像所有新技術(shù)一樣，工程師花了一段時間才接受并推廣PCB。在1960年代，Zeneth曾經(jīng)吹噓使用點對點布線?，F(xiàn)在，一切都通過PCB完成。多年來，PCB在電氣工程領(lǐng)域一直處于無名英雄狀態(tài)。經(jīng)理們認(rèn)為PCB布局是一個瑣碎的制造問題，設(shè)計工程師無需擔(dān)心。但是，隨著數(shù)字電路變得越來越快，RF電路已經(jīng)安裝在PCB上，電路板成為許多設(shè)計中的限制因素。計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）幫助工程師設(shè)計了電路板，但是CAD自動布線器經(jīng)常引起更多問題。

PCB的中心性

我的導(dǎo)師，大約翰·馬薩（Big John Massa）教會了我PCB在設(shè)計工作中的重要性。Massa一直在尋找設(shè)計和制造電路板的新方法。當(dāng)我們的同齡人談?wù)?8020芯片中的指令緩存架構(gòu)時，Massa談?wù)摰氖请娐钒宀季殖绦蚝屯ㄏ驮O(shè)計。

Massa指出：“在我從事電子產(chǎn)品的40年中，總是電路板是每個項目的承受力和限制因素。” 您不僅可以制作大量的示意圖來謀生。您有更高的義務(wù)要確保這些原理圖可以轉(zhuǎn)化為可以制造和銷售的產(chǎn)品。

現(xiàn)代PCB不僅是進(jìn)度計劃的殺手，它還是具有精確設(shè)計要求的關(guān)鍵組件。電子設(shè)備中信號的工作頻率以及上升和下降時間越來越快。因此PCB變得越來越重要。

PC主板的故事

1985年，33 MHz總線出現(xiàn)在PC芯片組上。Massa接到了本地PC主板制造商的電話。他們的新主板不起作用。IC供應(yīng)商參考設(shè)計有效，但是該公司需要不同的尺寸。Massa注意到PCB走線在組件之間布線時有很多尖角和尖角。他還看到了一些關(guān)鍵信號，這些信號處于一個大環(huán)路中，并具有許多通孔，當(dāng)跡線從電路板的頂部到底部變化時，這些小孔將跡線連接起來。該公司表示，PCB是由科羅拉多州的一個人完成的。他們說，這家伙工作便宜，轉(zhuǎn)身很快，一兩天。Massa禮貌地告訴他們，布局是自動布線的，因此永遠(yuǎn)無法在具有33 MHz信號的板上工作。

自動布線器會出錯。原始的PCB軟件只是確保了信號與引腳之間的電流連接。它不需要擔(dān)心需要短走線的快速信號，也不必?fù)?dān)心由于阻抗不匹配（例如通孔或走線寬度變化）而導(dǎo)致的信號上升時間急劇下降的情況。

自動布線器會首先連接所有總線信號，因為它們數(shù)量眾多并且都在同一芯片和連接器之間傳輸。然后，它們將在總線周圍路由快速關(guān)鍵控制信號，而無需考慮由走線更長而引起的延遲，也無需考慮將控制信號路由到首先放入的總線所需要的所有過孔的反射。

自動布線器要輸入的最后一個信號是高速時鐘，因為其中只有一個或兩個。當(dāng)信號爬到總線周圍的曲折路徑并控制自動布線器已經(jīng)放下的控制信號時，該信號將在板的外邊緣上下纏繞，繞線。

較長的扭曲走線確保了較大的時鐘偏斜以及通孔產(chǎn)生的各種信號干擾。最重要的是，時鐘信號產(chǎn)生的大循環(huán)肯定會輻射大量能量并引起其他電路的干擾，并且使它無法通過FCC EMI法規(guī)。

視頻芯片的故事

1995年，另一位好友在一家視頻芯片公司工作。同樣的交易；他們的參考設(shè)計有效，但是臺灣的一個主要客戶指責(zé)他們的芯片不能在新的PCB中工作。該設(shè)計具有相同的PCB布局錯誤。

芯片公司有兩種選擇。他們要么叫客戶稱職，要么告訴他們重新布局電路板，或者他們可以對視頻IC進(jìn)行廉價的金屬掩模更換，以補(bǔ)償這種特殊的不良PCB布局。他們選擇了后者。顧客很高興。他們知道他們一直以來都是對的，當(dāng)視頻芯片供應(yīng)商向他們發(fā)送可以使用的新芯片時，他們就喜歡出色的客戶服務(wù)。

我的朋友指出，對于半導(dǎo)體公司來說，這是明智的策略。一家IC公司希望將IP（知識產(chǎn)權(quán)）引入其芯片中。您無需花錢教客戶，而可以在芯片內(nèi)部進(jìn)行工作并為此付費(fèi)。

一架F-16戰(zhàn)斗機(jī)的故事

在研究F-16戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)干擾艙時，我了解到一些公司遇到的系統(tǒng)性PCB問題。電路板布局被認(rèn)為是機(jī)械工程任務(wù)，因此我們的電氣工程師將原理圖扔到墻上，然后讓其他部門對電路板進(jìn)行布局。

我的一塊板上有一個非常高速的ECL（發(fā)射極耦合邏輯）振蕩器。8層原型板不起作用。我想知道既然我們有足夠的圖層來容納完整的地平面，他們怎么會把它弄糟。事實證明，機(jī)械工程師按形狀排列了組件，以簡化所有零件下的鋁制散熱器的設(shè)計。ECL芯片位于左上方，電阻位于中間，晶體位于右下方，距離芯片8英寸。從那時起，我們確保電氣工程師坐在ME上，就像他在PCB上放置元件一樣，然后在布局進(jìn)行制造之前檢查布局。

電源的故事

1998年我向HP咨詢時，我設(shè)計了Linear Tech LT1513IR SEPIC轉(zhuǎn)換器芯片。我查看了數(shù)據(jù)表，并告訴我的LT應(yīng)用程序工程師Jon Dutra，凌力爾特在數(shù)據(jù)表中的布局有誤。好的，您現(xiàn)在可以停止笑了。不，真的，別笑了。我小而笨。

現(xiàn)就職于Microsoft的Dutra耐心地瀏覽了數(shù)據(jù)表應(yīng)用程序部分，并解釋了為何按建議的方式布置轉(zhuǎn)換器。我有從Linear Technology退休的好朋友，他們向我保證Linear Tech有許多堅持使用LT的客戶，因為他們擁有某種應(yīng)用工程支持，從我的對錯中汲取了教訓(xùn)。我以線性技術(shù)的方式設(shè)計了SEPIC轉(zhuǎn)換器，并在第一次旋轉(zhuǎn)時就工作了。

掌上電腦的故事

當(dāng)我在掌上電腦公司工作時，我們犯了一個錯誤，那就是讓SPECCTRA自動布線12層PCB。我們認(rèn)為SPECCTRA非常智能（而且價格昂貴），因此可以在沒有監(jiān)督或人工干預(yù)的情況下使用自動布線器。當(dāng)PCI總線不工作時，我們制作了一個夾具來探測PCI總線中的每個信號。他們都在那兒，時機(jī)已經(jīng)接近，但顯然還不夠接近，無法處理掛在公共汽車上的籌碼。而這是在沒有連接器的總線中，只有走線，只跑了4或5英寸。永遠(yuǎn)不要相信無監(jiān)督的自動路由器。曾經(jīng)

消費(fèi)者DVD播放器的故事

在一家半導(dǎo)體公司期間，我們制造了芯片來為PC DVD刻錄機(jī)中的激光器供電。我看了客戶設(shè)計的柔性電路原型，并知道他們沒有高速或散熱設(shè)計的經(jīng)驗。畢竟，他們以前工作過的CD刻錄機(jī)的數(shù)據(jù)速率很慢，而且該芯片并沒有散發(fā)很多熱量。我們用了半年的時間教客戶如何設(shè)計他們的PCB。

提供幫助

不要輕視您的PCB設(shè)計。請密切注意數(shù)據(jù)表中的建議。半導(dǎo)體公司的應(yīng)用工程師會在這里為您提供幫助。但是要意識到他們是籌碼專家，而不是系統(tǒng)人員。因此，到目前為止，他們將告訴您使用分離的模擬和數(shù)字接地層，并將它們連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片下。如果板上有五個A至D芯片，他們不會告訴您該怎么辦。亨利·奧特（Henry Ott）是世界上噪聲和PCB設(shè)計最重要的方面，他將向您收取1300美元的費(fèi)用，以參加他的研討會并學(xué)習(xí)設(shè)計完整PCB系統(tǒng)而不是IC演示板的正確方法。他將向您展示如何使用組件放置和布線規(guī)則來防止設(shè)計產(chǎn)生或?qū)υ肼暶舾小?/p>

同樣，Eric Bogatin和Howard Johnson都有培訓(xùn)和課程，以確保您的設(shè)計具有良好的信號和電源完整性。您的整個部門可能沒有必要參加，但是應(yīng)該有人來解決PCB設(shè)計問題的最新解決方案。Ridley Engineering是電源供應(yīng)商的另一個不錯的資源，它可以制造測試設(shè)備，并提供有關(guān)布局和設(shè)計的課程。

如果您不希望出現(xiàn)片狀和有問題的設(shè)計，那么您應(yīng)該學(xué)習(xí)有關(guān)印刷電路板設(shè)計和制造的全部知識。這是您設(shè)計的基礎(chǔ)，沒有人想要搖搖欲墜的基礎(chǔ)。
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