良好的EMC性能的PCB布线要点

良好的EMC性能的PCB布线要点
良好的EMC性能的PCB布线要点

良好的EMC性能的PCB布线要点

提起PCB布线,许多工程技术人员都知道一个传统的经验:正面横向走线、反面纵向走线,横平竖直,既美观又短捷;还有个传统经验是:只要空间允许,走线越粗越好。可以明确地说,这些经验在注重EMC的今天已经过时。

要使单片机系统有良好的EMC性能,PCB设计十分关键。一个具有良好的EMC性能的PCB,必须按高频电路来设计——这是反传统的。单片机系统按高频电路来设计PCB的理由在于:尽管单片机系统大部分电路的工作频率并不高,但是EMI的频率是高的,EMC测试的模拟干扰频率也是高的[5]。要有效抑制EMI,顺利通过EMC测试,PCB的设计必须考虑高频电路的特点。PCB按高频电路设计的要点是: (1)要有良好的地线层。良好的地线层处处等电位,不会产生共模电阻偶合,也不会经地线形成环流产生天线效应;良好的地线层能使EMI以最短的路径进入地线而消失。建立良好的地线层最好的方法是采用多层板,一层专门用作线地层;如果只能用双面板,应当尽量从正面走线,反面用作地线层,不得已才从反面过线。

(2)保持足够的距离。对于可能出现有害耦合或幅射的两根线或两组或要保持足够的距离,如滤波器的输入与输出、光偶的输入与输出、交流电源线与弱信号线等。

(3)长线加低通滤波器。走线尽量短捷,不得已走的长线应当在合理的位置插入C、RC或LC低通滤波器。

(4)除了地线,能用细线的不要用粗线。因为PCB上的每一根走线既是有用信号的载体,又是接收幅射干扰的干线,走线越长、越粗,天线效应越强。

PCB的EMC设计

1 PCB的EMC简单对策

同系统EMC的解决措施一样,PCB的EMC也要针对其三要素(干扰源、耦合途径、敏感装置)对症下药:

降低EMI强度

切断耦合途径

提高自身的抗扰能力

针对PCB的耦合途径之一传导干扰,我们通常采用扩大线间距、滤波等措施;

针对PCB的耦合途径之二辐射干扰,我们通常主要采取控制表层布线,

增加屏蔽等手段;

2、单板层设置的一般原则

A.元器件下面(顶层、底层)为地平面,提供器件屏蔽层以及顶层布线提供回流平面;

B.所有信号层尽可能与地平面相邻(确保关键信号层与地平面相邻),关键信号不跨分割;

C.尽量避免两信号层直接相邻;

D.主电源尽可能与其对应地相邻;

E.兼顾层压结构对称;

具体PCB的层设置时,要对以上原则进行灵活掌握(?),根据实际单板的需求,确定层的排布,切忌生搬硬套。以下为为单板层排布方案,供大家参考:

层数电源地信号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4 1 1 2 S1 G1 P1 S2

6 1 2 3 S1 G1 S2 P1 G2 S3

6 1 1 4 S1 G1 S2 S3 P1 S4

8 1 3 4 S1 G1 S2 G2 P1 S3 G3 S4

8 2 2 4 S1 G1 S2 P1 G2 S3 P2 S4

10 2 3 5 S1 G1 P1 S2 S3 G2 S4 P2 G3 S5

10 1 3 6 S1 G1 S2 S3 G2 P1 S4 S5 G3 S6

12 1 5 6 S1 G1 S2 G2 S3 G3 P1 S4 G4 S5 G5 G6

12 2 4 6 S1 G1 S2 G2 S3 P1 G3 S4 P2 S5 G4 S6

以六层板为例,以下有3种方案:

A.S1 G1 S2 S3 P1 S4

B.S1 G1 S2 P1 G2 S3

C.S1 G1 S2 G2 P1 S3

优先考虑方案B,并优先考虑布线层S2,其次是S3、S1;

在成本较高时,可采用方案A,优选布线层S1,S2,其次是S3,S4;对于局部、少量信号要求较高的场合,方案C比方案A更合适;(为什么?)

(注意,在考虑电源、地平面的分割情况下,实际情况因分割等因素可能有所出入)

3.电源、地系统的设计

3.1 滤波设计

3.1.1滤波电路的基本概念

滤波电路是由电感、电容、电阻、铁氧体磁珠和共模线圈等构成的频率选择性网络,低通滤波器是EMC抑制技术中普遍应用的滤波器,低频信号可以很小的衰减通过,而高频信号则被滤除。

3.1.2 电源滤波

电源的滤波有三层:

A.电源经滤波处理后,分别跨入单板各模块,此部分中间的电源通路滤波处理

B.板级滤波:储能、滤波电容

C.元件级滤波:去耦电容

3.1.2.1 典型分散式供电单板电源的设计

A.按照原理框图布局,电源流向清晰,避免输入、输出交叉布局;B.先防护,后滤波,防护通道线宽》50MIL;

C.各功能模块相对集中、紧凑(如模块电源的CASE管脚上电容靠近CASE管脚放置,且CASE管脚到电容的连线短而粗),严禁交叉、错位;

D.整个电流通路布线(或铜箔)线宽满足栽流能力要求,且》50MIL (我司可适当减小)

E.电源输入到DC/DC的输入侧,除对应的平面外,一般采用内电层挖空处理,接口电源电源对应区域无其它走线、平面穿过;

F.VCC输出滤波电路靠近DC/DC输出位置;

3.1.2.2单板内部电源的设计

A.板内分支电源的设计

板内分支电源常用的为派型滤波、LC滤波或DC/DC变换,此类分支电源的设计要求为:

(1)靠近使用该电源的电路布局;滤波电路布局要紧凑;

(2)整个电源通道的线宽要满足载流需求;

B.关键芯片的电源设计

对于一些功耗大、高频、高速器件,其电源要求:

(1)在该芯片周围均匀放置1-4个电容(储能);

(2)对于芯片手册指定的电源管脚,必须就近放置去藕电容,对去藕无特殊需求的情况下,可酌情考虑放置适当的去藕电容;

(3)滤波电容靠近IC的电源管脚放置,位置、数量适当;

3.2 地设计

3.2.1常见接地方式及其特点:

A.单点串联接地

B.单点并联接地

C.多点接地

D.混合接地

单点接地的好处是接地线比较明确清楚,但在高频时阻抗大,可能影响IC自身的稳定工作,更多的时候是产生共阻抗干扰耦合到相邻的共地线IC上。我司现在根据单板的工作频率酌情处理,但在频率较高时,建议尽量减少使用单点接地(硬件提供此类要求)。

多点接地的优点是IC工作有各自的电流回路,不会产生共地线阻抗的互扰问题,同时接地线很短,减少地线阻抗。但其不足之处为:单板高频回路数量剧增,这些高频电流回路对磁场很敏感(EMS能力差),所以在进行设计时需要注意。

混合接地结合了两者特点,低频电流单点接地,高频电流将沿着各自IC 的接地电容回流,相互独立。(需要LAYOUT人员丰富自己的硬件知识)

3.2.2单板中各种地的命名和意义

PGND:机壳地。和系统或插框的金属外壳相连,即和系统的基准地(大地)相连,主要作用是为异地系统之间的相互通信提供统一的信号基准,同时为各种防护滤波电路通路电流的旁路点。

GND:系统地。为系统或插框内各个单板之间的通信提供基准(参考),多板集成时,主要存在主板上,一般形式为平面方式。单板上为DGND

和GND连接。

DGND:数字信号地。是单板上各种数字电路和IC工作的基准。AGND:模拟信号地。是单板上各种模拟电路和IC工作的基准。

(单板接地建议)

3.3 电源、地的分割

电源平面的设置需要满足以下条件:

A.单一电源或多种互不交错的电源;

B.相邻层的关键信号不跨分割区;

(地平面的设置除满足电源平面的要求外,还要考虑回流的距离)C.元件面的下面(等2层或倒数第2层)有相对完整的平面;D.高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面;

E.关键电源有一对应地平面相邻;

3.4 20H规则

什么是20H规则?

由于电源层与地层之间的电场是变化的,在板的边缘会向外辐射电磁干扰。我们称之为电源、地的边沿效应。

将电源层对地层适当内缩,可有效减少电源层与地层之间的对外EMI辐射,降低电源、地的边沿效应。以电源和地之间的介质厚度(H)为单位,若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩100H则可以将98%的电场限制在内。

同理,普遍要求关键布线区域相对参考平面内缩3H以上。4.PCB布局与EMC

布局的基本原则:

A.参照原理功能框图,基于信号走向,按照功能模块划分

B.数字电路与模拟电路、高速电路与低速电路、干扰源与敏感电路分开布局

C.敏感信号、强辐射信号回路面积最小

D.晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件或敏感器件远离单板对外接口连接器、敏感器件装置,推荐距离》1000MIL

E.隔离器件、A/D器件输入、输出互相分开,无耦合通路(如相邻的参考平面),最好跨接于对应的分割区

4.1 滤波电容的布局

A.单板接口位置应放置适量的储能电容;

B.所有分支电源接口电路;

C.存在较大电流变化的区域,如电源模块的输入与输出端、风扇、继电器等;

D.PCB电源接口电路(滤波);

E.去藕电容靠近电源,同时位置、数量适当;

4.2 接口电路布局

A.接口信号的滤波、防护、和隔离等器件靠近接口连接器放置,先防护,后滤波

B.接口变压器、光藕等隔离器件做到初次级完全隔离

C.变压器与连接器之间的信号网络无交叉

D.变压器对应的BOTTOM层区域尽可能没有其它器件放置

E.接口IC(网口、通信口(高速)、串口等)尽量靠近变压器或

连接器放置

F.相应,网口、通信口(高速)、串口的接收、发送端匹配电阻靠近对应的接口IC放置

4.3 时钟电路布局

A.时钟电路(晶振、时钟驱动电路等)离对外接口电路》1000MIL B.多负载时,晶振、时钟驱动电路要与对应负载呈星型排布

C.时钟驱动器靠近晶振放置,推荐曼哈顿距离《1000MIL

D.时钟输出的匹配电阻靠近晶振或时钟驱动电路的输出脚,推荐距离《1000MIL

E.晶振、时钟驱动电路必须进行LC或派型滤波,滤波电路的布局遵照电源滤波电路布局要求

F.时钟驱动电路远离敏感电路

G.不同的晶振及时钟电路不相邻放置

4.4 其它模块布局的基本原则

A.看门狗电路及复位电路远离接口

B.隔离器件如磁珠、变压器、光藕放在分割线上,且两侧分开

C.扣板连接器周围的滤波电容布局数量、位置合理

D.板内散热器接地(推荐多点接地),且远离接口,推荐距离》1000MIL;

E.A/D、D/A器件放在模拟、数字信号分界处,避免模拟、数字信

号布线交叠

F.同一差分线对上的滤波器件同层、就近、并行、对称放置

5 PCB布线与EMC

布线基本原则

A.走线短,间距宽,过孔少,无环路

B.有延时要求的走线,其长度符合要求

C.无直角,对关键信号线优先采用元弧倒角(差别不大)

D.相邻层信号走线互相垂直或相邻层的关键信号平行布线

《1000MIL

E.走线线宽无跳变或满足阻抗一致

5.1 电源、地的布线要求

A.无环路地,电源及对应地构成的回路面积小

B.共用一个电源、地过孔的管脚数《4

C.滤波电容的电源、地走线宽度、长度需优先

D.屏蔽地线接地过孔间距《3000MIL

5.2 接口电路布线

A.接口变压器等隔离器件初、次级互相隔离,无相邻平面等耦合通路,对应参考平面隔离宽度》100MIL

B.接口电路的布线要遵循先防护、后滤波的原则顺序

C.接口电路的差分线遵守:并行、同层、等长;(不同线对满足3W 原则)

D.PGND以外的参考平面与接口位置的PGND平面无重叠

E.板边接插件孔金属化,并接PGND

F.跨分割的复位线在跨分割处加桥接措施(地线或电容)

G.接口IC的电源、地参考器件手册处理,如果需要分割时,数字部分不能扩展到外接接口信号线附近

5.3时钟电路布线

A.表层无时钟线或布线长度《500MIL,关键时钟表层布线《200MIL,并且要有完整地平面作回流,跨分割位置已做桥接处理

B.晶振及时钟驱动电路区域相邻层无其它布线穿过

C.与电源滤波电路布线要求相同

D.时钟线周围避免有其它信号线(推荐满足3W)

E.不同时钟信号之间拉大距离(满足5W)

F.当时钟信号换层且回流参考平面也改变时,推荐在时钟线换层过孔旁布一接地过孔

G.时钟布线与I/O接口、端子的间距》1000MIL

H.时钟线与相邻层平行布线的平行长度《1000MIL

I.时钟线无线头,若出于增加测试点的需要,则线头长度《500MIL 5.4 其他布线要求

A.单板已做传输线阻抗控制及匹配处理

B.无孤立铜皮,散热片/器做接地处理

C.地址总线(尤其是低3位的地址总线A0、A1、A2)参照时钟布线要求

D.差分线除保持基本原则外,不能有其它线在中间

E.关键信号走线未跨分割(包括过孔,焊盘导致的参考平面缝隙)

F.滤波器等器件的输入、输出信号线未互相平行、交叉走线

G.关键信号线距参考平面边沿》3H

I. 电源》1A的电源所用的表贴器件的焊盘要至少有2个连接到相应的电源平面

PCB电路板设计注意事项

作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果电路板设计不合理性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。 不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。 原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。 l、制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确,否则以后出现安装问题麻烦可就大了。还有就是拐角地方最好用圆弧,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。 2、元件和网络的引入 把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,不然后面要费更大的力气。这里的问题一般来说有以下一些:元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。 3、元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则: 3.l放置顺序 先放置与结构有关的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。 3.2注意散热

电路板设计的预先准备工作

一、电路板设计的预先准备工作 1、绘制原理图,并且生成对应的网络表。已有了网络表情况下也可以不进行原理图的设计,直接进入PCB设计系统。 2、手工更改网络表将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致,特别是二、三极管等。 二、画出自己定义的非标准器件的封装库 建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。 三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的板框含中间的镂空等。 1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境,包括设置格点大小和类型,光标类型,板层参数,布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值,而且这些参数经过设置之后,符合个人的习惯,以后无须再去修改。 2、规划电路版,主要是确定电路板的边框,包括电路板的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.5~8mm 的外径和3.2~3.5mm 内径的焊盘。 四、打开所有要用到的PCB 库文件后,调入网络表文件和修改零件封装 这一步是非常重要的一个环节,网络表是PCB自动布线的灵魂,也是原理图设计与电路版设计的接口,只有将网络表装入后,才能进行电路板的布线。 在原理图设计时,零件的封装可能被遗忘,但可以在引进网络表时根据设计情况来修改或补充零件的封装。 五、布置零件封装的位置,也称零件布局 Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局,运行"Tools"下面的"Auto Place",用这个命令,你需要有足够的耐心。布线的关键是布局,多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件,按住鼠标左键不放,拖住这个元件到达目的地,放开左键,将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件,然后旋转、展开和整理成组,就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后,使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。 注意:零件布局,应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件,并锁定这些器件,然后是大的占位置的器件和电路的核心元件,再是外围的小元件。 六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定 假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子,应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔,有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘,最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大,将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。 放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果,存盘。

PCB电路板设计注意事项教学内容

P C B电路板设计注意 事项

作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果电路板设计不合理性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。 不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。 原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。 l、制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确,否则以后出现安装问题麻烦可就大了。还有就是拐角地方最好用圆弧,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。 2、元件和网络的引入 把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,不然后面要费更大的力气。这里的问题一般来说有以下一些:元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。 3、元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则: 3.l放置顺序 先放置与结构有关的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。 3.2注意散热

二十年经验浓缩:PCB布线设计经验谈附原理图

二十年经验浓缩:PCB布线设计经验谈附原理图 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。

PCB LAYOUT安规设计注意事项

安规设计注意事项 1.零件选用 (1)在零件选用方面,要求掌握: a .安规零件有哪些?(见三.安规零件介绍) b.安规零件要求 安规零件的要求就是要取得安规机构的认证或是符合相关安规标准; c.安规零件额定值 任何零件均必须依MANUFACTURE规定的额定值使用; I 额定电压; II 额定电流; III 温度额定值; (2). 零件的温升限制 a. 一般电子零件: 依零件规格之额定温度值,决定其温度上限 b. 线圈类: 依其绝缘系统耐温决定 Class A ΔT≦75℃ Class E ΔT≦90℃ Class B ΔT≦95℃ Class F ΔT≦115℃ Class H ΔT≦140℃ c. 人造橡胶或PVC被覆之线材及电源线类: 有标示耐温值T者ΔT≦(T-25)℃ 无标示耐温值T者ΔT≦50℃ d. Bobbin类: 无一定值,但须做125℃球压测试; e. 端子类: ΔT≦60℃ f. 温升限值 I. 如果有规定待测物的耐温值(Tmax),则: ΔT≦Tmax-Tmra II. 如果有规定待测物的温升限值(ΔTmax),则: ΔT≦ΔTmax+25-Tmra 其中Tmra=制造商所规定的设备允许操作室温或是25℃ (3).使用耐然零件: a.PCB: V-1以上; b.FBT, CRT, YOKE :V-2以上; c.WIRING HARNESS:V-2以上; d.CORD ANONORAGE: HB以上; e.其它所有零件: V-2以上或HF-2以上; f.例外情形: 下述零件与电子零件(限会在失误状况下,因温度过高而引燃的电子零件)若相隔13mm以上,或是相互间以至少V-1等级之障碍物隔开,则其耐燃等级要求如下: I.小型的齿轮,凸轮,皮带,轴承及其它小零件,不须防火证明; II.空气载液的导管,粉状物容器及发泡塑料零件,防火等级为HB以上或HBF以上 g.下述件不须防火证明: I.胶带;

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2007-06-2316:38:49 大中小 电阻AXIAL0.30.4 三极管TO-92AB 电容RAD0.10.2 发光二极管DZODE0.1 单排针SIP+脚数 双排针DIP+脚数 电解电容RB.1.2。。。。。。。} 电阻AXIAL 无极性电容RAD 电解电容RB- 电位器VR 二极管DIODE 三极管TO 电源稳压块78和79系列TO-126H和TO-126V 场效应管和三极管一样 整流桥D-44D-37D-46

单排多针插座CONSIP 双列直插元件DIP 晶振XTAL1 电阻:RES1,RES2,RES3,RES4;封装属性为axial系列 无极性电容:cap;封装属性为RAD-0.1到rad-0.4 电解电容:electroi;封装属性为rb.2/.4到rb.5/1.0 电位器:pot1,pot2;封装属性为vr-1到vr-5 二极管:封装属性为diode-0.4(小功率)diode-0.7(大功率) 三极管:常见的封装属性为to-18(普通三极管)to-22(大功率三极管)to-3(大功率达林 顿管) 电源稳压块有78和79系列;78系列如7805,7812,7820等 79系列有7905,7912,7920等 常见的封装属性有to126h和to126v

印刷电路板图设计注意事项

印刷电路板图设计注意事项 一台性能优良的仪器,除选择高质量的元器件,合理的电路外,印刷线路板的组件布局和电气联机方向的正确结构设计是决定仪器能否可靠工作的一个关键问题,对同一种组件和参数的电路,由于组件布局设计和电气联机方向的不同会产生不同的结果,其结果可能存在很大的差异。因而,必须把如何正确设计印刷线路板组件布局的结构和正确选择布线方向及整体仪器的工艺结构三方面联合起来考虑,合理的工艺结构,既可消除因布线不当而产生的噪声干扰,同时便于生产中的安装、调试与检修等。 下面我们针对上述问题进行讨论,由于优良“结构”没有一个严格的“定义”和“模式”,因而下面讨论,只起抛砖引玉的作用,仅供参考。每一种仪器的结构必须根据具体要求(电气性能、整机结构安装及面板布局等要求),采取相应的结构设计方案,并对几种可行设计方案进行比较和反复修改。 印刷板电源、地总线的布线结构选择----系统结构:模拟电路和数字电路在组件布局图的设计和布线方法上有许多相同和不同之处。模拟电路中,由于放大器的存在,由布线产生的极小噪声电压,都会引起输出信号的严重失真,在数字电路中,TTL噪声容限为0.4V~0.6V,CMOS噪声容限为Vcc的0.3~0.45倍,故数字电路具有较强的抗干扰的能力。 良好的电源和地总线方式的合理选择是仪器可靠工作的重要保证,相当多的干扰源是通过电源和地总线产生的,其中地线引起的噪声干扰最大。 一、印刷电路板图设计的基本原则要求 1.印刷电路板的设计,从确定板的尺寸大小开始,印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制,以能恰好安放入外壳内为宜,其次,应考虑印刷电路板与外接元器件(主要是电位器、插口或另外印刷电路板)的连接方式。印刷电路板与外接组件一般是通过塑料导线或金属隔离线进行连接。但有时也设计成插座形式。即:在设备内安装一个插入式印刷电路板要留出充当插口的接触位置。 对于安装在印刷电路板上的较大的组件,要加金属附件固定,以提高耐振、耐冲击性能。 2.布线图设计的基本方法 首先需要对所选用组件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解;对各部件的位置安排作合理的、仔细的考虑,主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度,走线短,交叉少,电源,地的路径及去耦等方面考虑。各部件位置定出后,就是各部件的联机,按照电路图连接有关引脚,完成的方法有多种,印刷线路图的设计有计算机辅助设计与手工设计方法两种。 最原始的是手工排列布图。这比较费事,往往要反复几次,才能最后完成,这在没有其它绘图设备时也可以,这种手工排列布图方法对刚学习印刷板图设计者来说也是很有帮助的。计算机辅助制图,现在有多种绘图软件,功能各异,但总的说来,绘制、修改较方便,并且可以存盘贮存和打印。 接着,确定印刷电路板所需的尺寸,并按原理图,将各个元器件位置初步确定下来,然后经过不断调整使布局更加合理,印刷电路板中各组件之间的接线安排方式如下:

电路板设计时的注意事项

电路板设计时的注意事项 1.确定电路板的大概尺寸,根据大概尺寸购买合适的外壳,再根据外壳的尺寸画出电路板的外形图,电路板的外形由数控铣床加工,因此可以根据要求设计出比较复杂的形状; 2.标准元件库中没有的封装一定要自己去做,不要图省事对付画上; 3.注意DIP封装的元器件焊盘的尺寸,外径应为62mil,内径应为35mil,Protel99中的默认尺寸不恰当,应注意修改; 4.注意SIP(单列直插元器件)的焊盘尺寸,外径应为62mil,内径因为39mil,内径太小的话,插针有可能插不进去; 5.注意封装为RB-.2/.4或RAD0.2的铝电解电容或电感的焊盘尺寸,外径应为65mil以上,内径因为39mil,内径太小的话,引脚可能插不进去; 6.普通贴片电阻和贴片电容的封装选择0805; 7.注意电源线和地线的宽度不要小于20mil,电流特别大的走线宽度要加大到30mil或50mil,或者更大,100mil以上,对于专门设计的电源电路还要将覆铜加厚; 8.注意线路板上的元器件不要干涉,互相影响,要考虑到焊接、装配的方便; 9.CPU附近不要有很高的元器件,否则会影响仿真器的使用(仿真器插不进去); 10.注意对地线覆铜,覆铜时注意和已有线路的间距,要在15mil以上,太小的话,万一加工工艺不好会导致线路短路; 11.对于高频信号线,走线应尽量短,线路太长的话会增加分部电容,导致信号错误; 12.注意各安装孔的内径、外径尺寸,太大、太小都会影响安装; 13.布线完毕后,将PCB图安装1:1的比例打印出来,对于不太把握的元器件可以放到打印出来的图纸上比较,看位置、尺寸是否合适,有时标准库中的封装不一定就和实际使用的元器件一致; 以上几点内容需要在布线时仔细对比检查,看看线路板上有没有错误。蓝色标出的是需要重点检查的内容。 两边的边界线要修改为TopOverlay否则将切槽。

电路板设计报告要求

封面:***电路板设计报告 **姓名,年级专业,日期等 主要内容: 1.电路原理图(原理图的截图) 工作频率:40HZ~20KHZ 额定输出功率:(P>1W8Ω、1KHZ) 主要用途:对输入的交流信号就行功率放大 电路性质:纯模拟电路 工作原理:利用运放NE555构成同向比例放大电路对输入信号的电压进行放大;运放的输出信号经过经过两级互补功率放大器;T1和T2、T3和T4组成互补 对称功率输出级。功率管T1为NPN,功率管T2为PNP,它们参数相等,互为对偶关系,均采用发射极输出模式,放大输入信号的电流。两个二极管VD2 和VD3给T1和T2一定的正偏压,使两个三极管在静态时处于微导通状态, 以克服交越失真。当运放的输出信号大于0时,T1管导通,T2管截止。T1管 以射极输出方式将正半周期的信号传递给下一级,此时正电源+12供电;当运 放的输出信号小于0时,T1管截止,T2管以射极输出方式将正半周期的信号 传递给下一级,此时负电源-12供电。这样,T1和T2管以互补的方式交替工作,正、负电源交替供电。T3、T4管的工作原理原理与T2、T1工作原理相同,进 一步对输入信号的电流进行了放大。 关键操作步骤:1.从元件库找到设计电路需要的元件并放置;当原

可以观察出此功率放大电路的工作频率范围。当波特图的幅值下降3DB时,所 对应的输入信号的频率就是该功率放大电路稳定工作的频率。 2.参数扫描: 参数扫描分析用来研究电路中某个元件的参数在一定范围内变化时对电路性能的影响。选择图1中电阻R1为参数扫描分析元件,分析其阻值变化对电路输出波形的影响。图1功率放大电路设置为交流信号输入方式,设置正弦波输入信号频率为1kHz、幅值为1V,依次执行Simulate/Analyses/Parametet Sweep(参数扫描)命令,设置扫描方式为Linear(线性扫描),设置电阻Re扫描起始值为20kΩ,扫描终值为100kΩ,扫描点数为3,设置输出节点为10,得到如图3(a)所示参数扫描分析结果。当R1=20kΩ时,其输出的波形的幅值约为1V;R1=100kΩ时,其输出的波形的幅值约为5V;由此可知R1影响电路的电压放大倍数;与理论上同向比例放大电路计算的结果差不多。

PCB布线设计规范

印制电路板设计规范 一、适用范围 该设计规范适用于常用的各种数字和模拟电路设计。对于特殊要求的,尤其射频和特殊模拟电路设计的需量行考虑。 应用设计软件为Protel99SE。也适用于DXP Design软件或其他设计软件。 二、参考标准 GB 4588.3—88??印制电路板设计和使用 Q/DKBA—Y004—1999?华为公司内部印制电路板CAD工艺设计规范 三、专业术语 1.PCB(Print circuit Board):印制电路板 2.原理图(SCH图):电路原理图,用来设计绘制,表达硬件电路之间各种 器件之间的连接关系图。 3.网络表(NetList表):由原理图自动生成的,用来表达器件电气连接的关系 文件。 四、规范目的 1.规范规定了公司PCB的设计流程和设计原则,为后续PCB设计提供了 设计参考依据。 2.提高PCB设计质量和设计效率,减小调试中出现的各种问题,增加电 路设计的稳定性。 3.提高了PCB设计的管理系统性,增加了设计的可读性,以及后续维护的便 捷性。 4.公司正在整体系统设计变革中,后续需要自主研发大量电路板,合理的PC B设计流程和规范对于后续工作的开展具有十分重要的意义。 五、SCH图设计 5.1 命名工作 命名工作按照下表进行统一命名,以方便后续设计文档构成和网络表的生成。有些特殊器件,没有归类的,可以根据需求选择其英文首字母作为统一命名。

对于元器件的功能具体描述,可以在Lib Ref中进行描述。例如:元器件为按键,命名为U100,在Lib Ref中描述为KEY。这样使得整个原理图更加清晰,功能明确。 5.2 封装确定 元器件封装选择的宗旨是 1. 常用性。选择常用封装类型,不要选择同一款不常用封装类型,方便元器件购买,价格也较有优势。 2. 确定性。封装的确定应该根据原理图上所标示的封装尺寸检查确认,最好是购买实物后确认封装。 3. 需要性。封装的确定是根据实际需要确定的。总体来说,贴片器件占空间小,但是价格贵,制板相同面积成本高,某些场合下不适用。直插器件可靠性高,焊接方便,但所占空间大,高性能的MCU已经逐步没有了直插封装。实际设计应该根据使用环境需求选择器件。如下几个例子说明情况: a.电阻贴片和直插的选择 选择直插和贴片电阻主要从精度和功率方面考虑。直插电阻一般精度较高,可以选择0.1%甚至更高的精度,功率可以根据需要选择。常见直插电阻的功率为1/4W。一般在模拟回路采用直插封装,能够更好的保证精度。(特殊情况下也可选择贴片,但须考虑成本问题) 贴片电阻精度一般常见的为5%。功率为1/10W。基本用在数字电路。成本比直插高,但是占空间小。 b. BGA封装的问题 是否选择BGA封装的元器件,主要考虑实际的需求。BGA的特点是占空间小,管脚集成度高,可靠性好,受电磁干扰程度小。但是由于管脚密闭,对于管脚的调试不方便。同时由于BGA的环形管脚排布,使得BGA封装的元器件对于电路板设计有更高要求,一般至少需要4层以上。BGA越复杂,板的层数要求越高,设计成本越高。 c. 电源芯片的封装问题 一般的数字电路常用的稳压器芯片如AS1117-3.3/1.2等。选择封装的时候应该注意其三个管脚的定义是否与设计相同。确定电源芯片的封装定义。

硬件电路板设计方案规范

0目录 0目录 (2) 1概述 (4) 1.1适用范围 (4) 1.2参考标准或资料 (4) 1.3目的 (5) 2PCB设计任务的受理和计划 (5) 2.1PCB设计任务的受理 (5) 2.2理解设计要求并制定设计计划 (6) 3规范内容 (6) 3.1基本术语定义 (6) 3.2PCB板材要求: (7) 3.3元件库制作要求 (8) 3.3.1原理图元件库管理规范: (8) 3.3.2PCB封装库管理规范 (9) 3.4原理图绘制规范 (11) 3.5PCB设计前的准备 (12) 3.5.1创建网络表 (12) 3.5.2创建PCB板 (13) 3.6布局规范 (13) 3.6.1布局操作的基本原则 (13) 3.6.2热设计要求 (14) 3.6.3基本布局具体要求 (16) 3.7布线要求 (24) 3.7.1布线基本要求 (27) 3.7.2安规要求 (30)

3.8丝印要求 (32) 3.9可测试性要求 (33) 3.10PCB成板要求 (34) 3.10.1成板尺寸、外形要求 (34) 3.10.2固定孔、安装孔、过孔要求 (36) 4PCB存档文件 (37)

1概述 1.1 适用范围 本《规范》适用于设计的所有印制电路板(简称PCB); 规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的,以本规范为准。 1.2 参考标准或资料 下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨,使用下列标准最新版本的可能性: GB/4588.3—88 《印制电路板设计和使用》 Q/DKBA-Y001-1999《印制电路板CAD工艺设计规范》 《PCB工艺设计规范》 IEC60194 <<印制板设计、制造与组装术语与定义>> (Printed Circuit Board design manufacture and assembly-terms and definitions) IPC—A—600F <<印制板的验收条件>> (Acceptably of printed board) IEC60950 安规标准 GB/T 4677.16-1988 印制板一般检验方法

PCB电路板PCB手工布线

PCB电路板PCB手工 布线

PCB手工布线 PROTEL99SE所提供给我们的PCB设计方法有手工布线和自动布线两种。虽然自动布线的功能强大,但对于只有十来个分离元件的较为简单的电路,可以直接进行手工布线,而不必采用自动布线。况且,大多数情况下,由于采用自动布线后的线条往往不够整齐和不够美观,甚至还不合理,所以还要进行手工布线用以修整。 8.1设置PCB元件库 对PCB的编辑,只有在已经装入所需的PCB封装元件库的条件下才可以进行。在进行PCB设计前,首先要知道将会用到那些元件,这些元件都各自存在于系统的那一个PCB元件库中,有些特殊的元器件可能系统的元件库中还不曾包含进来,这还要求我们用系统提供的PCBLIB元件库编辑器制作该特殊元件,最后将这些元件所在的库一一添加进当前库(Libraries)中。只有这样,这些元件才能被放置到图幅中来。下面介绍添加和移除元件库的方法。设所用到的元件一律存在于系统提供的AdvPCB.ddb设计数据库中的PCB_FootPrints.lib封装元件库。 进入PCB界面,点击常用工具栏中的图标以打开设计管理器,点击设计管理器中的标签,点击Browse框架内的下拉列表,移动光标至Library行时点击,出现如图8-1所示的PCB 元件封装管理器。 缺省状态下,PCB将装入AdvPCB.ddb设计据库中的PCBFootPrints.lib封装元件库,该设计数据 库的默认路径为:C:\Programfiles\DesignExplorer99SE\Library\Pcb\GenericFootprints\Advpcb.ddb。其中包含最常用电阻器、电容器、二三极管、双列直插和表面贴装式集成电路等的封装外形。大多数情况下,这些元器件基本基本够用了。

(PB印制电路板)PB布线设计

(PB印制电路板)PB布线 设计

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。

PCB设计注意事项(新版本)

PCB设计注意事项
(以Protel软件为例)
2005-8-11
广州杰赛科技股份有限公司
1

? 目的: ? ? ? ? ? 满足功能上的要求; 符合可制造性要求; 尽可能降低生产成本 提高生产效率; 改善产品的质量。
2005-8-11
广州杰赛科技股份有限公司
2

1 、大面积铺铜网格 1.1 构成大面积网格的线与线之间的净空(网格中无铜的小方块)尺寸 ≥10mil×10 mil(0.254mm×0.254mm),否则在加工过程中此处的 感光膜附着力较差,容易脱落而出现多余或缺少图形的现象。另外, 建议其表面涂覆绿油而不要采用喷锡。若需要大面积铜箔表面喷锡尽 量采用实心的铜块,以免影响喷锡表面的平整度。另外,设置网格的 线宽时,不要设置得太小,否则数据量会大增。
12mil s
10mil s
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1.2 隔离环大小: 铺实心铜或铜网格时,应注意其与焊盘边缘(以下简称隔离环)的间 隙,一般要大于10mils。如果隔离环太小,则在加工过程中为了保证线 宽及孔径的大小,一般对线路及孔径都有一定的补偿,这就造成间距太 小,加工难度大;同时对于多层板,层间叠加及钻孔都有一定的偏差, 如果隔离环不够则可能会产生短路现象。
黑圈:代表隔离环,一般 要大于10mils
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4

2、 在允许的情况下尽量使对称层(如四层板,第一层与第四层、第 二层与第三层之间)的图形分布得较一致,如果设计不允许情况下尽 可能优先选择:第一层与第三层、第二层与第四层之间图形分布一 致。如果存在较大的无图形部分,则建议在此区域铺些铜网格或实心 铜,可适当地避免成品板翘曲的产生。另外,如果在孤立线路周围覆 些铜网络或实心铜,可避免产生线路烧焦、线表面因铜厚加剧导致夹 膜,产生短路。
可在此孤立的区域铺铜(网格或实心 铜)
TOP层
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BOTTOM层
5

PCB设计流程简述

PCB设计流程简述 一般PCB基本设计流程如下:前期准备、PCB结构设计、PCB布局、布线、布线优化和丝印、网络和DRC检查和结构检查、制版。 一. 前期准备 这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用peotel 自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。 注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了。 二. PCB结构设计 PCB设计中首先考虑外形尺寸,这是PCB最终装配的尺寸。与PCB安装壳体进行尺寸核实后确定PCB板的外轮廓尺寸,在CAD中将外轮廓尺寸画好后导入PCB图纸中,这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。其次要考虑禁止布线尺寸,改尺寸影响到器件安装和绝缘耐压问题,要预留足够的空间用于测试调整。充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。最后考虑异形板尺寸,尽可能使用规则外形,有利于拼板降低生产成本,减少材料浪费。 三. PCB布局

布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表(Design-》Create Netlist),之后在PCB图上导入网络表(Design-》Load Nets)。就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。一般布局按如下原则进行: 1.按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区 (怕干扰)、功率驱动区(干扰源); 2.完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时, 调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁; 3.对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置, 必要时还应考虑热对流措施; 4.I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件; 5.时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件; 6.在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独 石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容。 7.继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可); 8.布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉——需要特别注意,在放置元器时, 一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致” 。这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑。布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑。四. 布线

PCB布线设计(一)

PCB布线设计(一) 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。

电源PCB设计注意事项及经验

我的PCB设计经验 ------------------------------------------------------------------------------ 作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果电路板设计不合理性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。 不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。 原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。 1.制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确,否则以后出现安装问题麻烦可就大了。还有就是拐角地方最好用圆弧,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。 2.元件和网络的引入 把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,不然后面要费更大的力气。这里的问题一般来说有以下一些: 元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。 3.元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则:

PCB(印制电路板)布局布线技巧100问

PCB(印制电路板)布局布线技巧100问在电子产品设计中,PCB布局布线是最重要的一步,PCB布局布线的好坏将直接影响电路的性能。现在,虽然有很多软件可以实现PCB自动布局布线,但是随着信号频率不断提升,很多时候,工程师需要了解有关PCB布局布线的最基本的原则和技巧,这样才可以让自己的设计完美无缺,《PCB(印制电路板)布局布线100问》涵盖了PCB布局布线的相关基本原理和设计技巧,以问答形式解答了有关PCB布局布线方面的疑难问题,对于PCB设计人员来说是非常难得实用读物,欢迎大家在此基础上补充内容并完善。相关信息可发送到service@https://www.360docs.net/doc/2d4777587.html,。

1、[问]高频信号布线时要注意哪些问题? [答]1.信号线的阻抗匹配; 2.与其他信号线的空间隔离; 3.对于数字高频信号,差分线效果会更好; 2、[问]在布板时,如果线密,过孔就可能要多,当然就会影响板子的电气性能,请问怎样提高板子的电气性能? [答]对于低频信号,过孔不要紧,高频信号尽量减少过孔。如果线多可以考虑多层板; 3、[问]是不是板子上加的去耦电容越多越好? [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; 4、[问]一个好的板子它的标准是什么? [答]布局合理、功率线功率冗余度足够、高频阻抗阻抗、低频走线简洁. 5、[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。但相比较而言,通孔在工艺上好实现,成本较低,所以一般设计中都使用通孔。 6、[问]在涉及模拟数字混合系统的时候,有人建议电层分割,地平面采取整片敷铜,也有人建议电地层都分割,不同的地在电源源端点接,但是这样对信号的回流路径就远了,具体应用时应如何选择合适的方法? [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: 1、对于模拟信号,这提供了一个完整的传输介质和阻抗匹配; 2、地平面把模拟信号和其他数字信号进行隔离; 3、地回路足够小,因为你打了很多过孔,地有是一个大平面。 7、[问]在电路板中,信号输入插件在PCB最左边沿,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(1)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.(2)模拟部分和你的MCU是否是一个电源,在高精度电路的设计中,建议把模拟部分和数字部分的电源分开.(3)对数字部分的供电需要考虑到尽量减小对模拟电路部分的影响.

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