PCB布线设计详介

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pcb布线规则及技巧

pcb布线规则及技巧

使用自动布线工具需 要合理设置参数,以 确保布线的质量和效 果。
自动布线工具可以自 动优化线路布局,减 少线路交叉和干扰。
考虑电磁兼容性
在布线过程中需要考虑电磁兼容 性,避免线路之间的干扰和冲突。
合理选择线宽和间距,以降低电 磁干扰的影响。
考虑使用屏蔽、接地等措施,提 高电磁兼容性。
04 PCB布线中的挑战及应对 策略
模拟电路板布线
总结词:模拟电路板布线需要特别关注信号的 连续性和稳定性。
01
确保信号的连续性和稳定性,避免信号的 突变和噪声干扰。
03
02
详细描述:在模拟电路板布线中,应遵循以 下规则和技巧
04
考虑信号的带宽和频率,以选择合适的传 输线和端接方式。
优化布线长度和布局,以减小信号的延迟 和失真。
05
1 2
高速信号线应进行阻抗匹配
高速信号线的阻抗应与终端负载匹配,以减小信 号反射和失真。
敏感信号线应进行隔离
敏感信号线应与其他信号线隔离,以减小信号干 扰和噪声。
3
大电流信号线应进行散热设计
大电流信号线应考虑散热问题,以保证电路的正 常运行。
03 PCB布线技巧
优化布线顺序
01
02
03
先电源后信号
3. 解决策略:对于已存 在的电磁干扰问题,可 以尝试优化PCB布局、 改进屏蔽设计、增加滤 波器或调整接地方式等 技术手段进行改善。
05 PCB布线实例分析
高速数字电路板布线
在此添加您的文本17字
总结词:高速数字电路板布线需要遵循严格的规则和技巧 ,以确保信号完整性和可靠性。
在此添加您的文本16字
考虑电磁兼容性
布线过程中需要考虑电磁兼容性,通过合理的布线设计减小电磁干扰和辐射,提 高电路板的电磁性能。

PCB布线规则详解

PCB布线规则详解

PCB布线规则详解首先,布线规则包括了几个方面,其中包括走线规则、阻抗控制、电磁兼容性、信号完整性等。

走线规则是PCB布线中最基本的规则之一、在进行布线时,需要遵循走线的最短路径原则,尽量减小线路的长度,降低延迟和功耗。

同时,应该尽量减少线路之间的交叉和重叠,以减小串扰和干扰。

阻抗控制是保证信号传输质量的关键因素。

在高频信号传输中,信号的传播速度和波形会受到阻抗的影响。

因此,布线时需要根据设计要求来选择合适的走线宽度和间距,以控制信号的阻抗。

电磁兼容性是指电路在工作过程中不受外界电磁场的干扰,同时也不对周围环境产生干扰。

为了提高电磁兼容性,布线时需要尽量减小回路面积,减小回路的环形电流,合理安排信号线和电源线的位置,采用合适的屏蔽措施等。

信号完整性是指信号在传输过程中能够保持原始波形和稳定性。

布线时需要注意信号线的走线长度、走线路径以及信号线与电源线之间的距离等因素。

同时,还需要合理的串扰抑制措施,如通过地线隔离、差分串扰抵消、电源滤波等手段来保证信号的完整性。

除了上述的基本规则外,还需要考虑电气安全、机械强度和规划性等因素。

电气安全方面,应保证回路之间的绝缘性,避免发生触电等危险情况。

机械强度方面,需要考虑布线的嵌入度和支撑度,以避免线路断裂等问题。

规划性方面,则需考虑到后续的维护和修改,合理安排设备的布局和排线,以方便后期操作。

在实际操作中,布线规则通常会有一些特殊的要求,需要根据具体的设计需求来进行调整。

例如,对于模拟电路和数字电路,布线规则可能会有所不同。

对于高速线路和低速线路,布线规则也可能会有所不同。

因此,在进行PCB布线时,需要根据具体的电路设计要求和特点来确定合适的布线规则。

总之,PCB布线规则是保证电路性能和可靠性的重要因素。

通过遵循走线原则、控制阻抗、保证电磁兼容性和信号完整性等规则,可以提高电路的性能,降低干扰,保证电路的稳定运行。

同时,还需要考虑电气安全、机械强度和规划性等方面的要求,使电路设计达到最佳状态。

PCB布线设计详介

PCB布线设计详介

PCB布线设计详介PCB布线设计是电路设计中非常重要的一个环节,其设计质量直接关系到整个电路的稳定性和性能。

本文将对PCB布线设计的相关内容进行详细的介绍。

一、PCB布线设计的基本原则1.信号传输线要尽量短,减少信号传输时的信号损失,降低噪声干扰。

2.信号线和电源线要分开布线,避免互相干扰,减少互相串扰带来的影响。

3.布线路径尽量简单,避免交叉、弯曲、折返等复杂路径,减少布线电感和电容。

4.布线要避免悬线和盲孔,减少板间电容。

5.时钟信号和高速数据线要特别注意,要尽量短,布垂直于板面,避免与其他线路交叉干扰。

二、PCB布线的技巧1.差分线路的布线差分线路的布线技术是在高速传输系统中广泛应用的一种技术。

差分线路是指将信号线和其镜像线分开布置在PCB板上的一组线路,通过差模信号传输方式来实现。

差分信号与单端信号相比,具有抗噪声干扰、抗串扰、抗EMI(电磁干扰)能力强等特点,因此在高速传输中得到了广泛的应用。

2.布局的作用PCB布局与布线设计相辅相成,布局设计是为了让布线设计得以更好地实现。

优良的布局设计可以减少电路的噪声和信号干扰,提高电路的稳定性。

在PCB布局设计中,需注意尽量采用规则的布局结构,并在PCB布局设计中安排合理的电路模块布局。

同时还要注意小功率电路与大功率电路的分离,以及布局的美观性等。

3.选择合适的信号层在PCB布线设计中,如何选择合适的信号层是选择各层布线的关键之一,正确的选择信号层具有极其重要的作用。

总结各种信号层的特点,选择合适的信号层非常重要,一般可按以下原则进行选择:a.如何选择信号层的数量:在一般的PCB布线设计中,两、四层板较为常见,根据实际需要可选择更多的层数。

b.信号层的放置顺序:一般而言,地层作为底基础层,供电层接在地上方。

地面层主要用来进行接地和铺敷地电位,因此在信号层的选择上要注意尽量使地层尽可能地与其他层隔离开来。

其余层的放置顺序和数量根据实际电路设计需要来决定。

PCB、原理图布线规范详细版

PCB、原理图布线规范详细版

第一部分布局1 层的设置在PCB的EMC设计考虑中,首先涉及的便是层的设置:单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成:电源层、地层、信号层的相对位置以及电源、地平面的分割对单板的EMC指标至关重要。

1.1 合理的层数根据单板的电源、地的种类、信号密度、板级工作频率、有特殊布线要求的信号数量,以及综合单板的性能指标要求与成本承受能力,确定单板的层数:对于EMC指标要求苛刻 (如产品需认证CISPR16 CLASS B)而相对成本能承受的情况下,适当增加地平面乃是PCB的EMC设计的杀手铜之一。

1.1.1 Vcc、GND的层数单板电源的层数由其种类数量决定 :对于单一电源供电的 PCB,一个电源平面足够了 :对于多种电源,若互不交错,可考虑采取电源层分割 (保证相邻层的关键信号布线不跨分割区 ):对于电源互相交错(尤其是象8260等IC,多种电源供电,且互相交错)的单板,则必须考虑采用2个或以上的电源平面,每个电源平面的设置需满足以下条件•单一电源或多种互不交错的电源;•相邻层的关键信号不跨分割区;地的层数除满足电源平面的要求外,还要考虑•元件面下面(第2层或倒数第2层)有相对完整的地平面;•高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面;•关键电源有一对应地平面相邻(如48V与BGND相邻)。

1.1.2 信号层数在CAD室现行工具软件中,在网表调入完毕后,EDA软件能提供一布局、布线密度参数报告,由此参数可对信号所需的层数有个大致的判断: 经验丰富的CAD工程师,能根据以上参数再结合板级工作频率、有特殊布线要求的信号数量以及单板的性能指标要求与成本承受能力,最后确定单板的信号层数。

信号的层数主要取决于功能实现,从EMC的角度,需要考虑关键信号网络(强辐射网络以及易受干扰的小、弱信号)的屏蔽或隔离措施。

1.2 单板的性能指标与成本要求面对日趋残酷的通讯市场竞争,我们的产品开发面临越来越大的压力 :时间、质量、成本是我们能否战胜对手乃至生存的基本条件。

PCB板布局布线基本规则

PCB板布局布线基本规则

PCB板布局布线基本规则PCB(Printed Circuit Board)板布局布线是电路设计中的关键步骤之一,正确合理的布局布线可以保证电路的性能与稳定性。

下面将介绍一些PCB板布局布线的基本规则。

1.分离高频与低频信号:将高频与低频信号进行分离布局,以减少干扰。

高频信号线与低频信号线应尽可能平行布线,减少交叉。

2.分离模拟与数字信号:模拟与数字信号互相干扰的可能性较大,应将二者分离布局。

同时,在两者的接口处应预留地线屏蔽来降低非线性失真。

3.分层布局:将电路分布在不同的层次上,以减少干扰。

一般将模拟信号和数字信号分布在不同的层次上,并通过地平面、电源平面等层次进行电磁屏蔽。

4.自上而下布局:从信号源开始,自上而下分布。

这样可以减少信号线的长度,降低信号线的阻抗。

在布局时应尽量控制信号线的长度,避免过长导致信号衰减。

5.电源布局:电源是整个电路的基础,应尽可能靠近电源输入端布局,减少电源线路长度,降低电源线的阻抗。

同时,电源线应与信号线分离布线,避免互相干扰。

6.地线布局:地线在板布局中同样非常重要。

应尽量缩短地线的长度,减低地线的阻抗,并合理布局地线的走向,避免地线回团。

7.路径最佳化:布局时应保证信号路径的最短化,减少信号线的长度,降低信号传输时的延迟和衰减。

8.信号线与分量之间的距离:信号线与分量之间的距离尽可能短,可以减少耦合与串扰。

9.三角规则:同一面板上尽量遵循三角形规则,将相关信号线布局成三角形状,以减少互相干扰。

10.差分线布局:对于高速信号线,采用差分传输可以减少噪声和串扰。

差分信号线应尽可能平行布线,并保持等长。

11.布线层次顺序:布线时应按照信号的重要程度进行布线,先布线主干信号,再布线次要信号。

12.符号规范:在布线过程中应遵循相应的电气规范,使用适当的符号表示不同的信号。

总的来说,PCB板布局布线中的基本规则都是为了减少干扰、降低阻抗、缩短信号路径,保证电路的性能稳定性。

PCB布线的技巧及注意事项

PCB布线的技巧及注意事项

PCB布线的技巧及注意事项1.确定信号的类型与分类:首先需要明确信号的类型,如模拟信号、数字信号、高频信号等。

不同类型的信号在布线时需要采取不同的方式和策略。

此外,还需要将信号进行分类,根据其功能和特性确定合适的布线规则。

2.分层布线:为了降低互穿干扰和提高信号完整性,可以采用分层布线的方式。

将信号分散在不同的层次,如将地平面和电源平面分开,通过适当的间隔和规则来设计信号路径,能够有效减少信号串扰和辐射噪声。

3.地线与电源线的布线:地线是PCB布线中非常重要的一条线路,它负责回流电流和信号的引用。

在布线中,需要确保地线的连续性和低阻抗,避免开环和电流浪涌。

电源线的布线也需要注意稳定性和电流传输的需求,尽量避免电源线与信号线相互干扰。

4.信号线的长度匹配:如果需要传输同步或高速信号,信号线的长度匹配是十分重要的。

对于时序敏感的信号,如DDR总线,需要确保信号线的长度尽量相等,以避免信号的延迟差异影响其同步性能。

5.信号线的走线规则:对于高速信号,需要遵循规范的匹配走线方式,如使用直线、星形或者差分线走线等。

避免使用锯齿形的走线方式,以降低信号的串扰和辐射。

6.分区布线:如果电路较为复杂,可以将电路划分为不同的区域进行布线,以降低信号干扰和简化布线的复杂性。

每个区域可以独立进行布线并进行适当的隔离。

7.路径优化:在布线过程中,需要考虑信号的传输路径和相互之间的交叉。

尽量采用最短路径和避免交叉的方式来优化布线,以减少信号的延迟和干扰。

8.保护地线和信号线的距离:在布线中,需要保持地线和信号线的一定距离,避免信号线受到地线干扰。

一般情况下,地线和信号线的距离应大于5倍的线宽。

9.避免锯齿形走线:尽量避免使用锯齿形走线,如信号线多次转弯或穿越。

这样的走线方式容易导致信号串扰和辐射噪声。

10.引脚分配与走线规划:在进行PCB布线之前,需要进行引脚分配和走线规划。

将输入/输出端口、复位线、时钟线等关键信号的引脚安排在合适的位置,以提高布线的可行性和稳定性。

PCB板布线技巧

PCB板布线技巧

PCB板布线技巧1.合理规划布局:在开始布线之前,应该先对PCB板进行合理规划布局。

要根据电路的功能和信号传输的需求,将元器件和功能块合理地部署在PCB板上。

在布置元器件时,应该注意使信号路径尽可能的短,并保持良好的信号完整性。

2.地线和电源线设计:地线和电源线是电路中非常重要的信号线。

在布线时,要保证地线和电源线的宽度足够大以承受电流负载,并且要尽量减小地线和电源线的阻抗。

此外,还需要注意地线和电源线之间的间距,以避免相互干扰。

3.运用差分信号线:对于高速传输信号线,可以采用差分信号线布线。

差分信号线可以提高信号的抗干扰能力,减小信号线对周围环境的敏感度。

在布线时,应保持差分信号线的长度相等,并保持一定的间距,以避免互相干扰。

4.控制信号和高频信号的布线:对于控制信号和高频信号,布线时需要格外注意。

控制信号线应尽量和地线分开,以减小相互干扰的可能性。

对于高频信号线,应尽量避免走直线,而是采用更曲折的布线方式,以减小信号的辐射和串扰。

5.设计适当的信号地方向:在布线时,需要合理地选择信号的走向。

对于高频信号和运放信号,应尽量避免穿越整个板子。

信号线的走向应避免和其他高频信号和电源线相交,以减小相互干扰的可能性。

6.控制阻抗匹配:在布线中,要注意保持信号线的阻抗匹配。

如果信号线的阻抗不匹配,会导致信号的反射和损耗,从而影响信号的传输和质量。

通过控制信号线的宽度和间距,可以实现阻抗的匹配。

7.确保信号完整性:在布线时,需要注意信号的完整性。

可以通过增加电容和电感等元器件来实现信号的滤波和隔离,以减小干扰和噪声对信号的影响。

此外,还可以采用差分对地布线来降低信号的串扰。

8.注意电流回路:在布线时,需要特别关注电流回路的设计。

电流回路的布线需要注意回路的完整性,避免出现回路断开或者电流集中在其中一小段线路上的情况,从而引起电压降低和电流过载的问题。

以上就是PCB板布线的一些技巧。

在实际设计过程中,还需要根据具体的电路设计要求和特性进行合理的布线设计,从而实现电路性能和可靠性的最优化。

PCB板基础知识布局原则布线技巧设计规则

PCB板基础知识布局原则布线技巧设计规则

PCB板基础知识布局原则布线技巧设计规则PCB板(Printed Circuit Board),即印刷电路板,是电子元器件连接和支撑的重要组成部分。

在电子设备中,PCB板起到连接电子元件、传导电信号和供电的作用。

本文将介绍PCB板的基础知识、布局原则、布线技巧和设计规则。

一、PCB板的基础知识1.PCB板的分类:根据不同的材料和结构,PCB板可以分为单面板、双面板和多层板。

2.PCB板的制作工艺:PCB板的制作包括原材料选购、制板、布线、焊接和测试等过程。

3.PCB板的重要参数:常见的PCB板参数包括厚度、层数、焦耳效应、阻抗控制等。

二、PCB板的布局原则1.布局紧凑且合理:电子元件应尽量集中布置,以减少信号线的长度和杂散电磁干扰。

2.电气分区与热分区:将电子元件按照功能分区,以便降低信号干扰,同时考虑热量的分布和散热问题。

3.处理信号线和电源线的互相干扰:要尽量增加信号线和电源线的间距,并避免平行穿越,以减少互相干扰。

4.放置元件外围的预留空间:为元器件的安装和维修预留足够的空间,以方便组装和维护。

三、PCB板的布线技巧1.信号线和电源线布线:信号线和电源线应分开布线,以减少互相干扰。

信号线应尽量缩短长度,减少串扰和信号损耗。

2.确定信号线的走向:信号线的走线路径应避开高频干扰源和高功率设备。

一般情况下,信号线应尽量走直线,避免拐弯和交叉。

3.地线布线:地线是保证PCB板正常工作的重要线路,地线应尽量接近信号线,以减少回流噪声。

同时,地线应尽量宽,以降低电阻和噪声。

4.设置滤波电容:在PCB板上合适的位置加入滤波电容,可以有效降低电源杂波及其他噪声的干扰。

四、PCB板的设计规则1.规定LED、电位器和按键的位置和引脚间距。

2.规定电源线的规格、引脚间距和安全间距。

3.规定电子元件与焊盘的间距和接触面积。

4.规定PCB板的最小线宽、最小孔径和最小间距。

5.规定PCB板的阻焊、喷锡、丝印等工艺要求。

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PCB布线设计在当今激烈竞争的电池供电市场中,由于成本指标限制,设计人员常常使用双面板。

尽管多层板(4层、6层及8层)方案在尺寸、噪声和性能方面具有明显优势,成本压力却促使工程师们重新考虑其布线策略,采用双面板。

在本文中,我们将讨论自动布线功能的正确使用和错误使用,有无地平面时电流回路的设计策略,以及对双面板元件布局的建议。

自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项设计PCB时,往往很想使用自动布线。

通常,纯数字的电路板(尤其信号电平比较低,电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。

但是,在设计模拟、混合信号或高速电路板时,如果采用布线软件的自动布线工具,可能会出现一些问题,甚至很可能带来严重的电路性能问题。

例如,图1中显示了一个采用自动布线设计的双面板的顶层。

此双面板的底层如图2所示,这些布线层的电路原理图如图3a和图3b所示。

设计此混合信号电路板时,经仔细考虑,将器件手工放在板上,以便将数字和模拟器件分开放置。

采用这种布线方案时,有几个方面需要注意,但最麻烦的是接地。

如果在顶层布地线,则顶层的器件都通过走线接地。

器件还在底层接地,顶层和底层的地线通过电路板最右侧的过孔连接。

当检查这种布线策略时,首先发现的弊端是存在多个地环路。

另外,还会发现底层的地线返回路径被水平信号线隔断了。

这种接地方案的可取之处是,模拟器件(12位A/D转换器MCP3202和2.5V参考电压源MCP4125)放在电路板的最右侧,这种布局确保了这些模拟芯片下面不会有数字地信号经过。

图3a和图3b所示电路的手工布线如图4、图5所示。

在手工布线时,为确保正确实现电路,需要遵循一些通用的设计准则:尽量采用地平面作为电流回路;将模拟地平面和数字地平面分开;如果地平面被信号走线隔断,为降低对地电流回路的干扰,应使信号走线与地平面垂直;模拟电路尽量靠近电路板边缘放置,数字电路尽量靠近电源连接端放置,这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。

这两种双面板都在底层布有地平面,这种做法是为了方便工程师解决问题,使其可快速明了电路板的布线。

厂商的演示板和评估板通常采用这种布线策略。

但是,更为普遍的做法是将地平面布在电路板顶层,以降低电磁干扰。

ﻭ图1 采用自动布线为图3所示电路原理图设计的电路板的顶层ﻭ图2 采用自动布线为图3所示电路原理图设计的电路板的底层ﻭ图3a 图1、图2、图4和图5中布线的电路原理图ﻭ图3b 图1、图2、图4和图5中布线的模拟部分电路原理图有无地平面时的电流回路设计对于电流回路,需要注意如下基本事项:1. 如果使用走线,应将其尽量加粗PCB上的接地连接如要考虑走线时,设计应将走线尽量加粗。

这是一个好的经验法则,但要知道,接地线的最小宽度是从此点到末端的有效宽度,此处“末端”指距离电源连接端最远的点。

2. 应避免地环路3. 如果不能采用地平面,应采用星形连接策略(见图6)通过这种方法,地电流独立返回电源连接端。

图6中,注意到并非所有器件都有自己的回路,U1和U2是共用回路的。

如遵循以下第4条和第5条准则,是可以这样做的。

4. 数字电流不应流经模拟器件数字器件开关时,回路中的数字电流相当大,但只是瞬时的,这种现象是由地线的有效感抗和阻抗引起的。

对于地平面或接地走线的感抗部分,计算公式为V =Ldi/dt,其中V是产生的电压,L是地平面或接地走线的感抗,di是数字器件的电流变化,dt是持续时间。

对地线阻抗部分的影响,其计算公式为V= RI, 其中,V是产生的电压,R是地平面或接地走线的阻抗,I是由数字器件引起的电流变化。

经过模拟器件的地平面或接地走线上的这些电压变化,将改变信号链中信号和地之间的关系(即信号的对地电压)。

5. 高速电流不应流经低速器件与上述类似,高速电路的地返回信号也会造成地平面的电压发生变化。

此干扰的计算公式和上述相同,对于地平面或接地走线的感抗,V = Ldi/dt;对于地平面或接地走线的阻抗,V = RI 。

与数字电流一样,高速电路的地平面或接地走线经过模拟器件时,地线上的电压变化会改变信号链中信号和地之间的关系。

ﻭ图4 采用手工走线为图3所示电路原理图设计的电路板的顶层ﻭ图5 采用手工走线为图3所示电路原理图设计的电路板的底层ﻭ图6如果不能采用地平面,可以采用“星形”布线策略来处理电流回路ﻭ图7分隔开的地平面有时比连续的地平面有效,图b)接地布线策略比图a) 的接地策略理想6. 不管使用何种技术,接地回路必须设计为最小阻抗和容抗7.如使用地平面,分隔开地平面可能改善或降低电路性能,因此要谨慎使用分开模拟和数字地平面的有效方法如图7所示图7中,精密模拟电路更靠近接插件,但是与数字网络和电源电路的开关电流隔离开了。

这是分隔开接地回路的非常有效的方法,我们在前面讨论的图4和图5的布线也采用了这种技术。

工程领域中的数字设计人员和数字电路板设计专家在不断增加,这反映了行业的发展趋势。

尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展,但仍然存在,而且还会一直存在一部分与模拟或现实环境接口的电路设计。

模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处,但要获得更好的结果时,由于其布线策略不同,简单电路布线设计就不再是最优方案了。

本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面,讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。

模拟和数字布线策略的相似之处旁路或去耦电容在布线时,模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容,都需要靠近其电源引脚连接一个电容,此电容值通常为0.1mF。

系统供电电源侧需要另一类电容,通常此电容值大约为10mF。

这些电容的位置如图1所示。

电容取值范围为推荐值的1/10至10倍之间。

但引脚须较短,且要尽量靠近器件(对于0.1mF电容)或供电电源(对于10mF电容)。

在电路板上加旁路或去耦电容,以及这些电容在板上的位置,对于数字和模拟设计来说都属于常识。

但有趣的是,其原因却有所不同。

在模拟布线设计中,旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号,如果不加旁路电容,这些高频信号可能通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。

一般来说,这些高频信号的频率超出模拟器件抑制高频信号的能力。

如果在模拟电路中不使用旁路电容的话,就可能在信号路径上引入噪声,更严重的情况甚至会引起振动。

对于控制器和处理器这样的数字器件,同样需要去耦电容,但原因不同。

这些电容的一个功能是用作“微型”电荷库。

在数字电路中,执行门状态的切换通常需要很大的电流。

由于开关时芯片上产生开关瞬态电流并流经电路板,有额外的“备用”电荷是有利的。

如果执行开关动作时没有足够的电荷,会造成电源电压发生很大变化。

电压变化太大,会导致数字信号电平进入不确定状态,并很可能引起数字器件中的状态机错误运行。

流经电路板走线的开关电流将引起电压发生变化,电路板走线存在寄生电感,可采用如下公式计算电压的变化:V = LdI/dt其中,V = 电压的变化;L = 电路板走线感抗;dI = 流经走线的电流变化;dt =电流变化的时间。

因此,基于多种原因,在供电电源处或有源器件的电源引脚处施加旁路(或去耦)电容是较好的做法。

电源线和地线要布在一起电源线和地线的位置良好配合,可以降低电磁干扰的可能性。

如果电源线和地线配合不当,会设计出系统环路,并很可能会产生噪声。

电源线和地线配合不当的PCB设计示例如图2所示。

此电路板上,设计出的环路面积为697cm2。

采用图3所示的方法,电路板上或电路板外的辐射噪声在环路中感应电压的可能性可大为降低。

模拟和数字领域布线策略的不同之处地平面是个难题电路板布线的基本知识既适用于模拟电路,也适用于数字电路。

一个基本的经验准则是使用不间断的地平面,这一常识降低了数字电路中的dI/dt(电流随时间的变化)效应,这一效应会改变地的电势并会使噪声进入模拟电路。

数字和模拟电路的布线技巧基本相同,但有一点除外。

对于模拟电路,还有另外一点需要注意,就是要将数字信号线和地平面中的回路尽量远离模拟电路。

这一点可以通过如下做法来实现:将模拟地平面单独连接到系统地连接端,或者将模拟电路放置在电路板的最远端,也就是线路的末端。

这样做是为了保持信号路径所受到的外部干扰最小。

对于数字电路就不需要这样做,数字电路可容忍地平面上的大量噪声,而不会出现问题。

元件的位置如上所述,在每个PCB设计中,电路的噪声部分和“安静”部分(非噪声部分)要分隔开。

一般来说,数字电路“富含”噪声,而且对噪声不敏感(因为数字电路有较大的电压噪声容限);相反,模拟电路的电压噪声容限就小得多。

两者之中,模拟电路对开关噪声最为敏感。

在混合信号系统的布线中,这两种电路要分隔开,如图4所示。

PCB设计产生的寄生元件PCB设计中很容易形成可能产生问题的两种基本寄生元件:寄生电容和寄生电感。

设计电路板时,放置两条彼此靠近的走线就会产生寄生电容。

可以这样做:在不同的两层,将一条走线放置在另一条走线的上方;或者在同一层,将一条走线放置在另一条走线的旁边,如图5所示。

在这两种走线配置中,一条走线上电压随时间的变化(dV/dt)可能在另一条走线上产生电流。

如果另一条走线是高阻抗的,电场产生的电流将转化为电压。

快速电压瞬变最常发生在模拟信号设计的数字侧。

如果发生快速电压瞬变的走线靠近高阻抗模拟走线,这种误差将严重影响模拟电路的精度。

在这种环境中,模拟电路有两个不利的方面:其噪声容限比数字电路低得多;高阻抗走线比较常见。

采用下述两种技术之一可以减少这种现象。

最常用的技术是根据电容的方程,改变走线之间的尺寸。

要改变的最有效尺寸是两条走线之间的距离。

应该注意,变量d在电容方程的分母中,d增加,容抗会降低。

可改变的另一个变量是两条走线的长度。

在这种情况下,长度L降低,两条走线之间的容抗也会降低。

另一种技术是在这两条走线之间布地线。

地线是低阻抗的,而且添加这样的另外一条走线将削弱产生干扰的电场,如图5所示。

电路板中寄生电感产生的原理与寄生电容形成的原理类似。

也是布两条走线,在不同的两层,将一条走线放置在另一条走线的上方;或者在同一层,将一条走线放置在另一条的旁边,如图6所示。

在这两种走线配置中,一条走线上电流随时间的变化(dI/dt),由于这条走线的感抗,会在同一条走线上产生电压;并由于互感的存在,会在另一条走线上产生成比例的电流。

如果在第一条走线上的电压变化足够大,干扰可能会降低数字电路的电压容限而产生误差。

并不只是在数字电路中才会发生这种现象,但这种现象在数字电路中比较常见,因为数字电路中存在较大的瞬时开关电流。

为消除电磁干扰源的潜在噪声,最好将“安静”的模拟线路和噪声I/O端口分开。

要设法实现低阻抗的电源和地网络,应尽量减小数字电路导线的感抗,尽量降低模拟电路的电容耦合。

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