高速PCB設計指引(一)
在PCB設計中,布線是完成產(chǎn)品設計的重要步驟,可以說前面的準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。布線時要注意輸入端與輸出端的連線,應避免相鄰平行,以免產(chǎn)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(chǎn)生寄生耦合。PCB 板的設計過程是一個復雜的過程,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。
?。ǎ玻?、加寬電源、地線;B、數(shù)字電路的地用網(wǎng)狀連接,模擬電路的地則一點連接?!。ǎ常┳龀啥鄬影?,使用電源,地線平面層。
二、數(shù)字電路與模擬電路的共地處理現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路),而是由數(shù)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(shù)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,整個PCB對外界只有一個結點,所以必須在PCB內(nèi)部進行處理數(shù)、模共地的問題,而在板內(nèi)部數(shù)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與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)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(tǒng)設計來決定。從表面上看,這樣做是比較合理,然而在實際的電路中,數(shù)字電路和模擬電路并沒有絕對的分開,對于這種情況就不能這樣簡單的處理了。
三、 信號線布在電(地)層上(不建議這樣做)在多層印制板布線時,由于在信號線層沒有布完的線剩下已經(jīng)不多,再多加層數(shù)就會造成浪費也會給生產(chǎn)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。
四、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(chǎn)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。
五、布線中網(wǎng)絡系統(tǒng)的作用在許多CAD系統(tǒng)中,布線是依據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)決定的。網(wǎng)格過密,通路雖然有所增加,但步進太小,圖場的數(shù)據(jù)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(chǎn)品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無效的,如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)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(wǎng)格系統(tǒng)來支持布線的進行。標準元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍數(shù),如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
六、設計規(guī)則檢查(DRC)布線設計完成后,需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規(guī)則,同時也需確認所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)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(chǎn)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中是否還有能讓地線加寬的地方。(3)對于關鍵的信號線是否采取了最佳措施,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(shù)字電路部分,是否有各自獨立的地線。
(5)后加在PCB中的圖形(如圖標、注標)是否會造成信號短路。
(6)在PCB上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質(zhì)量。
(7)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。
第二篇 PCB布局在設計中,布局是一個重要的環(huán)節(jié)。布局結果的好壞將直接影響布線的效果,因此可以這樣認為:合理的布局是PCB設計成功的第一步。
在布局時可根據(jù)走線的情況對門電路進行再分配,將兩個門電路進行交換,使其成為便于布線的最佳布局。在布局完成后,還可對設計文件及有關信息進行返回標注于原理圖,使得PCB板中的有關信息與原理圖相一致,以便在今后的建檔、更改設計能同步起來, 同時對模擬的有關信息進行更新,使得能對電路的電氣性能及功能進行板級驗證。
--考慮整體美觀 一個產(chǎn)品的成功與否,一是要注重內(nèi)在質(zhì)量,二是兼顧整體的美觀,兩者都較完美才能認為該產(chǎn)品是成功的。在一個PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序,不能頭重腳輕或一頭沉。
--布局的檢查印制板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符?能否符合PCB制造工藝要求?有無定位標記?
元件在二維、三維空間上有無沖突?
元件布局是否疏密有序,排列整齊?是否全部布完?
需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換?插件板插入設備是否方便?
熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當?shù)木嚯x?
調(diào)整可調(diào)元件是否方便?
在需要散熱的地方,裝了散熱器沒有?空氣流是否通暢?
信號流程是否順暢且互連最短?
插頭、插座等與機械設計是否矛盾?
線路的干擾問題是否有所考慮?
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