在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,PCB布局布線是最重要的一步,PCB布局布線的好壞將直接影響電路的性能?,F(xiàn)在,雖然有很多軟件可以實(shí)現(xiàn)PCB自動(dòng)布局布線,但是隨著信號(hào)頻率不斷提升,很多時(shí)候,工程師需要了解有關(guān)PCB布局布線的最基本的原則和技巧,這樣才可以讓自己的設(shè)計(jì)完美無(wú)缺。
一、高頻信號(hào)布線時(shí)要注意哪些問(wèn)題?
答:信號(hào)線的阻抗匹配;
與其他信號(hào)線的空間隔離;
對(duì)于數(shù)字高頻信號(hào),差分線效果會(huì)更好;
二、在布板時(shí),如果線密,過(guò)孔就可能要多,當(dāng)然就會(huì)影響板子的電氣性能,請(qǐng)問(wèn)怎樣提高板子的電氣性能?
答:對(duì)于低頻信號(hào),過(guò)孔不要緊,高頻信號(hào)盡量減少過(guò)孔。如果線多可以考慮多層板;
三、是不是板子上加的去耦電容越多越好?
答:去耦電容需要在合適的位置加合適的值。例如,在你的模擬器件的供電端口就進(jìn)加,并且需要用不同的電容值去濾除不同頻率的雜散信號(hào);
四、一個(gè)好的板子它的標(biāo)準(zhǔn)是什么?
答:布局合理、功率線功率冗余度足夠、高頻阻抗阻抗、低頻走線簡(jiǎn)潔。
五、通孔和盲孔對(duì)信號(hào)的差異影響有多大?應(yīng)用的原則是什么?
答:采用盲孔或埋孔是提高多層板密度、減少層數(shù)和板面尺寸的有效方法,并大大減少了鍍覆通孔的數(shù)量。但相比較而言,通孔在工藝上好實(shí)現(xiàn),成本較低,所以一般設(shè)計(jì)中都使用通孔。
六、在涉及模擬數(shù)字混合系統(tǒng)的時(shí)候,有人建議電層分割,地平面采取整片敷銅,也有人建議電地層都分割,不同的地在電源源端點(diǎn)接,但是這樣對(duì)信號(hào)的回流路徑就遠(yuǎn)了,具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何選擇合適的方法?
答:如果你有高頻》20MHz信號(hào)線,并且長(zhǎng)度和數(shù)量都比較多,那么需要至少兩層給這個(gè)模擬高頻信號(hào)。一層信號(hào)線、一層大面積地,并且信號(hào)線層需要打足夠的過(guò)孔到地。這樣的目的是:
1、對(duì)于模擬信號(hào),這提供了一個(gè)完整的傳輸介質(zhì)和阻抗匹配;
2、地平面把模擬信號(hào)和其他數(shù)字信號(hào)進(jìn)行隔離;
3、地回路足夠小,因?yàn)槟愦蛄撕芏噙^(guò)孔,地有是一個(gè)大平面。
七、在電路板中,信號(hào)輸入插件在PCB最左邊沿,MCU在靠右邊,那么在布局時(shí)是把穩(wěn)壓電源芯片放置在靠近接插件(電源IC輸出5V經(jīng)過(guò)一段比較長(zhǎng)的路徑才到達(dá)MCU),還是把電源IC放置到中間偏右(電源IC的輸出5V的線到達(dá)MCU就比較短,但輸入電源線就經(jīng)過(guò)比較長(zhǎng)一段PCB板)?或是有更好的布局?
答:首先你的所謂信號(hào)輸入插件是否是模擬器件?如果是是模擬器件,建議你的電源布局應(yīng)盡量不影響到模擬部分的信號(hào)完整性.因此有幾點(diǎn)需要考慮:
1、首先你的穩(wěn)壓電源芯片是否是比較干凈,紋波小的電源.對(duì)模擬部分的供電,對(duì)電源的要求比較高.
2、模擬部分和你的MCU是否是一個(gè)電源,在高精度電路的設(shè)計(jì)中,建議把模擬部分和數(shù)字部分的電源
分開(kāi).
3、對(duì)數(shù)字部分的供電需要考慮到盡量減小對(duì)模擬電路部分的影響.
八、在高速信號(hào)鏈的應(yīng)用中,對(duì)于多ASIC都存在模擬地和數(shù)字地,究竟是采用地分割,還是不分割地?既有準(zhǔn)則是什么?哪種效果更好?
答:迄今為止,沒(méi)有定論。一般情況下你可以查閱芯片的手冊(cè)。ADI所有混合芯片的手冊(cè)中都是推薦你一種接地的方案,有些是推薦公地、有些是建議隔離地。這取決于芯片設(shè)計(jì)。
九、在進(jìn)行高速多層PCB設(shè)計(jì)時(shí),最應(yīng)該注意的問(wèn)題是什么?能否做詳細(xì)說(shuō)明問(wèn)題的解決方案。
答:最應(yīng)該注意的是你的層的設(shè)計(jì),就是信號(hào)線、電源線、地、控制線這些你是如何劃分在每個(gè)層的。一般的原則是模擬信號(hào)和模擬信號(hào)地至少要保證單獨(dú)的一層。電源也建議用單獨(dú)一層。
十、請(qǐng)問(wèn)具體何時(shí)用2層板,4層板,6層板在技術(shù)上有沒(méi)有嚴(yán)格的限制?(除去體積原因)是以CPU的頻率為準(zhǔn)還是其和外部器件數(shù)據(jù)交互的頻率為準(zhǔn)?
答:采用多層板首先可以提供完整的地平面,另外可以提供更多的信號(hào)層,方便走線。對(duì)于CPU要去控制外部存儲(chǔ)器件的應(yīng)用,應(yīng)以交互的頻率為考慮,如果頻率較高,完整的地平面是一定要保證的,此外信號(hào)線最好要保持等長(zhǎng)。
十一、PCB布線對(duì)模擬信號(hào)傳輸?shù)挠绊懭绾畏治?,如何區(qū)分信號(hào)傳輸過(guò)程中引入的噪聲是布線導(dǎo)致還是運(yùn)放器件導(dǎo)致。
答:這個(gè)很難區(qū)分,只能通過(guò)PCB布線來(lái)盡量減低布線引入額外噪聲。
十二、最近我學(xué)習(xí)PCB的設(shè)計(jì),對(duì)高速多層PCB來(lái)說(shuō),電源線、地線和信號(hào)線的線寬設(shè)置為多少是合適的,常用設(shè)置是怎樣的,能舉例說(shuō)明嗎?例如工作頻率在300Mhz的時(shí)候該怎么設(shè)置?
答:300MHz的信號(hào)一定要做阻抗仿真計(jì)算出線寬和線和地的距離;電源線需要根據(jù)電流的大小決定線寬地在混合信號(hào)PCB時(shí)候一般就不用“線”了,而是用整個(gè)平面,這樣才能保證回路電阻最小,并且信號(hào)線下面有一個(gè)完整的平面
十三、請(qǐng)問(wèn)怎樣的布局才能達(dá)到最好的散熱效果?
答:PCB中熱量的來(lái)源主要有三個(gè)方面:(1)電子元器件的發(fā)熱;(2)PCB本身的發(fā)熱;(3)其它部分傳來(lái)的熱。在這三個(gè)熱源中,元器件的發(fā)熱量最大,是主要熱源,其次是PCB板產(chǎn)生的熱,外部傳入的熱量取決于系統(tǒng)的總體熱設(shè)計(jì),暫時(shí)不做考慮。那么熱設(shè)計(jì)的目的是采取適當(dāng)?shù)拇胧┖头椒ń档驮骷臏囟群蚉CB板的溫度,使系統(tǒng)在合適的溫度下正常工作。主要是通過(guò)減小發(fā)熱,和加快散熱來(lái)實(shí)現(xiàn)
評(píng)論