安裝孔周圍3.5mm(對於M2.5)、4mm(對於M3)內不得貼裝元器件;
3、卧裝電阻、電感(插件)、電解電容等元件的下方避免布過孔,以免波峰焊後過孔與元件殼體短路;
4、元器件的外側距板邊的距離為5mm;
5、貼裝元件焊盤的外側與相鄰插裝元件的外側距離大於2mm;
6、金屬殼體元器件和金屬件(屏蔽盒等)不能與其它元器件相碰,不能緊貼印製線、焊盤,其間距應大於2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側距板邊的尺寸大於3mm;
7、發熱元件不能緊鄰導線和熱敏元件;高熱器件要均衡分布;
8、電源插座要盡量布置在印製板的四周,電源插座與其相連的匯流條接線端應布置在同側。特別應注意不要把電源插座及其它焊接連接器布置在連接器之間,以利於這些插座、連接器的焊接及電源線纜設計和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應考慮方便電源插頭的插拔;
PCB布線的常見規則:1、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,特別是在高頻迴路中,當然為了達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。
2、安全載流原則:銅線的寬度應以自己所能承載的電流為基礎進行設計,銅線的載流能力取決於以下因素:線寬、線厚(銅鉑厚度)、允許溫升等,下表給出了銅導線的寬度和導線面積以及導電電流的關系(軍品標准),可以根據這個基本的關系對導線寬度進行適當的考慮。
3、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)雙面板兩面的導線應互相垂直、斜交或者彎曲走線,盡量避免平行走線,減小寄生耦合等。

⑶ EDA技術pcb板設計中布線規則

EDA技術pcb板設計中布線規則

在EDA技術PCB板設計中,布線是完成產品設計的重要步驟,可以說前面的准備工作都是為它而做的。那麼PCB板的布線規則是什麼呢?有什麼特點呢?一起來看看吧!

在整個PCB板設計中,以布線的設計過程限定最高,技巧最細、工作量最大。PCB板布線分單面布線、 雙面布線及多層布線。PCB板布線的方式也有兩種:自動布線及互動式布線。在自動布線之前,可以用互動式預先進行要求比較嚴格的布線。輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行,以免產生反射干擾,必要時應加地線隔離。兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產生寄生耦合。

PCB板自動布線的布通率,依賴於良好的PCB板布局,布線規則可以預先設定,包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、步進的數目等。一般先進行探索式布經線,快速地把短線連通,然後進行迷宮式布線,先把要布的連線進行全局的布線路徑優化,它可以根據需要斷開已布的線,並試著重新再布線,以改進總體效果。

對目前高密度的PCB板設計已感覺到貫通孔不太適應了,它浪費了許多寶貴的布線通道,為解決這個問題,出現了盲孔和埋孔技術。它不僅完成了導通孔的作用,還省出許多布線通道,使布線過程完成得更加流暢,更加完善。PCB板設計過程是一個復雜而又簡單的過程,要想很好地掌握它,還需電子工程設計人員去自已體會,總結經驗。

1、電源、地線的處理

在整個PCB板設計中,即使布線完成得都很好,但因為電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產品的性能下降,有時甚至影響到產品的成功率。所以對電源、地線的布線要認真對待,把電源、地線所產生的噪音干擾降到最低限度,以保證產品的質量。

對每個從事電子產品設計的工程人員來說都明白地線與電源線首缺之間噪音所產生的原因,現只對降低式抑制噪音作以表述。眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最經細寬度可達0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5 mm,對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個迴路,即構成一個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用) 用大面積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板,電源,地線各佔用一層。

2、數字電路與模擬電路的共地處理

現在有許多PCB板不再是單一功能電路(數字或模擬電路),而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在PCB板設計布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。數字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路件,對地線來說,整個PCB板對外界只有一個結點,所以必須在PCB板內部進行處理數、模共地的問題。而在PCB板內部數或跡字地和模擬地實際上是分開的,它們之間互不相連,只是在PCB板與外界連接的介面處(如插頭等)。數字地與模擬地有一點短接,請注意,只有一個連接點。也有在PCB板上不共地的,這由系統設計來決定。

3、信號線布在電(地)層上

在多層PCB板布線時,由於在信號線層沒有布完的線剩下已經不多,再多加層數就會造成浪費,也會給生產增加一定的工作量,成本也相應增加了,為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進行布線。

首先應考慮用電源層,其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。

4、大面積導體中連接腿的處理

在大面積的接地(電)中,常用元器件的腿與其連接,對連接腿的處理需要進行綜合的考慮,就電氣性能而言,元件腿的焊盤與銅面滿接為好,但對元件的`焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要

大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤,稱之為熱隔離(heat shield)俗稱熱焊盤(Thermal),這樣,可使在焊接時因截面衫芹並過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層PCB板的接電(地)層腿的處理相同。

5、PCB板布線中網路系統的作用

在許多CAD系統中,PCB板布線是依據網路系統決定的。網格過密,通路雖然有所增加,但步進太小,圖場的數據量過大,這必然對設備的存貯空間有更高的要求,同時也對象計算機類電子產品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無效的,如被元件腿的焊盤佔用的或被安裝孔、定們孔所佔用的等。網格過疏,通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個疏密合理的網格系統來支持布線的進行。

標准元器件兩腳之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網格系統的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小於0.1英寸的整倍數如0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

6、設計規則檢查(DRC)

PCB板布線設計完成後,需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規則,同時也需確認所制定的規則是否符合PCB板生產工藝的需求,一般檢查有如下幾個方面:

(1)線與線,線與元件焊盤,線與貫通孔,元件焊盤與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產要求。

(2)電源線和地線的寬度是否合適,電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗),在PCB板中是否還有能讓地線加寬的地方。

(3)對於關鍵的信號線是否採取了最佳措施,如長度最短,加保護線,輸入線及輸出線被明顯地分開。

(4)模擬電路和數字電路部分,是否有各自獨立的地線。

(5)後加在PCB板中的圖形(如圖標、注標)是否會造成信號短路。 對一些不理想的線形進行修改。

(6)在PCB板上是否加有工藝線,阻焊是否符合生產工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字元標志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質量。

(7)多層PCB板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。

拓展閱讀:

辦公室的網路布線設計規劃方案介紹

一、辦公室布線網路設計原則

1、綜合性

辦公室布線需要滿足各種不同模擬或數字信號的傳輸需求,將所有的語言、數據、圖象、 監控設備的布線組合在一套標準的布線系統上, 設備與信息出口之間只需一根標準的連接線通過標準的介面把它們接通即可。

2、可靠性

辦公室布線系統使用的產品必須要通過國際組織認證,布線系統的設計、安裝、測試以ANSI EIA/TIA 568A及GB/T50311-200為布線標准、遵循國內的布線規范和測試規范。

3、靈活性

每個辦公地點到底使用多少個信息點,辦公室布線不僅滿足用戶當前需求,也要符合用戶對未來信息系統統的期望;而且數據、語音雙絞線布線應具有可換性,構成一套完整的布線系統。

4、合理性

辦公室強弱電的布線走向要合理搭配,互不幹擾,而且要外形美觀;用戶同時使用計算機的電源、電話、網線要方便操作、便於以後的運行維護。

5、有線和無線的互補性

根據大樓的具體建築環境和辦公要求,長期還是臨時使用網路等情況下,決定採用有線的布線還是無線;一般來說,是將有線和無線結合起來,發揮各自的特長,來達到我們上網辦公的目的。

二、辦公室網路布線網路的實施

1、辦公室布線的需求

辦公室布線的信息插座作為布線系統的水平子系統一部分,不管企業的辦公應用如何變化,辦公室綜合布線需要滿足我們以下要求。

對電話的要求:利用電話交換機,將企業與外界有效地聯系起來,同時方便內部通話。

對電腦網路的要求:綜合布線採用星形結構,能支持現在及今後的網路應用 10Mb乙太網、 100Mb快速乙太網、1000Mb千兆位乙太網。

對圖像傳輸方面的需求:模擬圖像、數字圖像、會議電視等。

現代化的辦公環境,通訊時刻要保證穩定可靠。在出現下面情況的時候,我們都要謹慎考慮布線系統:在新大樓修建前,在新大樓修建中,在舊樓改造時,在企業需遷新址時;在公司電話、電腦應用增加,而尚未採用綜合布線時;在企業以往的布線系統不能滿足需求時。

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⑷ 畫PCB時,怎麼布線

開始畫印刷板,只要按照原理圖走線,在印刷板上畫線就可以了,不要有交叉回,看看現成的、別人的簡答單產品的布線是如何畫的,依葫蘆畫瓢,由簡到繁,逐步提高,由單層到雙層,由不懂設計規則到慢慢理解,遇到不懂的,再看看網上的教程,不可能「一口吃個胖子」,知識是一點點積累起來的。實際畫PCB,就是連線的技巧,怎麼走捷徑。先學會走通,以後才是提高。
學會手工布線,掌握基礎,以後再學習網路表和自動布線。

⑸ 模擬電路布板是不是最好只布單層板是基於什麼考慮

不是,電路板的層數一般根據電路復雜程度、信號性能要求、成本等方面綜合考慮。如果電版路不復雜、權一層就能搞定那就用單層板!一層不行就兩層,兩層不夠就再加兩層,不斷的加,直到滿足要求。復雜一點點的電路,電源與地就得占兩層!如元件是BGA封裝,電源和地成引腳之間穿不過去,電源與地的就得占兩層。

⑹ 12雙層電路板設計要點上下層信號走線如何處理數字信號與模擬信

1. 簡介

要想了解在使用分困如辨率等於或高於 12 位 ADC 時可能發生的問題,需要確定 ADC 能夠處理多小的電壓值。電壓范圍為 2 V 的 8 位 ADC 能夠檢測最小電壓值為 2 V/256 = 0.008 V,即 8 mV 左右。盡管 8 mV 看上去比較小,讓我們把這個值和更高解析度的 ADC 進行比較,表 1 顯示了對具有輸入范圍為±1 V 和解析度為 8 到 20 位的各 ADC 進行的比較。

表 1. ADC 解析度

當解析度為 20 位時,ADC 能夠處理最小為 2 μV 的電壓。稍微提高增益,您可以處理低於 1 μV 的電壓。另外,包含窄輸入范圍(高 ADC 增益)的低解析度 ADC 系統也可以處理微伏范圍的電壓值。

使用低解析度ADC時,1 mV以下的偏移和雜訊源是無意義的。但使用12位到20位ADC時,該值將起著重要作用。 未習慣於敏感模擬電路的設計師會容易忽略這些偏差。目前的電子產品越來越小,因此單是較小的電路板幾何形狀就能引起許多問題。

2. 走線電阻確實很重要

當 PCB 縮小時隱尺鍵,走線寬度會更窄,距離更加接近。目前的電子產品中走線寬度和走線之間的間隙一般不超過 6 密耳(0.006 英寸)。即使您指定了大小為 6 密耳的走線,仍可以通過過度蝕刻輕松地使該值降至 4 或 5 密耳。 那麼,為什麼我們需要留意走線灶巧變小的現象?當走線變窄時,走線電阻會增加。公式 1 提供了計算走線電阻的標准公式:

公式1

PCB 上走線的厚度為 1 盎司銅,長度為 1 英寸,寬度為 8 密耳,其電阻將為 0.062 歐姆。表 2 顯示的是針對若干走線長度和寬度計算得出的阻抗值。

表2 走線電阻

如表 2 中所示,所有的阻抗都大大低於 1 歐姆。這看上去對電路影響並沒有那麼大,但具體情況取決於該走線在電路 板上的位置。如果是高阻抗放大器輸入的走線,就沒問題,但在其他情況下,就會產生影響。再次使用該表並為每個走 線組合通過 5 mA 的電流。雖然 5 mA 的電流不大,並且走線電阻不到 1 Ω,但在使用高解析度的 ADC 時,組合偏移 會變得十分顯著,如表 3 所示。

表 3. 走線電壓偏移

在該表裡,如果流入走線(其寬度為 6 密耳,長度為 2 英寸)的電流為 5 mA,則電壓將為 820 μV,即 0.82 mV 左 右。在表 1 中,請注意,在系統採用的 ADC 解析度低於 12 位時,該電壓並不顯著。綠色顯示的單元是至少影響到 16 位 ADC 半個最低有效位的條件。黃色顯示的單元表示在使用 12 位或更高 ADC 時導致相同偏差的條件。這時,假設 12 位和 16 位 ADC 的輸入范圍為 2 伏特(+/- 1 伏特)。

一個示例應用(其中該偏移大小引起顯著偏差)是使用熱電偶來測量溫度。如果使用 K 型熱電偶,輸出電壓將為 40 μV/°C左右。那麼,410 μV偏移相當於超過10°C的偏差。如果相同走線被過度蝕刻,使其寬度降至4密耳,偏差 將增加 50%。通過該示例,可以看到評估信號路徑中的每個 PCB 走線的重要性。雖然 12 位 ADC 不是最壞情況,但如 果 ADC 前面增加 16 倍的增益,相應的電壓解析度等價於 16 位 ADC。

3. 共享返迴路徑

設計帶有混合信號或高精度 ADC 的電路板時, 需要識別電流在 PCB 中的具體位置。走線上幾毫 安(mA)的電流就能造成嚴重的問題。

當數字器件或高電流模擬器件共享敏感模擬信號的 返迴路徑時,走線電阻就會對電路產生影響。此情 況下,高電流的單位不再是安培(A),而是毫安 (mA)。在前一示例中,熱電偶與 5 mA 負載共 享一個返迴路徑。即使將該負載降至 0.5 mA,偏 差仍然為 1 °C。因此,幾百 μA 的電流影響也比較大。

圖 1 顯示的是一個示例,其中模擬接地和數字接 地共享一個返回電流路徑,感測器和 LED 共享另 一個返回電流路徑。這兩個共享路徑可能會導致系 統偏移或增益偏差問題。

圖 1. 信號返迴路徑的阻抗

當本示例中的 ADC 測量感測器的輸出電壓時,它 也會測量走線電阻上的電壓。共同接地處與感測器 電流和 LED 電流合並的位置之間的走線長度越 大,可能發生的電壓偏移越嚴重。該偏差的嚴重性 取決於系統所需的准確度、感測器的電壓增益以及 偏移偏差電壓的大小。圖 2 顯示的是 PCB 布局的 一個示例。

圖 2. 共享返迴路徑的示例布局

模擬地(VSSA)和您正在測量的所有信號一樣, 起著重要作用。PSoC 的 VSSA 引腳與系統地處之 間的走線長度及其阻抗必須盡可能小。即使幾百 微安(μA)的電流分量共享該路徑,當測量幾個 毫伏的信號時,也會導致許多問題。使用單端測量 時,這里的偏移可以被視為測量偏移。在圖 3 中,LED 的電流與供電電流共享一個路徑,但傳 感器使用它自己的路徑。內部帶隙參考電路也被連 接到 VSSA。因與 LED 共享返迴路徑而消耗的任何 電壓都會使 ADC 參考電壓產生波動,電壓下降的 大小為 I*R。參考電壓和 VSSA 之間的偏移會導致 ADC 增益偏差。

圖 3. 模擬接地路徑的電流

為數字接地(VSSD)、模擬接地(VSSA)、感測 器和 LED 提供單獨的接地路徑後,將沒有共享返 迴路徑(參考圖 4)。該感測器、ADC 和參考電 路都被連接到同一個模擬接地,因此 LED 中的電 流變化幾乎不會對感測器的輸出產生任何影響。另 外還要注意,在該圖中,感測器和 VSSA 在同一個 位置上與模擬接地相連。該接地連接的地理位置可 以是一個點,或者是極低的阻抗層。

圖 4. 良好的接地連接

通過將差分 ADC 連接到感測器,可以消除感測器 返回和高電流共享一個路徑時導致的共模電壓偏 移;請參看圖 1。普通電壓是指感測器 Vss 和感測 器輸出的普通偏移。然而,該感測器的差分連接不 能降低 VSSA 共享接地路徑時產生的偏差 (圖 3)。請參看圖 5。

圖 5. 差分 ADC 和單獨返迴路徑

圖 6 顯示的是一個改進路由的示例,包括單獨的 返迴路徑、單獨的模擬和數字電源,以及感測器的 差分連接。

圖 6. 單獨返迴路徑的示例布局

3.1 要謹慎考慮潛在的問題

當感測器共享返迴路徑或調制負載(如 PWM 驅動 的 LED)共享 VSSA 引腳時,可能不會立即發現偏 差。如果調試負載與 ADC 完全同步,生成的偏差可 能大,也可能小。如果同步化過程中沒有產生任何 可測量的偏差,那麼,開始開發和測試時,不會發 現任何問題。但如果在這種情況下修改了 ADC 采樣 率或 PWM 頻率,偏差或雜訊將發生明顯的變化。 這樣的變化難以測試,因為在許多應用程序中,負 載調制會根據不同的環境或軟體而有所變化。因 此,一個電路板設計有時候能夠正常運行,有時候 則無法工作。因此,即使設計能夠正常工作,仍然 需要遵循良好的設計規則。

4. 模擬和數字信號的布線

理想情況下,模擬和數字信號將位於電路板的對立 側上,但這種情況一般不會發生。許多設計都要求 模擬和數字信號位於同一個區域內。遺憾的是,在 一個區域內同時運行較高阻抗的模擬信號和數字信 號可能引起意外串擾,該串擾給模擬信號帶來過大 雜訊。

串擾是什麼?

串擾指的是沒有直接相連時,一個信號對另一個信 號產生影響的現象。具有快速上升和下降時間的數 字信號對高阻抗的模擬信號路徑產生影響是最常見 的串擾現象。數字信號同樣受串擾的影響。高速數 字信號容易影響到其他數字信號。各信號之間的串 擾類型為:傳導、容性或者感性。在所有情況下, 通過加大各信號之間的距離並縮短它們之間並行的 長度,可以減少信號串擾。

傳導串擾的影響一般不大。只有各信號的阻抗過高 (超過 10 MΩ)時,這種串擾才會造成問題。當 PCB 上出現泥土、油、鹽或其他液體異物,增大了 各走線之間的 PCB 材料的導電性時,通常會發生高 傳導串擾情況。阻抗下降所導致的串擾會對電路操 作產生不利影響。在某些情況下, 焊接掩模可以保 護 PCB。但始終會有裸露區,如 PCB 上器件焊接 的位置。如果在使用產品的環境中發現這些材料, 必須採用各種措施使 PCB 與這些材料隔離。如果不能使 PCB 與異物隔離,可以在 PCB 上使用外部塗料,但該方法會增加費用。

當一個走線位於其他層中另一個走線的正上方時, 將發生容性耦合。銅線之間形成一個電容。這些銅 線重疊部分越多,它們耦合形成的電容越高。通過 減少各信號之間的重疊區降低該電容,從而減少耦 合。在某些情況下,特別是在雙層電路板上,幾乎 不能消除敏感模擬信號與快速數字信號交叉的情 況。這時,這些信號需要以 90 o 的角度交叉,以盡 量減少它們之間形成的電容。

如果使用兩層以上的多層電路板,請保證兩個相交信號之間存在電源層,以盡可能減少耦合。請注 意,圖 7 中的電容在兩個走線之間形成,它與重疊區成正比。

圖 7. 並行走線的容性耦合

如果使用多層電路板,請確保模擬和數字走線以 90° 的角度相交。這樣可大大減少重疊區,從而降低各 信號之間的容性耦合。圖 8 顯示的是一個示例。

圖 8. 垂直走線的容性耦合

圖 9 顯示的是 PCB 布局的一個示例,其中模擬走線 (紅色)必須與數字走線(藍色)交叉。請注意, 模擬和數字走線之間為 90°。

圖 9. 數字走線以 90o 與模擬走線交叉

在同一層或相鄰層上運行的各條走線可能被磁耦 合。該情況被稱為感性耦合。

感性耦合由三個機械 特性引起。這些特性為:各走線之間的分離、兩個 並行走線之間的距離、走線和其最接近電源層的距 離。各信號之間的距離以及各信號和接地層之間的 距離都是影響最大的因素,如公式 2 和圖 10 所示。

公式2

圖 10. 感性耦合的空間

正如您能夠發現,走線和接地層之間的距離(即為 高度)是一個重要因素。通過縮短該距離,可能以 高度平方的數值降低串擾。如果需要運行相鄰的數 字和模擬走線,那麼,使它們接近於接地層會是降 低串擾的最好方法。

4.2 3W原則

3 W 規則規定了各邏輯走線(中心到中心)之間的 距離必須為走線寬度的三倍。例如,如果 PCB 上走 線的寬度為 0.008 英寸,則兩個相鄰走線中心之間 的距離將為 0.024 英寸(0.008 英寸 x 3),其邊緣 的距離為 0.016 英寸(0.008 英寸 x 2)。這樣可使 每個走線處在另一個走線的 70%磁通量邊界范圍 外。為了能夠位於 98%磁通量邊界的范圍外,兩個 相鄰走線之間的距離必須為走線寬度的 10 倍。這些 條件都取決於各走線的阻抗以及各信號的上升時 間。請參看圖 11。

圖 11. 3 W 規則的示例

減少(在電路板同一側上運行的相鄰)信號之間的 耦合的另一個方法是在這些信號之間放置一個防護 線,並將之接地。這樣可以減少各信號之間的容性 耦合。請參看圖 12。

圖 12. 使用防護線

在多層電路板中,各層之間的距離不一樣。例如, 在厚度為 0.062 英寸的 4 層電路板中,與第二層和 第三層之間的距離相比,第一層和第二層之間的距 離更小。因此,在同一個區域內走模擬和數字信號 時,請將各走線分布到非相鄰層上,可以盡可能擴 大它們之間的距離。

多電源域

在敏感模擬系統中,需要將模擬電源和數字電源分開。一般建議使用獨立的外部模擬和數字電壓調節器。如果額外電壓調節器的成本過高,並且您的設計中數字部分不包括高速或 高電流切換功能,可以使用單個電壓調節器。就如您擁有獨立的調節器時,要注意要在設計上始終隔離模擬和數字的電源電 路。分別為模擬電源(VDDA、VSSA)和數字電源(VDDD、VSSD)提供獨立的電源和接地信號。請盡可能縮短這兩個電源 (模擬和數字電源)與電路板電源之間連接的距離。電路板電源的輸出阻抗一般較低,所以通過上述連接,數字電源幾乎不 會對模擬電源產生影響。

接地層

接地層在混合信號設計中始終有用,但對於某個已給的設計,額外層成本較高。即使在雙層電路板中,也可以在敏感模

擬部分添加部分層。無論您是否使用接地層,都需要確保返迴路徑與電源之間的連接最短。請注意,如果接地層電源電

路的阻抗不夠低,或者過度分散該層,則不能利用該層改善您的設計。在雙層電路板上,不要僅僅依靠最後的地平面填

充,因為這樣可能帶來高阻抗的接地路徑。如不仔細檢查,很難發現這樣的缺陷。比較好的設計習慣是,先通過走線布

局好接地路徑,然後進行地平面填充。

如果在您的設計中能夠使用單獨的模擬和數字接地層,那麼幾乎在所有情況下,它們需要在一個單點上相連。該單點需 要位於電源和 SoC 器件之間。

當僅用一個單電壓調節器時,只在模擬和數字組件相互隔離的情況下,對地平面可以不做分割。

5. 旁路電容

5.1 電容選擇

表 4. 旁路電容連接的匯總

圖 15.電源連接的示例 原理圖

用於電源穩定性的電容有兩種:旁路電容和大容量電容。有些時候大容量電容還被稱為儲能電容。旁路電容必須位於組 件電源引腳附近。使用旁路電容可以消除高頻雜訊並為瞬間變換提供電流。這些電容的取值范圍為 0.001 μF 到 0.1 μF。 NPO、X5R 及 X7R 等介電電容是優良的旁路電容。這些電容的取值范圍為幾百皮法(pF)到幾微法(μF)。

儲能電容通常位於電壓調節器附近。如果電路板的較大(超過幾平方英寸),並各處都有一些有源器件,那麼,這些電 容將分布在整個電路板上。儲能電容可以在較長時間內供電,並可以濾除低頻雜訊。在具有高電流信號或電源的電路板 中,儲存電容的取值范圍為 1 μF 到 100 μF,或更大的值。X5R、鉭和一些表面組裝電解電容都適合該用途。

旁路電容一般只為 0.01 μF 或 0.1 μF。推薦進行一些簡單的計算操作,以得到最佳的儲能電容。如果該值過高,則表示 儲能電容超過您所需要的電容。如果該值太低,會使電源紋波過大並造成雜訊。請使用下面公式:

電容計算公式

6. 所有電容並不是等同的

當為各種應用選擇一個電容(甚至一個簡單的旁路電容)時,它的規范是非常重要的。電壓和溫度系數是兩個最常被忽略的電容規范,但能夠在正常操作的環境下大大影響器件電容。

器件變得越來越小,需要對性能和大小進行權衡。標稱值為 1 uF,耐壓為 6.3 V 的電容,在電壓為 5 V 時,電容值可 以小於 0.1 uF。因此,您需要注意電壓系數。另外,不假設全部器件系列的電壓系數是相同的。電壓系數和溫度系數 可以因不同封裝而有大變化。與 0603 封裝相比,0805 封裝具有較好的電壓系數,但有時會反過來。因此請閱讀數據 手冊。如果數據手冊中沒有提供電容器的溫度和電壓系數,請考慮使用其他製造商的電容器。

7. 混合信號 PCB 的規則匯總

設計混合信號的電路板時,必須遵循下列規則:

1. 考慮單獨的模擬和數字電源。

2. 了解所有返迴路徑。

3. 雖然價格昂貴,但如果可能,請使用四層電路板。

4. 請勿將模擬信號與時鍾或快速數字信號並行布線。

5. 如果模擬和數字信號必須交叉,請確保這些信號以 90 o 相交,以便使耦合電容最小。

6. 電源層應該出現在其信號線相應的區域。例如,在模擬電源層上只運行模擬信號。

7. 將旁路電容放置在與 IC 盡可能近的位置。另外,還要確保電源信號的旁路連接為低阻抗。

8. 若可以,請在電路板上使用獨立的模擬和數字信號以及獨立的數字和模擬組件。指定 PCB 的「模擬」和「數字」 區域。

9. 對高阻抗輸入信號應避免過長的走線,否則它會像天線那樣耦合雜訊進入信號鏈路。

10. 盡可能擴大電源走線的寬度以降低阻抗。

11. 將模擬信號放置在離接地層最近的位置,以便最小化電感串擾。

12. 將各層之間的電源信號相連時,請使用大型或多個過孔,重要可以降低阻抗。

13. 盡可能降低數字信號的數字上升和下降時間。

14. 使用防護線使模擬和數字信號相互隔離。

8. PCB 布局和自動布線的工具

PCB 布局工具有 20 年的使用歷史。通過使用這些工具可以對各信號進行分組,並為走線長度和各走線之間的距離提供 不同的規則。從而避免發生錯誤。自動布線越來越強大,並具備許多個常用工具。這些工具遵循手動路由時所要求的相 同規則。熟練的 PCB 布局設計師可以使用這些規則來提高自動布線的性能。雖然這些工具非常強大,但仍需要特別注 意模擬和數字信號的布線方式。特意推薦您先手動走電路板上的敏感部分,然後才通過自動布線走剩下的其他不重要部 分。不管使用哪個方式,都要確保檢查最後布線。

將各器件放置在最佳的位置對手動布線和自動布線都有很大的幫助。器件放置和電路板布局都安排好後,可以使用簡單 的測試來驗證共享返迴路徑是否存在問題。列印該電路板布局並在電源和每個組件之間畫出最直接的路徑。為模擬組件 和數字組件分別使用兩種不同的顏色。如果這兩種顏色交叉,需要重新評估您的設計。請參考圖 19。

圖 19. 在 PCB 布局上繪制返迴路徑

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⑺ 模電電路布線圖怎麼畫

1\盡量減少過孔 2、敗核電源正負極盡量平行走線,防止共模干擾信號產生 3、迴路避免形成環狀以防變成天線產生電磁干擾 4、濾波電容位置要近靠濾波源,使其產生更好的效果。5、高頻手游信號布線盡可能短,還可以覆察薯掘銅。6、數電模電信號分版塊布局

上網上查查,要麼多看書多學習了。

⑻ 如何合理布局模擬電路PCB信號線

(1)PCB信號線布局規則:
有一個公認的准則就是在所有模擬電路印製電路板中,信號線應盡可能的短,這是因為信號線越長,電路中的感應和電容捐合就越多,這是不希望看到的。現實情況是,不可能將所有的信號線都做成最短,因而,布線時首先要考慮的就是最容易產生干擾的信號線。
(2)在下列電路中信號線的布線需格外引起注意:
1) 高頻放大器/振盪器;
2) 多級放大器,特別是輸出功率較高的放大器;
3) 高增益直流放大器;
4) 小信號放大器;
5) 差動放大器。

⑼ PCB布線的常見規則

1.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,特別是在高頻迴路中,當然為了達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。

2.安全載流原則:

銅線的寬度應以自己所能承載的電流為基礎進行設計,銅線的載流能力取決於以下因素:線寬、線厚(銅鉑厚度)、允許溫升等,下表給出了銅導線的寬度和導線面積以及導電電流的關系(軍品標准),可以根據這個基本的關系對導線寬度進行適當的考慮。

3.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)雙面板兩面的導線應互相垂直、斜交或者彎曲走線,盡量避免平行走線,減小寄生耦合等。

(9)模擬電路布線擴展閱讀:

布線作為PCB設計過程的重中之重,這將直接影響PCB板的性能好壞,設計過程也最繁瑣,要求更高。雖然現在很多高級的EDA工具提供了自動布線功能,而且也相當智能化,但是自動布線並不能保證100%的布通率。

因此,很多工程師對自動布線的結果並不滿意,手工布線現在還是大部分工程師的選擇,通過進行電器規則約束布線,以達到信號完整性的要求。

PCB的層數可以分為單層,雙層和多層的,單層現在基本淘汰了。雙層板現在音響系統中用的挺多,一般是作為功放粗狂型的板子,多層板就是指4層及4層以上的板,對於元器件的密度要求不高的一般來講4層就足夠了。

從過孔的角度可以分成通孔,盲孔,和埋孔。通孔就是一個孔是從頂層直接通到底層的;盲孔是從頂層或底層的孔穿到中間層,然後就不繼續穿了,這個好處就是這個過孔的位置不是從頭堵到尾的,其他層在這個過孔的位置上還是可以走線的;埋孔就是這個過孔是中間層到中間層的,被埋起來的,表面是完全看不到。

⑽ EDA技術知識:pcb板設計中布線規則

EDA技術知識:pcb板設計中布線規則

現代電子設計技術的核心就是EDA技術。EDA技術是一門綜合性學科,它打破了軟體和硬體間的壁壘,代表了電子技術技術和應用技術的發展方向。本文將帶你一起來了解pcb板設計中布線規則,一起來看看哦!

在PCB板設計中,布線是完成產品設計的重要步驟,可以說前面的准備工作都是為它而做的。在整個PCB板設計中,以布線的設計過程限定最高,技巧最改慧細、工作量最大。

PCB板布線分單面布線、 雙面布線及多層布線。PCB板布線的方式也有兩種:自動布線及互動式布線。在自動布線之前,可以用互動式預先進行要求比較嚴格的布線。輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行,以免產生反射干擾,必要時應加地線隔離。兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產生寄生耦合。

PCB板自動布線的布通率,依賴於良好的PCB板布局,布線規則可以預先設定,包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、碰殲橡步進的數目等。一般先進行探索式布經線,快速地把短線連通,然後進行迷宮式布線,先把要布的連線進行全局的布線路徑優化,它可以根據需要斷開已布的線,並試著重新再布線,以改進總體效果。

對目前高密度的PCB板設計已感覺到貫通孔不太適應了,它浪費了許多寶貴的布線通道,為解決這個問題,出現了盲孔和埋孔技術。它不僅完成了導通孔的作用,還省出許多布線通道,使布線過程完成得更加流暢,更加完善。PCB板設計過程是一個復雜而又簡單的過程,要想很好地掌握它,還需電子工程設計人員去自已體會,總結經驗。

1、電源、地線的處理

在整個PCB板設笑旁計中,即使布線完成得都很好,但因為電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產品的性能下降,有時甚至影響到產品的成功率。所以對電源、地線的布線要認真對待,把電源、地線所產生的噪音干擾降到最低限度,以保證產品的質量。

對每個從事電子產品設計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產生的原因,現只對降低式抑制噪音作以表述。眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最經細寬度可達0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5 mm,對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個迴路,即構成一個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用) 用大面積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板,電源,地線各佔用一層。

2、數字電路與模擬電路的共地處理

現在有許多PCB板不再是單一功能電路(數字或模擬電路),而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在PCB板設計布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。數字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路件,對地線來說,整個PCB板對外界只有一個結點,所以必須在PCB板內部進行處理數、模共地的問題。而在PCB板內部數字地和模擬地實際上是分開的,它們之間互不相連,只是在PCB板與外界連接的介面處(如插頭等)。數字地與模擬地有一點短接,請注意,只有一個連接點。也有在PCB板上不共地的,這由系統設計來決定。

3、信號線布在電(地)層上

在多層PCB板布線時,由於在信號線層沒有布完的線剩下已經不多,再多加層數就會造成浪費,也會給生產增加一定的工作量,成本也相應增加了,為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進行布線。

首先應考慮用電源層,其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。

4、大面積導體中連接腿的處理

在大面積的接地(電)中,常用元器件的腿與其連接,對連接腿的處理需要進行綜合的考慮,就電氣性能而言,元件腿的焊盤與銅面滿接為好,但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要

大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤,稱之為熱隔離(heat shield)俗稱熱焊盤(Thermal),這樣,可使在焊接時因截面過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層PCB板的接電(地)層腿的處理相同。

5、PCB板布線中網路系統的作用

在許多CAD系統中,PCB板布線是依據網路系統決定的。網格過密,通路雖然有所增加,但步進太小,圖場的數據量過大,這必然對設備的存貯空間有更高的要求,同時也對象計算機類電子產品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無效的,如被元件腿的焊盤佔用的或被安裝孔、定們孔所佔用的等。網格過疏,通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個疏密合理的.網格系統來支持布線的進行。

標准元器件兩腳之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網格系統的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小於0.1英寸的整倍數如0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

6、設計規則檢查(DRC)

PCB板布線設計完成後,需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規則,同時也需確認所制定的規則是否符合PCB板生產工藝的需求,一般檢查有如下幾個方面:

(1)線與線,線與元件焊盤,線與貫通孔,元件焊盤與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產要求。

(2)電源線和地線的寬度是否合適,電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗),在PCB板中是否還有能讓地線加寬的地方。

(3)對於關鍵的信號線是否採取了最佳措施,如長度最短,加保護線,輸入線及輸出線被明顯地分開。

(4)模擬電路和數字電路部分,是否有各自獨立的地線。

(5)後加在PCB板中的圖形(如圖標、注標)是否會造成信號短路。 對一些不理想的線形進行修改。

(6)在PCB板上是否加有工藝線,阻焊是否符合生產工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字元標志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質量。

(7)多層PCB板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。

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