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104条 PCB 布局布线小技巧

来源:欧宝官方app下载  作者:欧宝全站app  2022-08-12 08:21:05  浏览: 4

  [答] 去耦电容需要在合适的位置加合适的值。例如,在你的模拟器件的供电端口就进加,并且需要用不同的电容值去滤除不同频率的杂散信号。

  [答] 布局合理、功率线功率冗余度足够、高频阻抗阻抗、低频走线、[问] 通孔和盲孔对信号的差异影响有多大?应用的原则是什么?

  [答] 采用盲孔或埋孔是提高多层板密度、减少层数和板面尺寸的有效方法,并大大减少了镀覆通孔的数量。

  [答] 如果你有高频20MHz信号线,并且长度和数量都比较多,那么需要至少两层给这个模拟高频信号。一层信号线、一层大面积地,并且信号线层需要打足够的过孔到地。这样的目的是:

  7、[问] 在电路板中,信号输入插件在PCB左边沿,mcu在靠右边,那么在布局时是把稳压电源芯片放置在靠近接插件(电源IC输出5V经过一段比较长的路径才到达MCU),还是把电源IC放置到中间偏右(电源IC的输出5V的线到达MCU就比较短,但输入电源线就经过比较长一段PCB板)?或是有更好的布局?

  [答] 首先你的所谓信号输入插件是否是模拟器件?如果是是模拟器件,建议你的电源布局应尽量不影响到模拟部分的信号完整性.因此有几点需要考虑:

  首先你的稳压电源芯片是否是比较干净,纹波小的电源.对模拟部分的供电,对电源的要求比较高;

  模拟部分和你的MCU是否是一个电源,在高电路的设计中,建议把模拟部分和数字部分的电源分开;

  [答] 差分线计算思路:如果你传一个正弦信号,你的长度差等于它传输波长的一半是,相位差就是180度,这时两个信号就完全抵消了。所以这时的长度差是值。以此类推,信号线差值一定要小于这个值。

  如INTELHUB架构中的HUBLink,一共13根,使用233MHz的频率,要求必须严格等长,以消除时滞造成的隐患,绕线是惟一的解决办法。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,延迟跟线宽、线长、铜厚、板层结构有关,但线过长会增大分布电容和分布电感,使信号质量有所下降。

  11、[问]在设计PCB时,如何考虑电磁兼容性EMC/EMI,具体需要考虑哪些方面?采取哪些措施?

  [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 叠层的安排,重要联机的走法, 器件的选择等。

  例如时钟产生器的位置尽量不要靠近对外的连接器,高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配与参考层的连续以减少反射,器件所推的信号之斜率(slew rate)尽量小以减低高频成分,选择去耦合(decoupling/bypass)电容时注意其频率响应是否符合需求以降低电源层噪声。

  另外,注意高频信号电流之回流路径使其回路面积尽量小(也就是回路阻抗loop impedance 尽量小)以减少辐射, 还可以用分割地层的方式以控制高频噪声的范围,适当的选择PCB 与外壳的接地点。

  12、[问] 请问射频宽带电路PCB的传输线设计有何需要注意的地方?传输线的地孔如何设置比较合适,阻抗匹配是需要自己设计还是要和PCB加工厂家合作?

  [答] 这个问题要考虑很多因素.比如PCB材料的各种参数,根据这些参数建立的传输线模型,器件的参数等。

  [答] 0402是手机常用;0603是一般高速信号的模块常用;依据是封装越小寄生参数越小,当然不同厂家的相同封装在高频性能上有很大差异。

  [答] 这个要综合考虑.在首先考虑布局的情况下,考虑走线、[问] 在进行高速多层PCB设计时,应该注意的问题是什么?能否做详细说明问题的解决方案。

  17、[问] 请问具体何时用2层板,4层板,6层板在技术上有没有严格的限制?(除去体积原因)是以CPU的频率为准还是其和外部器件数据交互的频率为准?

  [答] 这个很难区分,只能通过PCB布线来尽量减低布线、[问] 近我学习PCB的设计,对高速多层PCB来说,电源线、地线和信号线的线宽设置为多少是合适的,常用设置是怎样的,能举例说明吗?例如工作频率在300Mhz的时候该怎么设置?

  那么热设计的目的是采取适当的措施和方法降低元器件的温度和PCB板的温度,使系统在合适的温度下正常工作。

  1)我知道AD转换芯片下面要做模拟地和数字地的单点连接,但如果板上有多个AD转换芯片的情况下怎么处理呢?

  2)多层电路板中,多路开关(multiplexer)切换模拟量采样时,需要像AD转换芯片那样把模拟部分和数字部分分开吗?

  几个ADC尽量放在一起,模拟地数字地在ADC下方单点连接;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。

  24、[问] 在常规的网络电路设计中,有的采用把几个地连在一起,有这样的用法吗?为什么?谢谢!

  [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,总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。

  25、[问] PCB中的模拟部分和数字部分、模拟地和数字地如何有效处理?

  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。

  26、[问] 模拟电路和数字电路在PCB板设计时,对地线的设计有哪些不同?需要注意哪些问题?

  [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。

  27、[问] 去耦电容一般有两个,0.1和10的,如果面积比较紧张的情况话,如何放置两个电容,哪个放置背面好些?

  28、[问] 请问老师,射频电路中,经常会出现IQ两路信号,请问这两根线的长度是否需要一样?

  29、[问] 高频信号电路的设计与普通电路设计有什么不同吗?能以走线设计为例简单说明一下吗?

  [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、[问] 高速PCB,布线过程中过孔的避让如何处理,有什么好的建议?

  32、[问] 数字电路和模拟电路在同一块多层板上时,模拟地和数字地要不要排到不同的层上?

  33、[问] 一般数字信号传输时多几个过孔比较合适?(120Mhz以下的信号)

  34、[问] 在即有模拟电路又有数字电路的电路中,PCB板设计时如何避免互相干扰问题?

  [答] 模拟电路如果匹配合理辐射很小,一般是扰。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,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] 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。

  40、[问] 地平面可以使信号回路,但是也会和信号线产生寄生电容,这个应该怎么取舍?

  [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。

  41、[问] LDO输出当做数字电源还是模拟电源意思是数字跟模拟哪个先接电源输出好?

  [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。

  42、[问] 请问应该在模拟Vcc和数字Vcc之间用磁珠,还是应该在模拟地和数字地之间用磁珠呢?

  [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。

  44、[问] 一个好的PCB设计,需要做到自身尽量少的向外发射电磁辐射,还要防止外来的电磁辐射对自身的干扰,请问防止外来的电磁干扰,电路需要采取哪些措施呢?

  [答] 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滤波器滤除RF干扰。

  45、[问] 采用高时钟频率的快速集成电路芯片电路,在PCB板设计时如何来解决传输线效应的问题?

  [答] 你可以采用Multisim软件来仿线、[问] 有些器件的引脚较细,但是PCB板上走线较粗,连接后会不会造成阻抗不匹配的问题?如果有该如何解决?

  49、[问] 差分线一般都需要等长如果实在在LAYOUT中有困难实现,是否有其他补救措施?

  [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。

  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] 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。

  57、[问] 请问,在电路板中,一个ARM或者FPGA经常会向外连接很多RAM,FLAH这样的器件,请问这些主芯片与这些存储器之间的连线需要注意什么,过孔的数目有什么限制么?数字信号中常用的过孔孔径大小是多少?过孔孔径的大小对信号的影响大么?

  [答] 如果速度大于100MHz,则一根信号线上的过孔不要超过两个,过孔不能太小,一般,10个mil的孔径即可。

  58、[问] 请问在布双面板(高频是)的时候,顶层地和底层地相连时的过孔也是越少越好吗?那么要怎么放过孔比较合理呢?

  [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] 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。

  62、[问] 经常会看到PCB板上有很多地孔,这些地孔是越多越好吗?有什么规则吗?

  [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。

  63、[问] 在多层板布线的时候难免会有跨平面的现象。我们现在的做饭是在割平面时尽量优先照顾到差分线不跨平面。但有以为老师的说法是单端的不能跨,差分的反倒没那么严格。请教下老师对此的看法?

  [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。

  64、[问] 在高速多层PCB设计时,数字地和模拟地怎么区分?是根据器件的数据手册中说明的进行连接吗?

  65、[问] 对PCB走线的熔断电流如何考虑??PCB走线多大电流时会熔断,和哪些因素有关?

  [答] 参考0.15×线宽(mm)=A,这时电流。设计时候不能用熔断电流做预算。这样就是铜线、[问] 请问,在信号输入输出接口和电源输入接口等方面需要做哪些保护?电源为220V输入转直流时,在实际应用时,需要采取哪些防护措施?

  [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。

  68、[问] 在高频走线中如果尺寸受限,常用的走线方法或者说合理的走线方法有那些?比如说蛇形走线,可以吗?

  69、[问] 请问在使用仪表放大器时关键的输入型号,我在器件层其周围还有必要覆铜吗,我在器件的底层已经覆铜了。还有仪表放大器的反馈电阻我是用直插的,引线就长了,换成贴片的电阻温漂和就达不到要求,请问该怎样处理?

  [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。选用贴片低的电阻还是直插高的电阻哪种好,得看具体调试的结果。

  70、[问] PCB软件可以自动布线,但器件的位置布局是不是得手动放置?

  [答] 布局布线、[问] 在做PCB板制板时,PCB选材有没有什么特殊的规定或是一般如何选材?我现在在制作高频信号电路板,请问您选择什么材质的PCB板较好?

  [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。

  72、[问] 我是PCB设计的初学者,我想了解下去耦电容的选型规则是什么?还有值的大小怎么计算?

  [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。

  73、[问] 一个5khz的脉冲信号在板子上走20cm长,10mil宽的走线之后,其衰减能达到多少呢?

  [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。

  74、[问] 在高频中走的微带线走线与地平面的距离有什么要求吗?比如说大于1mm。还是没有太大的要求,只要差不多就可以了?还是要按共面波导计算?

  [答] 一定要用共面波导或者微带线的阻抗仿线、[问] 如何布线才能尽可能地降低线间高频信号的串扰?

  76、[问] 想请问在DC-DCConvertIC,在IC下方需要连接到地平面,透过Via连接到地平面,Via孔的数量多与少影响程度为何?

  [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。

  77、[问] 阻抗匹配时,若引脚给出的阻抗值为复数,即既有阻抗部分又有电抗部分,这时阻抗匹配如何做?光考虑电阻部分吗?

  78、[问] 高频中集中参数和分布参数那种比较好?要怎么选择这两种方法比较合适呢?

  80、[问] 如何在中频应用中,如何平衡放大器输入端的寄生电感和寄生电容?

  [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。

  81、[问] 怎样能有效减少电路元件间的干扰影响,以及放大器如何布局才能限度的抑制纹波的引入?

  83、[问] 在模拟地和数字地相连时,采用的方法是否在数字地处接一个合适的磁珠到模拟地?那这个磁珠要怎么选呢?

  87、[问] 在走差分线的时候由于空间限制,不能完全等距等长,请问是等距优先还是等长优先?

  [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,需要仿线、[问] 在PCB布局中,如何减少电磁干扰?另外哪些模块应该距离主控制芯片近一点?

  [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。

  89、[问] 考虑信号完整性时,如果只知道数字芯片的频率是1GHZ,一般会估算他的上升时间是为周期的1/10,即0.1ns。有何依据吗?

  [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。

  90、[问] 你好,请问ARM芯片提高电源的抗干扰,除了在电源输入端接入TVS管之外,电源输入端的输入脚要接电感比较好,还是磁珠比较好?

  91、[问] pcb板在线能不能仿真一下,也就是怎么验证下板子有没有问题?

  [答] 有些PCB软件可以做一些走线检查和完整性分析,例如cadence。

  92、[问] 在pcb布线时有些人在信号的输入输出端串一个电阻进行端接,这个作用大吗?要如何选择这个电阻呢?那些地方需要这样做呢?

  [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。

  93、[问] 对影响电源的高速脉冲串有什么好的抑制方案或者成比较系统的处理方法吗?

  [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、[问] 关于信号线的阻抗匹配,请作点介绍和作法?

  [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,很难一两句线、[问] 为什么高速信号不用分数字和模拟地?

  [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。

  98、[问] 关于差分线的等长补偿,您为何就直接建议在驱动器端补偿呢?能解释一下吗?EricBogatin的书中也只是给出结论,但无解释。

  [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] 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。

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