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在电子产品设计中,PCB布线是最重要的一步,PCB布线的质量将直接影响电路的性能。现在,虽然有很多软件可以实现PCB但随着信号频率的不断提高,工程师往往需要了解相关信息PCB布线最基本的原则和技巧,让自己的设计完美无缺,《PCB(印刷电路板)布局布线100问题涵盖PCB布局布线的基本原理和设计技巧,以问答的形式回答相关问题PCB对于布局布线的难题,PCB实用读物对设计师来说是非常困难的,欢迎在此基础上补充内容并完善。
答1.信号线阻抗匹配;
2.与其他信号线隔离;
3.差分线对数字高频信号有更好的效果;
答:对于低频信号,过孔无关紧要,高频信号尽量减少过孔。若线路较多,可考虑多层板;
A去耦电容器需要在适当的位置添加适当的值。例如,添加到您的模拟设备的供电端口,并需要使用不同的电容值来过滤不同频率的杂散信号;
答:布局合理,功率线功率冗余充足,高频阻抗阻抗,低频布线简单.
答:盲孔或埋孔是提高多层板密度、降低层数和板面尺寸的有效方法,大大降低了涂层通孔的数量。但相比之下,通孔易于实现,成本低,因此通孔用于一般设计。
如果你有高频>20MHz信号线,长度和数量更多,所以至少需要两层来模拟高频信号。一层信号线,一层大面积,信号线层需要打足够的穿孔到地面。这样做的目的是:
1.模拟信号提供了完整的传输介质和阻抗匹配;
2.地平面将模拟信号与其他数字信号隔离;
地回路足够小,因为你打了很多过孔,地有一个大平面。
首先,你所谓的信号输入插件是模拟器件吗?如果是模拟器件,建议您的电源布局尽量不影响模拟部件的信号完整性。因此,有几点需要考虑(1)首先,您的稳压电源芯片是否相对干净,纹波较小。模拟部分的电源对电源的要求相对较高。(2)模拟部分是否与您的MCU相同,在高精度电路的设计中,建议将模拟部分和数字部分的电源分开。(3)对数字部分的电源应考虑尽量减少对模拟电路部分的影响。
到目前为止,还没有定论。一般情况下,您可以查阅芯片手册。ADI所有的混合芯片手册都推荐你接地方案,有的推荐公地,有的推荐隔离地。这取决于芯片设计。
答差分线计算思路:如果您传输正弦信号,则长度差等于其传输波长的一半,相位差为180度,则两个信号完全抵消。因此,此时的长度差是最大值。以此类推,信号线差必须小于此值。
由于不同的应用场合,蛇形布线有不同的功能:
(1)如果计算机板中出现蛇形布线,主要起到滤波电感和阻抗匹配的作用,提高电路的抗干扰能力。计算机主板中的蛇形布线主要用于一些时钟信号,如PCI-Clk,AGPCIK,IDE,DIMM等信号线。
(2)若一般普通PCB除滤波电感外,板内还可作为收音机天线的电感线圈等。.4G对讲机用作电感。
(3)对某些信号布线长度的要求必须严格等长,高速数字PCB板的等线长度是保持每个信号的延迟差在一定范围内,以确保系统在同一周期内读取的数据的有效性(当延迟差超过一个时钟时,下一周期的数据将被误读)。如INTELHUB架构中的HUBLink,共13个,233MHz绕线是消除时滞造成的隐患的唯一解决办法。一般要求延迟差不超过1/4时钟周期,单位长度的线延迟差也是固定的。延迟与线宽、线长、铜厚、板层结构有关,但线长会增加分布电容和分布电感,降低信号质量。所以时钟IC引脚一般接;" 但接,但蛇形布线不起电感作用。相反,电感会使信号沿上升的高谐波相移,导致信号质量恶化,因此蛇线间距至少是线宽的两倍。信号上升时间越小,就越容易受到分布电容和分布电感的影响。
(4)蛇形布线在某些特殊电路中起分布参数的作用LC滤波器的作用。
答好的EMI/EMC 设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置, PCB 叠层布置,重要的在线行走方式, 设备的选择等。 例如,时钟生成器的位置尽量不接近外部连接器,高速信号尽量进入内层,注意特性阻抗匹配和参考层的连续性,以减少反射,设备推动的信号的斜率(slew rate)尽量减少高频成分,选择去耦合(decoupling/bypass)注意其频率响应是否符合要求,以降低电源层噪声。 此外,注意高频信号电流的回流路径,使回路面积尽可能小(即回路阻抗)loop impedance 尽量减少辐射, 高频噪声的范围也可以通过分割地层来控制。最后,适当选择PCB 与外壳的接地点(chassis ground)。
回答这个问题要考虑很多因素,比如PCB根据这些参数最终建立的传输线模型、设备参数等。阻抗匹配通常根据制造商提供的数据进行设计
一般不建议这样使用。这样使用会比较复杂,很难调试。
A0402常用于手机;0603常用于普通高速信号模块;根据包装越小,寄生参数越小。当然,不同制造商的相同包装在高频性能上有很大差异。建议您在关键位置使用高频特殊元件。
答这个要综合考虑.在首先考虑布局的情况下,考虑走线.
答:最重要的是要注意你的层的设计,即信号线、电源线、地面和控制线是如何划分在每个层的。一般原则是模拟信号和模拟信号地面至少应保证一个单独的层。还建议使用单独的电源层。
答:多层板首先可以提供完整的地平面,还可以提供更多的信号层,方便布线。CPU为了控制外部存储器件的应用,应考虑交互频率。如果频率较高,则必须保证完整的地平面。此外,信号线应保持等长。
答案很难区分,只能通过PCB布线尽量减少布线引入的额外噪声。
答300MHz的信号一定要做阻抗仿真计算出线宽和线和地的距离; 电源线的宽度取决于电流的大小 混合信号PCB一般不使用线,而是使用整个平面,以确保电路电阻最小,信号线下有一个完整的平面
答PCB中热源主要有三个方面:(1)电子元器件的加热;(2)P c B发热本身;(3)从其他部的热量。在这三个热源中,组件的热量最大,是主热源,其次是PCB板产生的热量,外部传入的热量取决于系统的整体热设计,暂时不考虑。 热设计的目的是采取适当的措施和方法来降低组件的温度和PCB板的温度使系统在适当的温度下正常工作。主要是通过减少发热和加速散热。
回答这个问题很好。很难说有一个简单的比例关系,因为他们的模拟是不同的。一个是表面传输,另一个是环形传输。您可以在互联网上找到一个过孔阻抗计算软件,然后过孔的阻抗和传输线的阻抗一致就行。
答一般来讲,就铺一个完整的地就可以了。
答1、几个ADC尽量放在一起,模拟地数字地在ADC下方单点连接; 2、取决于MUX与ADC的切换速度,一般ADC的速度会高于MUX,所以建议放在ADC下方。当然,保险起见,可以在MUX下方也放一个磁珠的封装,调试时视具体情况来选择在哪进行单点连接。
答不是很清楚您的问题。对于混合系统肯定会有几种类型的地,最终是会在一点将其连接一起,这样做的目的是等电势。大家需要一个共同的地电平做参考。
答模拟电路和数字电路要分开区域放置,使得模拟电路的回流在模拟电路区域,数字的在数字区域内,这样数字就不会影响到模拟。模拟地和数字地处理的出发点是类似的,不能让数字信号的回流流到模拟地上去。
答模拟电路对地的主要要求是,完整、回路小、阻抗匹配。数字信号如果低频没有特别要求;如果速度高,也需要考虑阻抗匹配和地完整。
答要根据具体的应用和针对什么芯片来设计
答在射频电路里尽量使用一样的
答高频电路设计要考虑很多参数的影响,在高频信号下,很多普通电路可以忽略的参数不能忽略,因此可能要考虑到传输线效应 。
答高速PCB,最好少打过孔,通过增加信号层来解决需要增加过孔的需求。
答可以参考:0.15×线宽(mm)=A,也需要考虑铜厚
答不需要这样做,但模拟电路和数字电路要分开放置。
答最好不要超过两个过孔。
答模拟电路如果匹配合理辐射很小,一般是被干扰。干扰源来自器件、电源、空间和PCB; 数字电路由于频率分量很多,所以肯定是干扰源。解决方法一般是,合理器件的布局、电源退偶、PCB分层,如果干扰特点大或者模拟部分非常敏感,可以考虑用屏蔽罩 。
答一般来说要分析寄生参数对于电路性能的影响.如果影响不能忽略,就一定要考虑解决和消除。
答多层板布局时,因为电源和地层在内层,要注意不要有悬浮的地平面或电源平面,另外要确保打到地上的过孔确实连到了地平面上,最后是要为一些重要的信号加一些测试点,方便调试的时候进行测量。
答可以让信号线离的远一些,避免走平行线,通过铺地或加保护来起到屏蔽作用,等等。
答很难,因为你各种信号线在双层布局已经差不多了
答厚度在作阻抗匹配时比较重要,PCB厂商会询问阻抗匹配是在板厚为多少时进行计算的,PCB厂商会根据你的要求进行制作。
答要看寄生电容对信号是否有不可忽略的影响.如果不可忽略,那就要重新考虑
答如果想用一个LDO来为数字和模拟提供电源,建议先接模拟电源,模拟电源经过LC滤波后,为数字电源。
答模拟VCC经过LC滤波后得到数字VCC,模拟地和数字地间用磁珠。
43[问]LVDS等差分信号线如何布线?
答一般需要注意:所有布线包括周围的器件摆放、地平面都需要对称。
答最好的方法是屏蔽,阻止外部干扰进入。电路上,比如有INA时,需要在INA前加RFI滤器滤除RF干扰。
答这个快速集成电路芯片是什么芯片?如果是数字芯片,一般不用考虑.如果是模拟芯片,要看传输线效应是否大到影响芯片的性能 。
答如果内部有完整的地平面和电源平面,则顶层和底层可以不敷铜。
答你可以采用Multisim软件来仿真电阻电容效应。
答要看是什么器件.而且器件的阻抗一般在数据手册上给出,一般和引脚粗细关系不大
答可以通过走蛇形线来解决等长的问题,现在大多数的PCB软件都可以自动走等长线,很方便。
答芯片内部的地管脚都是连接在一起的。但是在PCB板上仍然需要连接。最理想的单点接地,应该是要了解芯片内部模拟和数字部分的连接点位置,然后把PCB板上的单点连接位置也设计在芯片的模拟和数字分界点。
答如果是低速数字信号,应该问题不大。否则肯定会影响信号的质量。
答低频的模拟信号是不需要匹配的,射频的模拟信号当然也要考虑匹配问题。
答一般来讲,都会铺完整的地平面。除非是一些特殊的情况,比如板子的模拟部分和数字部分是明显分开的,可以很容易地区分开。
答磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。 0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。 铜皮类似于0ohm电阻。
答数字地与模拟地要单点接地,否则数字地回流会流过模拟地对模拟电路造成干扰。
答要从运放的几个接口入手,输入端要防止空间耦合干扰和PCB串扰(布局改善);电源需要不同容值去耦电容。 测试可以用示波器的探头测试上面说的位置,判断出干扰从何而来。 PWM信号如果是通过低通滤波变成直流控制电压的话,可以考虑就进做滤波,或者并联对地一个小电容,让PWM的波形变圆,减少高频分量
答如果速度大于100MHz,则一根信号线上的过孔最好不要超过两个,过孔不能太小,一般,10个mil的孔径即可。
答过孔少是针对信号线,如果是地的过孔,适当的多一些会减少地回路和阻抗。放的原则是就进器件。
答平行等长
答并行走线要注意线与线的间距,防止串扰发生。
答不知道您的模拟信号的频率多高,如果不高则不需要阻抗匹配。阻抗匹配可以用一些仿真软件计算PCB的阻抗。例如APPCAD。器件的阻抗可以通过手册查询。
答不是.要尽量减少过孔的使用,在不得不使用过孔时,也要考虑减少过孔对电路的影响
答单端和差分信号在跨越地平面后都得回流回去,如果回流绕很大圈才回去,一样会感应更多的干扰进来,如果差分线上的噪声一样,则会彼此抵消,所以是有一定道理的。
答高速设计不用分数字地和模拟地。
答参考0.15×线宽(mm)=A,这时最大电流。设计时候不能用熔断电流做预算。这样就是铜线的截面积。
答TVS管,保险丝这些在电源上是必须的。信号的话,看情况也得加TVS管,及二极管来保护模拟电路输入出现大电压的情况。
答从阻抗匹配的角度,这两种线都可以做成匹配的弯角。但是圆角可能不好加工。
答不好,会引入更多寄生参数
答一般仪放芯片资料会有推荐的Layout的方法及图,可以参考。保证引线短和粗是必须的。选用贴片低精度的电阻还是直插高精度的电阻哪种好,得看具体调试的结果。
答最好布局布线都手动完成。
答目前较多采用的高频电路板基材是氟糸介质基板,如聚四氟乙烯(PTFE),平时称为特氟龙,通常应用在5GHz以上。做板时跟PCB厂商说明即可。
答一般情况,对于电源产生部分,要用10u和0.1u的电容去耦,要同时考虑高频和低频的去耦;对于其他原件一般都是用0.1u的电容在电源部分去耦。
答不同的材质的PCB的寄生参数不同,可以根据你使用的寄生参数建立模型来计算.
答一定要用共面波导或者微带线的阻抗仿真计算。
答高频信号匹配好会减少反射,同样也会减少辐射。
答一般可以根据参考设计来设计.由于电流较大,可能需要一定数量的Via.
答考虑共轭匹配,将阻抗的虚部抵消。
答分布方法,精度较高,但比较复杂;集总方式相对简化,但有一定误差。
答一般来讲只是为了提高连通性的话,应该对分别没有太多要求。
答一般来讲寄生电感和电容对中频电路的影响较小,可以忽略.只要保证不引入大的寄生电容和电感值就行了
答减少干扰的原则是:
1、减少辐射端;
2、加强被干扰的隔离、屏蔽和退偶;
纹波减少的原则也是,
1、减少开关电源的纹波输出;
2、足够的退偶滤波;
答 看你的设计了。原则是保证模拟信号线和模拟地有单独两层。
答磁珠主要是起到隔离高频噪声的作用,不同的磁珠滤波频率不同,所以要根据板上噪声的情况来选择合适的器件。
答既要考虑传输线效应,又要考虑寄生效应,还有EMI的问题。
答布线不怕长,就怕不对称或者有比较大的差,这样容易因为时延造成错误的逻辑
答可以在一个平面上多个电压,注意之间隔离开。也可以把最重要的电源单独走一层,这样保证它不受其他电源干扰。
答等长可以保证阻抗匹配,但是不等距实际上对差分匹配也有影响,需要仿真测试。
答对于主控制器,主要传输数字信号,所以模拟和电源部分应远离控制器;对于减小电磁干扰,需要注意匹配,去耦,布局布线,分层等问题,建议参考一些资料。
答这是一个一般性原则,沿的速度取决于器件输出口的速度。如果太慢会影响判决。再快了芯片工艺达不到了。
答一般会使用磁珠。
答有些PCB软件可以做一些走线检查和完整性分析,例如CADENCE
答这要看串联电阻的作用,有的是起到限流作用的,有的可能是做阻抗匹配。
答您所谓的高速脉冲串,无非就是不同频率的干扰信号,采用不同值的电容退偶。
答高频电路对PCB材料有要求.在高频下要考虑传输线效应
答频率较低场合,需要考虑信号线的宽度和电流的承载能力的关系,高频时,需要考虑匹配等长等问题。
答这个问题比较宽泛,很难一两句话说清楚。有很多相关资料可以参考。
答因为驱动器端可以调整输出相位差,PCB布局好了再调整就很难了,接收端直接输入了,无法调整。
答驱动端有些芯片有调整功能,PCB线设计好不容易改了,接受端直接输入一般都没有时延调整的功能。
答意味着寄生电容小,然而对于信号线特征阻抗的设计时对介电常数是有要求的,不能一概而论。
答晶振与MCU应尽量靠近,用最短的直线连接。
答可以考虑加一级调制器LDO产品稳定电源,或者考虑适当的去耦电容滤除纹波。
答电源当然可以铺平面。若不能铺平面,电源线要尽量粗。
答如果能保证一面是全地平面的话,可以只铺一层。
答如何需要综合考虑以上指标,建议做整体的电路仿真和调试,寄生效应会影响仿真效果,需要进行反复验证和尝试。
答所谓覆铜,就是将PCB上闲置的空间作为基准面,然后用固体铜填充,这些铜区又称为灌铜。敷铜的意义在于,减小地线阻抗,提高抗干扰能力;降低压降,提高电源效率;与地线相连,还可以减小环路面积。
敷铜方面需要注意那些问题:
1.如果PCB的地较多,有SGND、AGND、GND,等等,就要根据PCB板面位置的不同,分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜, 数字地和模拟地分开来敷铜自不多言,同时在覆铜之前,首先加粗相应的电源连线:5.0V、3.3V等等,这样一来,就形成了多个不同形状的多变形结构。
2.对不同地的单点连接,做法是通过0欧电阻磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。 他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。 作为电源滤波,可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型号上可以看出使用的是磁珠在电路功能上,磁珠和电感是原理相同的,只是频率特性不同罢了, 磁珠由氧磁体组成,电感由磁心和线圈组成,磁珠把交流信号转化为热能,电感把交流存储起来,缓慢的释放出去。 磁珠对高频信号才有较大阻碍作用,一般规格有100欧/100mMHZ ,它在低频时电阻比电感小得多。
3.晶振:电路中的晶振为一高频发射源,做法是在环绕晶振敷铜,然后将晶振的外壳另行接地。
4.孤岛(死区)问题,如果觉得很大,那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事。
5.在开始布线时,应对地线一视同仁,走线的时候就应该把地线走好,不能依靠于铜后通过添加过孔来消除为连接的地引脚,这样的效果很不好。
6.在板子上最好不要有尖的角出现(《=180度),因为从电磁学的角度来讲,这就构成的一个发射天线!对于其他总会有一影响的只不过是大还是小而已,我建议使用圆弧的边沿线。
7.多层板中间层的布线空旷区域,不要敷铜。因为你很难做到让这个敷铜“良好接地”
8.设备内部的金属,例如金属散热器、金属加固条等,一定要实现“良好接地”。
9.三端稳压器的回流面积,减小信号对外的电磁干扰。