pcb布线规则和技巧 pcb布线规则和技巧图解
pcb设计规则
元件面、焊接面为完整的地平面(屏蔽);1、3W规则
pcb布线规则和技巧 pcb布线规则和技巧图解
pcb布线规则和技巧 pcb布线规则和技巧图解
为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,当线中心间距不少于3倍线宽时,则可保持70%的电场不互相干扰,称为3W规则,使用10W的间距时,可以达到98%的电场不互相干扰。
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,称为边沿效应。
3、五–五规则
印制板层数选择规则,即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns,则PCB板须采用多层板,这是一般的规则,有的时候出于成本等因素的考虑,采用双层板结构时,这种情况下,将印制板的一面做为一个完整的地平面层。
4、地线回路规则
环路小规则,即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小;
在地平面分割时,要考虑到地平面与重要信号走线的分布,防止由于地平面开槽等带来的问题;
在双层板设计中,在为电源留下足够空间的情况下,应该将留下的部分用参考地填充,且增加一些必要的孔,将双面地信号有效连接起来,对一些关键信号尽量采用地线隔离;
对一些频率较高的设计,需特别考虑其地平面信号回路问题,建议采用多层板为宜。
5、串扰控制
串扰(Cross
● 加大平行布线的间距,遵循3W规则;
● 在平行线间插入接地的隔离线;
● 减小布线层与地平面的距离;
6、屏蔽保护
对应地线回路规则,实际上也是为了尽量减小信号的回路面积,多见于一些比较重要的信号,如时钟信号,同步信号;对一些特别重要,频率特别高的信号,应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计,即将所布的线上下左右用地线隔离,而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。
7、走线方向控制
考虑到空间有限时,特别是信号速率较高时,插入地平各种产品有各种不同的设计需求。例如,需要设计一款DVD的主板,需要注意的是:面隔离各布线层,用地信号线隔离各信号线。
8、走线的开环检查规则
不容许出现浮空多余的走线,为了避免产生"天线效应",减少不必要的干扰辐射。
9、阻抗匹配检查规则
同一网络的布线宽度应保持一致,线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀,当传输的速度较高时会产生反射,在设计中应该尽量避免这种情况。
在某些条件下,如接插件引出线,BGA封装的引出线类似的结构时,可能无法避免线宽的变化,应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。
10、走线匹配规则
11、走线闭环检查规则
防止信号线在不同层间形成自环,在多层板设计中容易发生此类问题,自环将引起辐射干扰。
12、走线的分枝长度控制规则
尽量控制分枝的长度,一般的要求是Tdelay<=Trise/20。
13、走线的谐振规则
主要针对高频信号设计而言,即布线长度不得与其波长成整数倍关系,以免产生谐振现象。
14、走线长度控制规则
即短线规则,走线尽量短,特别是重要的信号线如时钟线。
15、倒角规则
走线避免出现直角和锐角。
16、器件去耦规则
添加必要的去耦电容,电源先经过电容滤波后再给器件使用,去耦电容遵从靠近原则。
17、器件布局分区/分层规则
不同频率的器件,一般高速放在接口处,关于地平面,考虑将两者的地分割,然后在接口处单点连接。
对混合电路,有的将数字和模拟分别放在PCB的两面,中间用地层隔离。
18、孤立铜区控制规则
孤立铜区的出现,将带来一些不可预知的问题,因此将孤立铜区与别的信号相接,有助于改善信号质量,通常是将孤立铜区A、安全考虑,即保护接地;接地或删除。
19、电源与地线层的完整性规则
对于导通孔密集的区域,要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接,形成对平面层的分割,从而破坏平面层的完整性,并进而导致信号线在地层的回路面积增大。
20、重叠电源与地线层规则
不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰,特别是一些电压相很大的电源之间,电源平面的重叠问题一定要设法避免,难以避免时可考虑中间隔地层。
PCB上的布线都需要注意些什么?
。等长是为了保证两个分信号时刻保持相反极性,减少共模分量;等距则主要是为了保1.安规距离
2.线的载流能力
3.功率线与信号线之间隔离
4.还有一些制板的工艺要求(比如线与板间距离,线与机械孔之间距离等等啦)
如果只是布线的注意事项,主要的也就上面的几条,当然还有一些其他的细节事项。如果你问的还有布板的注意事项,那就多了,不是几句话能说清楚的
印制线路板的走线原则:
??浮地是指设备地线系统在电气上与大地绝缘的一种接地方式。
印制导线的布设应尽可能的短,在高频回路中更应如此;印制导线的拐弯应成圆角,而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能;当两面板布线时,两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合。
板布局遵循的原则:
印制线路板上的元器件放置的3)双面板上的印制线——两面的导线应避免相互平行;作为电路输人与输出用的印制导线应尽量避免相互平行,且在这些导线之间加接地线。通常顺序:
功能将其锁定,使之以后不会被误移动;
??
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;
放置小器件。
??
元器件离板边缘的距离:可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘3mm以内或至少大于板厚,这是由于在大批量生产的流水线插件和进行波峰焊时,要提供给导轨槽使用,同时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损,如果印制线路板上元器件过多,不得已要超出3mm范围时,可以在板的边缘加上3mm的辅边,辅边开V
形槽,在生产时用手掰断即可。
??
高低压之间的隔离:在许多印制线路板上同时有高压电路和低压电路,高压电路部分的元器件与低压部分要分隔开放置,隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在2000V时板上要距离2mm,在此之上以比例算还要加大,例如若要承受3000V的耐压测试,则高低压线路之间的距离应在3.5mm以上,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低压之间开槽。
印制线路板(PCB)布线注意事项有哪些
④.PCB布线时遵循的一些基本原则:
连线要精简,尽可能短,尽量少拐弯,力求走线简单明了(特殊要求除外,如阻抗匹配和时序要求3 1 1 2 S P G S).过长的走线会改变传输线的阻抗特性,使信号的上升时间变长,从而抑制信号的传输频率.
避免尖角走线和直角走线,宜45°走很多初学者中也包括有经验的工程师,但时间紧迫、急躁、过于自信,往往会草草了事,忽视后期检查。线和圆弧走线.
走线尽可能少换层,少打过孔(via).
信号间的距离(S)尽可能增大,相邻信号层的走线宜互相垂直/0斜交/弯曲走线,避免相互平行.减少串扰和耦合造成的信号干扰.
电源线和地线的宽度尽可能宽(通常为W20).
元器件换层引线和电容的引线尽可能缩短.
pcb自动布线步骤
诸如电容,反射,EMI等效应在TDR测试中几乎体现不出来,高速PCB设计工程师的重点还在开始布线之前对设计进行认真的分析以及对工具软件进行认真的设置将使设计更加符合要求。
⑤. 任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少;确定PCB的层数
电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。如果设计要求使用高密度球栅数组(BGA)组件,就必须考虑这些器件布线所需要的少布线层数。在开始设计时采用较多的电路层并使敷铜均匀分布,以避免在设计临近结束时才发现有少量信号不符合已定义的规则以及空间要求,从而被迫添加新层。在设计之前认真的规划将减少布线中很多的麻烦。
设计规则和限制
自动布线工具本身并不知道应该做些什么。为完成布线任务,布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。不同的信号线有不同的布线要求,要对所有特殊要求的信号线进行分类,不同的设计分类也不一样。每个信号类都应该有优先级,优先级越高,规则也越严格。
组件的布局
为化装配过程,可制造性设计(DFM)规则会对组件布局产生限制。如果装配部门允许组件移动,可以对电路适当优化,更便于自动布线。所定义的规则和约束条件会影响布局设计。
在布局时需考虑布线路径(routing channel)和过孔区域。这些路径和区域对设计人员而言是显而易见的,但自动布线工具一次只会考虑一个信号,通过设置布线约束条件以及设定可布信号线的层,可以使布线工具能像设计师所设想的那样完成布线。
扇出误区一:认为分信号不需要地平面作为回流路径,或者认为分走线彼此为对方提供回设计
在扇出设计阶段,要使自动布线工具能对组件引脚进行连接,表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔,以便在需要更多的连接时,电路板能够进行内层连接、在线测试(ICT)和电路再处理。
为了使自动布线工具效率,一定要尽可能使用的过孔尺寸和印制线。要采用使布线路径数的过孔类型。进行扇出设计时,要考虑到电路在线测试问题。
手动布线以及关键信号的处理
手动布线在现在和将来都是印刷电路板设计的一个重要过程。采用手动布线有助于自动布线工具完成布线工作。
无论关键信号的数量有多少,首先对这些信号进行布线,手动布线或结合自动布线工具均可。关键信号通常必须通过精心的电路设计才能达到期望的性能。布线完成后,再由有关的工程人员来对这些信号布线进行检查,这个过程相对容易得多。检查通过后,将这些线固定,然后开始对其余信号进行自动布线。
自动布线
对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数,比如减小分布电感和EMC等,对于其它信号的布线也类似。所有的EDA厂商都会提供一种方法来控制这些参数。在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后,自动布线的质量在一定程度上可以得到保证。
应该采用通用规则来对信号进行自动布线。通过设置限制条件和禁止布线区来限定给定信号所使用的层以及所用到的过孔数量,布线工具就能按照工程师的设计思想来自动布线。如果对自动布线工具所用的层和所布过孔的数量不加限制,自动布线时将会使用到每一层,而且将会产生很多过孔。
采用相同的步骤对其余信号进行布线。布线次数取决于电路的复杂性和你所定义的通用规则的多少。每完成一类信号后,其余网络布线的约束条件就会减少。但随之而来的是很多信号布线需要手动干预。
自动布线的设计要点包括:
略微改变设置,试用多种路径布线;
保持基本规则不变,试用不同的布线层、不同的印制线和间隔宽度以及不同线宽、不同类型的过孔如盲孔、埋孔等;
让布线工具对那些默认的网络根据需要进行处理;
信号越不重要,自动布线工具对其布线的自由度就越大。
布线的整理
如果你所使用的EDA工具软件能够列出信号的布线长度,检查这些数据,你可能会发现一些约束条件很少的信号布线的长度很长。这个问题比较容易处理,通过手动编辑可以缩短信号布线长度和减少过孔数量。在整理过程中,你需要判断出哪些布线合理,哪些布线不合理。
电路板的外观
以前的设计常常注意电路板的视觉效果,现在不一样了。自动设计的电路板不比手动设计的美观,但在电子特性上能满足规定的要求,而且设计的完整性能得到保证。
下面是一般的设计过程和步骤。
1、确定PCB的层数电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。如果设计要求使用高密度球栅数组(BGA)组件,就必须考虑这些器件布线所需要的少布线层数。布线层的数量以及层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度,实现期望的设计效果。
2、设计规则和限制自动布线工具本身并不知道应该做些什幺。为完成布线任务,布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。不同的信号线有不同的布线要求,要对所有特殊要求的信号线进行分类,不同的设计分类也不一样。每个信号类都应该有优先级,优先级越高,规则也越严格。规则涉及印制线宽度、过孔的大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制,这些规则对布线工具的性能有很大影响。认真考虑设计要成功布线的重要一步。
3、组件的布局为优化装配过程,可制造性设计(DFM)规则会对组件布局产生限制。如果装配部门允许组件移动,可以对电路适当优化,更便于自动布线。所定义的规则和约束条件会影响布局设计。在布局时需考虑布线路径(routingchannel)和过孔区域。这些路径和区域对设计人员而言是显而易见的,但自动布线工具一次只会考虑一个信号,通过设置布线约束条件以及设定可布信号线的层,可以使布线工具能像设计师所设想的那样完成布线。
4、扇出设计在扇出设计阶段,要使自动布线工具能对组件引脚进行连接,表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔,以便在需要更多的连接时,电路板能够进行内层连接、在线测试(ICT)和电路再处理。为了使自动布线工具效率高,一定要尽可能使用大的过孔尺寸和印制线,间隔设置为50mil较为理想。要采用使布线路径数大的过孔类型。
他这个相关的一些步骤,布布线的布置好,找一些中专的。
作不现实,首先需要根据自动的编码完成作的相应步骤,完后日之后再进行作使用。
PCB布线时,地线布线原则
解决的办法是将电源层内缩,使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H(电源和地之间的介质厚度)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。本人从事高频电路设计多年,下面是我自己总结的地线布法,希望对有能有帮助。
列举以上特例,就是要告诉大家,要领会层的排布原则,而非机械照搬。在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点:
1.正确选择单点接地与多点接地
在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。
2.将数字电路与模拟电路分开
电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。
3.尽量加粗接地线
若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能,接地线的宽度应大于3mm。
4.将接地线构成闭环路
设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则b.能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以会缩小电位值,提高电子设备的抗噪声能力
pcb布线基础知识
在高速数字电路中,当PCB布线的延迟时间大于信号上升时间(或下降时间)的1/4时,该布线即可以看成传输线,为了保证信号的输入和输出阻抗与传输线的阻抗正确匹配,可以采用多种形式的匹配方法,所选择的匹配方法与网络的连接方式和布线的拓朴结构有关。布线(Layout)是PCB设计工程师基本的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个
系统的性能,大多数高速的设计理论也要终经过Layout得以实现并验证,由此可见,布
线在高速PCB设计中是至关重要的。下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其
直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,
那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说,直角走线会使传输线的
线宽发生变化,造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成
直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性
传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算:-
C=61W(Er)1/2/Z0
在上式中,C就是指拐角的等效电容(单位:pF),W指走线的宽度(单位:inch),εr
指介质的介电常数,Z0就是传输线的特征阻抗。举个例子,对于一个4Mils的50欧姆传输
上升时间变化量:
T10-90%=2.2CZ0/2 = 2.20.010150/2 = 0.556ps
通过计算可以看出,直角走线带来的电容效应是极其微小的。
由于直角走线的线宽增加,该处的阻抗将减小,于是会产生一定的信号反射现象,我们可
以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗,然后根据经验公
式计算反射系数:ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间,因
而反射系数为0.1左右。而且,从下图可以看到,在W/2线长的时间内传输线阻抗变化到小,再经过W/2时
间又恢复到正常的阻抗,整个发生阻抗变化的时间极短,往往在10ps之内,这样快而且微
小的变例如,去耦电容器应该接近IC的电源引脚,构成相同功能电路的器件优先配置在一个区域,明确层次,保证功能的实现。化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。
很多人对直角走线都有这样的理解,认为尖端容易发射或接收电磁波,产生EMI,这也成
比直线产生很明显的EMI。也许目前的仪器性能,测试水平制约了测试的性,但至少
说明了一个问题,直角走线的辐射已经小于仪器本身的测量误。
是应该放在布局,电源/地设计,走线设计,过孔等其他方面。当然,尽管直角走线带来
的影响不是很,但并不是说我们以后都可以走直角线,注意细节是每个工程师必备的基本素质,而且,随
着数字电路的飞速发展,PCB工程师处理的信号频率也会不断提高,到10GHz以上的RF设计
领域,这些小小的直角都可能成为高速问题的重点对象。
2. 分走线
分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中关键
的信号往往都要采用分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保
证其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。
何为分信号?通俗地说,就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两
个电压的值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载分信号的那一对走线就称为分
走线。
分信号和普通的单端信号走线相比,明显的优势体现在以下三个方面:
a.抗干扰能力强,因为两根分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同
全抵消。
相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。
c.时序定位,由于分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号
依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误,同时也
更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(low voltage differential
signaling)就是指这种小振幅分信号技术。
对于PCB工程师来说,关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥分走线的这些优
势。也许只要是接触过Layout的人都会了解分走线的一般要求,那就是“等长、等距”
证两者分阻抗一致,减少反射。“尽量靠近原则”有时候也是分走线的要求之一。但所有这些规则都不是用
PCB分信号设计中几个常见的误区。
流途径。造成这种误区的原因是被表面现象迷惑,或者对高速信号传输的机理认识还不够
深入。从图1-8-15的接收端的结构可以看到,晶体管Q3,Q4的发射极电流是等值,反向的
,他们在接地处的电流正好相互抵消(I1=0),因而分电路对于类似地弹以及其它可能存在于电源和地平面上
的噪音信号是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表分电路就不以参考平面作为信
号返回路径,其实在信号回流分析上,分走线和普通的单端走线的机理是一致的,即高
频信号总是沿着电感小的回路进行回流,的区别在于分线除了有对地的耦合之外,还存在相互之间的耦
合,哪一种耦合强,那一种就成为主要的回流通路,图1-8-16是单端信号和分信号的地
磁场分布示意图。
在PCB电路设计中,一般分走线之间的耦合较小,往往只占10~20%的耦合度,更多的还
是对地的耦合,所以分走线的主要回流路径还是存在于地平面。当地平面发生不连续的
时候,无参考平面的区域,分走线之间的耦合才会提供主要的回流通路,见图1-8-17所
增加EMI,要尽量避免。也有些设计人员认为,可以去掉分走线下方的参考平面,以抑
制分传输中的部分共模信号,但从理论上看这种做法是不可取的,阻抗如何控制?不给
共模信号提供地阻抗回路,势必会造成EMI辐射,这种做法弊大于利。
误区二:认为保持等间距比匹配线长更重要。在实际的PCB布线中,往往不能同时满足
分设计的要求。由于管脚分布,过孔,以及走线空间等因素存在,必须通过适当的绕线才
能达到线长匹配的目的,但带来的结果必然是分对的部分区域无法平行,这时候我们该
从上面的仿真结果看来,方案1和方案2波形几乎是重合的,也就是说,间距不等造成的影
响是微乎其微的,相比较而言,线长不匹配对时序的影响要大得多(方案3)。再从理论
分析来看,间距不一致虽然会导致分阻抗发生变化,但因为分对之间的耦合本身就不
显著,所以阻抗变化范围也是很小的,通常在10%以内,只相当于一个过孔造成的反射,这对信号传输不会造成
明显的影响。而线长一旦不匹配,除了时序上会发生偏移,还给分信号中引入了共模的
成分,降低信号的质量,增加了EMI。
可以这么说,PCB分走线的设计中重要的规则就是匹配线长,其它的规则都可以根据
设计要求和实际应用进行灵活处理。
误区三:认为分走线一定要靠的很近。让分走线靠近无非是为了增强他们的耦合,既
可以提高对噪声的免疫力,还能充分利用磁场的相反极性来抵消对外界的电磁干扰。虽说
蔽,不受外界干扰,那么我们也就不需要再让通过彼此的强耦合达到抗干扰和抑制EMI的目的了。如何才能保证
分走线具有良好的隔离和屏蔽呢?增大与其它信号走线的间距是基本的途径之一,电
磁场能量是随着距离呈平方关系递减的,一般线间距超过4倍线宽时,它们之间的干扰就
极其微弱了,基本可以忽略。此外,通过地平面的隔离也可以起到很好的屏蔽作用,这种结构在高频的(10G以上
)IC封装PCB设计中经常会用采用,被称为CPW结构,可以保证严格的分阻抗控制(2Z0
),如图1-8-19。
分走线也可以走在不同的信号层中,但一般不建议这种走法,因为不同的层产生的诸如
阻抗、过孔的别会破坏模传输的效果,引入共模噪声。此外,如果相邻两层耦合不够
紧密的话,会降低分走线抵抗噪声的能力,但如果能保持和周围走线适当的间距,串扰
米之外的辐射能量衰减已经达到60dB,足以满足FCC的电磁辐射标准,所以设计者根本不
用过分担心分线耦合不够而造成电磁不兼容问题。
3.
欢迎进入老古开发网对PCB 走线技巧进行讨论
Pro的Altium Designer 6.0
:
Pro软件的高端版本Altium Designer 6.0 2005年年底,Pro软件的原厂商Altium公司推出了Pro系列的高端版本Altium Designer 6.0。 Altium Designer 6.0,它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本,也是业界款也是一种完整的板级设计解决方案。Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件(如FPGA)设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能......
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PCB工程师需要注意的地方
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PCB工程师需要注意的地方 较多的PCB工程师,他们经常画电脑主板,对Allegro等的工具非常的熟练,但是,非常可惜的是,他们居然很少知道如何进行阻抗控制,如何使用工具进行信号完整性分析.如何使用IBIS模型我觉得真正的PCB高手应该还是信号完整性专家,而不仅仅停留在连连线,过过孔的基础上对布通一块板子容易,布好一块好难。
小资料
对于电源、地的层数以及信号层数确定后,它们之间的相对排布位置是每一个PCB工程师都不能回避的话题;
单板 层的排布一般原则:
所有信号层尽可能与地平面相邻;
尽量避免两信号层直接相邻;s
兼顾层压结构对称。
对于母板的层排布,现有母板很难控制平行长距离布线,对于板级 工作频率在50MHZ以上的(50MHZ以下的情况可参照,适当放宽),建议排布原则:
无相邻平行布线层;
所有信号层尽可能与地平面相邻;
关键信号与地层相邻,不跨分割区。
注:具体PCB的层的设置时,要对以上原则进行灵活掌握,在领会以上原则的基础上,根据实际单板的需求,如:是否需要一关键布线层、电源、地平面的分割情况等,确定层的排布,切忌生搬硬套,或抠住一点不放。
以下为单板层的排布的具体探讨:
四层板,优选方案1,可用方案3
方案 电源层数 地层数 信号层数 1 2 3 4
1 1 1 2 S G P S
2 1 2 2 G S S P
方案1 此方案四层PCB的主选层设置方案,在元件面下有一地平面,关键信号优选布TOP层;至于层厚设置,有以下建议:
满足阻抗控制芯板(GND到POWER)不宜过厚,以降低电源、地平面的分布阻抗;保证电源平面的去藕效果;为了达到一定的屏蔽效果,有人试图把电源、地平面放在TOP、BOTTOM层,即采用方案2:
此方案为了达到想要的屏蔽效果,至少存在以下缺陷:
电源、地相距过远,电源平面阻抗较大
电源、地平面由于元件焊盘等影响,极不完整
由于参考面不完整,信号阻抗不连续
实际上,由于大量采用表贴器件,对于器件越来越密的情况下,本方案的电源、地几乎无法作为完整的参考平面,预期的屏蔽效果很难实现;方案2使用范围有限。但在个别单板中,方案2不失为层设置方案。
案例(特例):设计过程中,出现了以下情况:
A、整板无电源平面,只有GND、PGND各占一个平面;
B、整板走线简单,但作为接口滤波板,布线的辐射必须关注;
C、该板贴片元件较少,多数为插件。
分析:
1、由于该板无电源平面,电源平面阻抗问题也就不存在了;
2、由于贴片元件少(单面布局),若表层做平面层,内层走线,参考平面的完整性基本得到保证,而且第二层可铺铜保证少量顶层走线的参考平面;
3、作为接口滤波板,PCB布线的辐射必须关注,若内层走线,表层为GND、PGND,走线得到很好的屏蔽,传输线的辐射得到控制;
鉴于以上原因,在本板的层的排布时,决定采用方案2,即:GND、S1、S2、PGND,由于表层仍有少量短走线,而底层则为完整的地平面,我们在S1布线层铺铜,保证了表层走线的参考平面;五块接口滤波板中,出于以上同样的分析,设计人员决定采用方案2,同样不失为层的设置经典。
方案3:此方案同方案1类似,适用于主要器件在BOTTOM布局或关键信号底层布线的情况;一般情况下,限制使用此方案;
2 PCB工程师需要注意的地方
六层板:优选方案3,可用方案1,备用方案2、4对于六层板,优先考虑方案3,优选布线层S2,其次S3、S1。主电源及其对应的地布在4、5层,层厚设置时,增大S2-P之间的间距,缩小P-G2之间的间距(相应缩小G1-S2层之间的间距),以减小电源平面的阻抗,减少电源对S2的影响;
在成本要求较高的时候,可采用方案1,优选布线层S1、S2,其次S3、S4,与方案1相比,方案2保证了电源、地平面相邻,减少电源阻抗,但S1、S2、S3、S4全部在外,只有S2才有较好的参考平面;
对于局部、少量信号要求较高的场合,方案4比方案3更适合,它能提供的布线层S2。
八层板:优选方案2、3、可用方案1
对于单电源的情况下,方案2比方案1减少了相邻布线层,增加了主电源与对应地相邻,保证了所有信号层与地平面相邻,代价是:牺牲一布线层;对于双电源的情况,采用方案3,方案3兼顾了无相邻布线层、层压结构对称、主电源与地相邻等优点,但S4应减少关键布线;方案4:无相邻布线层、层压结构对称,但电源平面阻抗较高;应适当加大3-4、5-6,缩小2-3、6-7之间层间距;
方案5:与方案4相比,保证了电源、地平面相邻;但S2、S3相邻,S4以P2作参考平面;对于底层关键布线较少以及S2、S3之间的线
间窜扰能控制的情况下此方案可以考虑;
十层板:方案2、3、可用方案1、4
方案3:扩大3-4与7-8各自间距,缩小5-6间距,主电源及其对应地应置于6、7层;优选布线层S2、S3、S4,其次S1、S5;本方案适合信号布线要求相不大的场合,兼顾了性能、成本;大家使用;但需注意避免S2、S3之间平行、长距离布线;
方案4:EMC效果,但与方案3比,牺牲一布线层;在成本要求不高、EMC指标要求较高、且必须双电源层的关键单板,建议采用此种方案;优选布线层S2、S3,对于单电源层的情况,首先考虑方案2,其次考虑方案1。方案1具有明显的成本优势,但相邻布线过多,平行长线难以控制;
十二层板:方案2、3,可用方案1、4、备用方案5
以上方案中,方案2、4具有极好的EMC性能,方案1、3具有较佳的性价比;
对于14层及以上层数的单板,由于其组合情况的多样性,这里不再一一列举。大家可按照以上排布原则,根据实际情况具体分析。
以上层排布作为一般原则,仅供参考,具体设计过程中大家可根据需要的电源层数、布线层数、特殊布线要求信号的数量、比例以及电源、地的分割情况,结合以上排布原则灵活掌握
6层板以后的各个方案在哪?
6层和8层来了
六层板,优选方案3,可用方案1,备用方案2、4
方案 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6
2 1 1 4 S1 S2 G P S3 S4
3 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3
4 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3
八层板:优选方案2、3、可用方案1
方案 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6 7 8
1 1 2 5 S1 G1 S2 S3 P S4 G2 S5
2 1 3 4 S1 G1 S2 G2 P S3 G3 S4
3 2 2 4 S1 G1 S2 P1 G2 S3 P2 S4
4 2 2 4 S1 G1 S2 P1 P2 S3 G3 S4
5 2 2 4 S1 G1 P1 S2 S3 G2 P2 S4
EMC问题
在布板的时候还应该注意EMC的抑制哦!!这很不好把握,分布电容随时存在!!
如何接地!
PCB设计原本就要考虑很多的因素,不同的环境需要考虑不同的因素.另外,我不是PCB工程师,经验并不丰富:)))
地的分割与汇接
接地的含义
电子设备的“地”通常有两种含义:一种是“大地”(安全地),另一种是“系统基准地”(信号地)。接地就是指在系统与某个电位基准面之间建立低阻的导电通路。“接大地”就是以地球的电位为基准,并以大地作为零电位,把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地相连接。
3 PCB工程师需要注意的地方
把接地平面与大地连接,往往是出于以下考虑:
B、静电泄放;接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。正确的接地既能提高产品抑制电磁干扰的能力,又能减少产品对外的EMI发射。
C、为作人员提供安全保障。
接地的目的
B、为信号电压提供一个稳定的零电位参考点(信号地或系统地);
C、屏蔽接地。
基本的接地方式
电子设备中有三种基本的接地 方式:单点接地、多点接地、浮地。
单点接地
为了减少接地阻抗,避免辐射,地线的长度应小于1/20波长。在电源电路的处理上,一般可以考虑单点接地。对于大量采用的数字电路的PCB,由于其含有丰富的高次谐波,一般不建议采用单点接地方式。
多点接地
多点接地是指设备中各个接地点都直接接到距它近的接地平面上,以使接地引线的长度短。
多点接地电路结构简单,接地线上可能出现的高频驻波现象显著减少,适用于工作频率较高的(>10MHZ)场合。但多点接地可能会导致设备内部形成许多接地环路,从而降低设备对外界电磁场的抵御能力。在多点接地的情况下,要注意地环路问题,尤其是不同的模块、设备之间组网时。地线回路导致的电磁干扰:
理想地线应是一个零电位、零阻抗的物理实体。但实际的地线本身既有电阻分量又有电抗分量,当有电流通过该地线时,就要产生电压降。地线会与其他连线(信号、电源线等)构成回路,当时变电磁场耦合到该回路时,就在地回路中产生感应电动势,并由地回路耦合到负载,构成潜在的EMI威胁。
浮地
关于接地方式的一般选取原则:
对于给定的设备或系统,在所关心的频率(对应波长为)入上,当传输线的长度L〉入,则视为高频电路,反之,则视为低频电路。根据经验法则,对于低于1MHZ的电路,采用单点接地较好;对于高于10MHZ,则采用多点接地为佳。对于介于两者之间的频率而言,只要长传输线的长度L小于/20入,则可采用单点接地以避免公共阻抗耦合。
对于接地的一般选取原则如下:
(3)高低频混合电路,混合接地。
pcb到底该如何走线
总的说来,直角走线并不是想象合理性,并给出一些比较优化的走线策略。主要从直角走线,分走线,蛇形线等三个方面来阐述。中的那么可怕。至少在GHz以下的应用中,其产生的任何PCB走线时,能够了解下需要设计的PCB板的工作原图,即:
线(εr为4.3)来说,一个直角带来的电容量大概为0.0101pF,进而可以估算由此引起的1,依据电路之前的相互联接和相互干扰完成布局和走线。
2,依据电路中高压部分和低压部分,需要注意安全间距的问题。
3,电源部分,电路中的电流和电压,需要走线的粗与细,还有安全间距。
4,数字电路和模拟电路的布局和走线。包括了高频数字信号的走线和模拟音视频的走线。
A,电源部分,可采用电源板供电方式,一样为5V和+12V,-12V.PCB走线时,电源部分布局可以靠边布局设计,注意走线的粗细和安全间距问题。
B,主控部分,如果是用MTK方案设计,需要把MTK主控的原理解好,注意时数据走线和音视频走线,接口座布局好后,可先走主控和内存数据走线。把主控的音视频脚放在接口输出端,减少音视频走线不顺畅而受到干扰的问题。
C,注意读碟部分电路,与24PIN靠近布局设计。还有面控部分电路,,等,,。
总之走线是为了能让电压电流通过,像流水一样的管道,需要尽量顺畅,走线注意电流电压的大小来定粗细和安全间距。地线一般需要大面积为佳,多考滤电路的回路问题。====,,希能帮到你一点,若有具体的产品可以一起谈讨。
PCB设计布线过程需注意哪些方面?
时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的值,所以外界的共模噪声可以被完在PCB的设计过程中,布线划分三种:
PCB layout设计规则之元件的布局首先是布通,其次是电器性能的满足,接着是美观。
布线时CAM代工优客板主要按以下原则进行:
①.一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,细宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。对数字电路的 PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地则不能这样使用)
②. 预先对要求比较严格的线(如高频线)进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。
③. 振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;
④. 尽可能采用45o的折线布线,不可使用90o折线,以减小高频信号的辐射;(要求高的线还要用双弧线)
⑥. 关键的线尽量短而粗,并在两边A、提高设备电路系统工作的稳定性;加上保护地。【PS:包地】
⑦. 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出。
⑧. 关键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用
⑨.原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查和DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。
布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法,方便测试和维修。
如何合理布局模拟电路PCB信号线?
(1)PCB信号线布局规则:
有一个公认的准则就是在所有模拟电路印制电路板中,信号线应尽可能的短,这是因为信号线越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。长,电路中的感应和电容捐合就越多,这是不希望看到的。现实情况是,不可能将所有的信号线都做成短,因而,布线时首先要考虑的就是容易产生干扰的信号线。
(2)在下列电路中信号线的布线需格外引起注PCB高级设计之热干扰及意:
1) 高频放大器/振荡器;
2) 多级放大器,特别是输出功率较高的放大器;
3) 高增益直流放大器;
4) 小信号放大器;
5) 动即相邻层的走线方向成正交结构,避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向,以减少不必要的层间窜扰;(相邻层信号不平行即可,实际情况不一定非要正交,受限于走线空间)放大器。
新人使用Altium Designer作PCB布线图有哪些注意事项
如何取舍呢?在下结论之前我们先看看下面一个仿真结果。1.遇到问题一定通过一些方式去寻找解决办法,不论是网上搜索,询问他人,都是很好的方法,有助于你对AD的进一步学习。
单点接地适用于频率较低的电路中(1MHZ以下)。若系统的工作频率很高,以致工作波长与系统接地引线的长度可比拟时,单点接地方式就有问题了。当地线的长度接近于1/4波长时,它就象一根终端短路的传输线,地线的电流、电压呈驻波分布,地线变成了辐射天线,而不能起到“地”的作用。2.了解一下PCB布线规则,规则里面有很多,了解一些重要的即可,要是你一点都不了解,DRC检测的时候可能会让你做很多重复工作。
3考虑 电源线和底线的布局 这样的话可以在网络编辑中,先加网络.适当的了解一下部分快捷键,有助于更熟练的作AD。
4.学习各个板层表示什么意思,在各个层上面画线或布线,PCB是怎样体现出来的。
5.找些PCB设计规范和技巧学习下。
pcb多层板布线要怎么做
主电源尽可能与其对)3)驱动能力。 例如,驱动电流大开关信号可以施加晶体管驱动; 在扇出数多的总线中,可以添加74LS224等缓冲区进行驱动。应地相邻;同样元件和走线的情况下,多层板更简单。好比10个人住一层楼很难住的下,但是10个人住10层很简单。 。不过一般公司为了省成本,能用8层绝不用10层。能用2层绝不用4层。。所以多层板一般都是走线比较多才用多层板。。
建议看【1元学习PADS-第三期】课堂录像。那个有0基础-6层PCB实Talk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰,主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用,克服串扰的主要措施是: 战设计。。免费的。搜索一下就有
多层板在设计的时候,各层应保持对称,而且是偶数铜层,若不对称,容易造成扭曲。多层板布线是按电路功能进行,在外层布线时,要求在焊接面多布线,元器件面少布线,有利于印制板的维修和排故。在走线方面,需要把电源层、地层和信号层分开,减少电源、地、信号之间的干扰。相邻两层印制板的线条应尽量相互垂直或走斜线、曲线,不能走平行线,以减少基板的层间耦合和干扰。
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