PCB中一些地线处理方法
1.概述
在汽车BCM 或其它控制器PCB设计时，在理想状态（即地线完整）的情况下，可以忽略地线阻抗不同引起的参考零点漂移，但实际情况做不到地线完全完整，PCB走线铜箔存在不同的阻抗，会产生瓶颈、串扰、辐射等情况，为了减少地线设计的复杂性，要考虑电流走向和干扰的途径，地线需进行分割。
2.地线设计不合理导致的现象分析
2.1 AD采样不稳定
典型PCB：
电路原理:1用一只开关K控制灯，同时通过R1，R2分压，采样电源的AD。开关断开时，I=0，12V=12V’ GND=GND’,
AD(K_off) =12V*（R2/(R1+R2)）。电源闭合式，I不为0，由于电源
和地线的铜箔有阻抗，Rp1 和Rg1产生压降。 12V’=12V-Rp1*I GND’=Rg1*I AD(K_on)=(12V’-GND’) *（R2/(R1+R2)）+ GND’
所以在K闭合和断开时MCU采样到了不同的AD。
推理，如果把灯换成其他电路，在其电流变化时影响了AD的采样值
主要原因：功率地、数字地和模拟地不分
2.2 AD采样有杂波
典型PCB：
电路原理：把上面的电路中的灯换成电机，通过R1，R2分压采样电源的AD。电机在转动的时候会产生大量的地线干扰，由于地线不分导致GND’也存在干扰，从而AD也有干扰。
主要原因：高噪声地、大电流和模拟地不分
3.分割后降低电源线和地线辐射
地线分离后，高速、大电流的地线只在小范围内引起干扰，可针对性的加入EMC元件（电感、电容、磁珠等）进行改进，避免没有方向或增加改进的复杂度。
4.地线网络的名称规定
进线地：GND
数字地：DGND
模拟地：AGND
功率地：PGND
高频地：HGND
其它： 1GND…nGND(或自定义)
5.地线分割原则
不同的地线和电源在“源头”分开，使地线电流不相互串扰，但要保证稳压效果，需在滤波电源之后分割，对于每一功能电路，电源端就进加贴片电容滤除高频噪声，对于远离稳压器的电路，需另加一个滤波电容，防止长线干扰。
6.典型控制板地线分割框图
可类推到BCM、HEV及其它控制器。
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。
地线干扰对策
地线干扰对策 4.1地环路对策从地环路干扰的机理可知，只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。如果能彻底消除地环路中的电流，则可以彻底解决地环路干扰的问题。因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。 A. 将一端的设备浮地如果将一端电路浮地，就切断了地环路，因此可以消除地环路电流。但有两个问题需要注意，一个是出于安全的考虑，往往不允许电路浮地。这时可以考虑将设备通过一个电感接地。这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小，而对于频率较高的干扰信号，设备接地阻抗较大，减小了地环路电流。但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。另一个问题是，尽管设备浮地，但设备与地之间还是有寄生电容，这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗，因此并不能有效地减小高频地环路电流。 B. 使用变压器实现设备之间的连接利用磁路将两个设备连接起来，可以切断地环路电流。但要注意，变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路，因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。否则，不仅不能改善高频隔离效果，还可能使高频耦合更加严重。因此，变压器要安装在信号接收设备的一侧。经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。 C. 使用光隔离器另一个切断地环路的方法是用光实现信号的传输。这可以说是解决地环路干扰问题的最理想方法。用光连接有两种方法，一种是光耦器件，另一种是用光纤连接。光耦的寄生电容一般为2pf，能够在很高的频率提供良好的隔离。光纤几乎没有寄生电容，但安装、维护、成本等方面都不如光耦器件。 D. 使用共模扼流圈在连接电缆上使用共模扼流圈相当于增加了地环路的阻抗，这样在一定的地线电压作用下，地环路电流会减小。但要注意控制共模扼流圈的寄生电容，否则对高频干扰的隔离效果很差。共模扼流圈的匝数越多，则寄生电容越大，高频隔离的效果越差。4.2消除公共阻抗耦合 消除公共阻抗耦合的途径有两个，一个是减小公共地线部分的阻抗，这样公共地线上的电压也随之减小，从而控制公共阻抗耦合。另一个方法是通过适当的接地方式避免容易相互干扰的电路共用地线，一般要避免强电电路和弱电电路共用地线，数字电路和模拟电路共用地线。如前所述，减小地线阻抗的核心问题是减小地线的电感。这包括使用扁平导体做地线，用多条相距较远的并联导体作接地线。对于印刷线路板，在双层板上布地线网格能够有效地减小地线阻抗，在多层板中专门用一层做地线虽然具有很小的阻抗，但这会增加线路板的成本。通过适当接地方式避免公共阻抗的接地方法是并联单点接地，如图 4 所示。并联接地的缺点是接地的导线过多。因此在实际中，没有必要所有电路都并联单点接地，对于相互干扰较少的电路，可以采用串联单点接地。例如，可以将电路按照强信号，弱信号，模拟信号，数字信号等分类，然后在同类电路内部用串联单点接地，不同类型的电路采用并联单点接地。5．小结 地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗，当电流流过地线时，会在地线上产生电压，这就是地线噪声。在这个电压的驱动下，会产生地线环路电流，形成地环路干扰。当两个电路共用一段地线时，会形成公共阻抗耦合。解决地环路干扰的方法有切断地环路，增加地环路的阻抗，使用平衡电路等。解决公共阻抗耦合的方法是减小公共地线部分的阻抗，或采用并联单点接地，彻底消除公共阻抗.
pcb电路板设计报告
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噪声与接地对音频系统的影响
噪声与接地对音频系统的影响 【摘要】噪声对音频系统指标影响很大，接地的重要性越来越受广大技术人员的关注。本文对噪声来源、接地系统分类以及抑制系统噪声的措施进行了简单介绍。 【关键词】星地信号地线保护接地屏蔽接地噪声抑制 在音频系统中，接地是抑制噪声和防止干扰、保证设备电磁兼容性、提高可靠性的重要技术措施。正确的接地即能抑制干扰的影响，又能抑制设备向外发射干扰；反之，错误的接地反而会引入严重的干扰，甚至使设备无法正常工作。 看来噪声与接地问题就像是一对形影不离的双胞胎，以下就接地对音频系统的影响进行分析探讨。 一. 噪声来源 作为音频系统的噪声来源主要可分为下面几大类： 第一类是系统设备本身的固有噪声。目前广播播控设备的单机技术指标都很高，有很低的本机噪声指标。但是当多台设备级连时，噪声就会积累增加。实践应用中，有些低档次的民用音响设备会因为内部电源滤波不好，使得设备本身的交流噪声很大，在音响系统中有时会形成很严重的噪声。 第二类是外部的电磁辐射干扰引起的噪声。如手机、对讲机等通讯设备的高频电磁波辐射干扰、周围环境的空调、汽车点火、电焊等电脉冲辐射、演播厅灯光控制采用可控硅整流设备所产生的辐射，都会通过音频传输线直接混入传输信号中形成噪声、或穿过屏蔽不良的机器设备的外壳干扰机内电路产生干扰噪声。 第三类是电源干扰噪声。音响设备的外部干扰，除电磁辐射方式外，电源部分引入干扰噪声将是另一个产生噪声的主要原因。由于各种照明设备、动力设备、控制设备共同接入，形成了一个十分严重的干扰源。如接在同一电网中的灯光调控设备、空调、马达等设备会在电源线路上产生尖峰脉冲、浪涌电路，不同频率的纹波电压，通过电源线路窜入音响设备的供电电源，总会有一部分干扰噪声无法通过音响设备的电源电路有效的滤除，将必然会在设备内部形成噪声。尤其是同一电网中的电磁兼容性不达要求的大功率设备，是干扰音响设备的主要原因。 第四类是接地回路噪声。在音响系统中，必须要求整个系统有良好的接地，接地电阻要求小于4欧姆。否则，在音响系统中设备由于各种辐射和电磁感应产生的感应电荷将不能够流入大地，从而形成噪声电压叠加在音频信号中。 如果在不同设备的地线之间由于接地电阻的不同而存在地电位差，或者在系统的内部接地存在回路时，则会引起接地噪声。两个不同的音响系统互连时，也有可能产生噪声，噪声是由两个系统的地线直接相连造成的。 二. 接地系统 系统接地的原意指与真正的大地连接以提供雷击放电的通路，例如避雷针的一端埋入大地，后来成为对电气设备和电力设施提供漏电保护的放电通路的技术措施。 声频系统的“地”，是零信号参考点，也叫做接地点。在声频系统中，这个点必须是单一的，不允许有第二个点或第三个点出现。因此，系统所有设备的接地点必须汇总接到一个“点”上，这个点也叫做“星地”。“星地”的接地电阻愈小愈好，一般须低于2欧。“星地”应该用一条足够粗的多股铜线接到大地上去，这就是信号地线。 1.接地系统的任务 广播中心的接地系统包括声频（工艺）接地、高频接地、计算机系统接地、电话接地、电力接地和防
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
抗干扰的接地处理及屏蔽处理
抗干扰的接地处理及屏蔽处理 抗干扰接地处理的主要内容：（1）避开地环电流的干扰；（2）降低公共地线阻抗的耦合干扰。 “一点接地”有效地避开了地环电流；而在“一点接地”前提下，并联接地则是降低公共地线阻抗的耦合干扰的有效措施；它们是工业控制系统采用的最基本的接地方法。 工业控制系统接地的含义不一定就是接大地。例如直流接地只是定义电路或系统的基准电位。它可以悬浮，但要求与大地严格绝缘。通常，其绝缘电阻要达到50 MΩ以上。直流地悬浮隔离了交流地网的干扰，经济简便，工程中经常使用。直流地悬浮的缺点是机器容易带静电，如果该静电电位过高，会损坏器件，击伤操作人员等等；而且，如果这时直流地与大地的绝缘电阻减小，可能会产生很多原先没有想到的干扰。直流地接大地，按照国家标准，要埋设一个不大于４Ω的独立接地体。但无论直流地悬浮或者接大地，直流地与大地之间的电位都存在着间接或者直接的关系。工业控制机所操作的各种输入输出信号之间接地是否合理，不只是形成相互耦合干扰的问题，有时还危及计算机系统的安全。在实际的工业控制系统中，各种通道的信号频率大多在１MHz内，属于低频范围。因此，谈谈低频范围的接地。 1. 串联接地 在串联接地方式中，各电路各有一个电流i1、i2、i3等流向接地点。由于地线存在电阻，因此，每个串联接点的电位不再是零，于是各个电路间相互发生干扰。尤其是强信号电路将严重干扰弱信号电路。如果必须要这样使用，应当尽力减小公共地线的阻抗，使其能达到系统的抗干扰容限要求。串联的次序是：最怕干扰的电路的地应最接近公共地，而最不怕干扰的电路的地可以稍远离公共地。 2. 并联接地 并联接地方式：在工业控制机中的模拟通道和数字通道采用并联接地。并联接地中各个电路的地电位只与其自身的地线阻抗和地电流有关，互相之间不会造成耦合干扰。因此，有效地克服了公共地线阻抗的耦合干扰问题，工业控制机应当尽量采用并联接地方式。值得注意的是，虽然采用了并联接地方式，但是地线仍然要粗一些，以使各个电路部件之间的地电位差尽量减小。这样，当各个部件之间有信号传送时，地线环流干扰将减小。 工业现场的干扰来源是多渠道的，针对不同的项目和不同的现场，应该有不同的处理方法。屏蔽和接地是由工控系统开发者操作的一项技术内容。能否正确设计和利用它们，不仅关系到系统安全稳定地运行、良好地抑制干扰，而且是工控项目开发者是否成熟的重要标志。 工控系统的屏蔽处理 工业现场动力线路密布，设备启停运转繁忙，因此存在严重的电场和磁场干扰。而工业控制系统又有几十乃至几百个甚至更多的输入输出通道分布在其中，导线之间形成相互耦合是通道干扰的主要原因之一。它们主要表现为电容性耦合、电感性耦合、电磁场辐射三种形式。在工业控制系统中，由前两种耦合造成的干扰是主要的，第三种是次要的。它们对电路主要造成共模形式的干扰。
屏蔽与接地
屏蔽技术 1屏蔽的定义 屏蔽可通过各种屏蔽体来吸收或反射电磁场骚扰的侵入, 达到阻断骚扰传播的目的; 或者屏蔽体可将骚扰源的电磁辐射能量限制在其内部, 以防止其干扰其它设备。（对两个空间区域之间进行金属的隔离, 以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。） 1. 一种是主动屏蔽, 防止电磁场外泄; 2. 一种是被动屏蔽, 防止某一区域受骚扰的影响。 屏蔽就是具体讲, 就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来, 防止干扰电磁场向外扩散; 用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来, 防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗) 、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射) 和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波) 的作用, 所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。 2.屏蔽的分类 屏蔽可分为电场屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽三类。电场屏蔽又包括静电场屏蔽和交变 电场屏蔽; 磁场屏蔽又包括静磁屏蔽和交变磁场屏蔽。 1. 静电屏蔽常用于防止静电耦合和骚扰, 即电容性骚扰; 2. 电磁屏蔽主要用于防止高频电磁场的骚扰和影响; 3. 磁屏蔽主要用于防止低频磁感应, 即电感性骚扰。 2.1静电场屏蔽和交变电场屏蔽 用来防止静电耦合产生的感应。屏蔽壳体采用高导电率材料并良好接地,以隔断两个电路之间的分布电容偶合，达到屏蔽作用。静电屏蔽的屏蔽壳体必须接地。 以屏蔽导线为例,说明静电屏蔽的原理。静电感应是通过静电电容构成的,因此,静电屏蔽是以隔断两个电路之间的分布电容。静电感应,既两条线路位于地线之上时,若相对于地线对导体1 加有V1的电压,则导体2 也将产生与V1成比例的电V2。由于导体之间必然存在静电电容,若 设电容为C10、C12 和C20,则电压V1 就被C12 和C20 分为两部分,该被分开的电压就为V2,可用下式加以计算； 导体1 和2 之间加入接地板便可构成静电屏蔽。这样,在接地板与导体1、导体2之间就产生了静电电容C`10 和C`20。等效电路,增加了对地静电电容，消除了导体1、2 之间直接偶合的静电电容。按示2.1，由于C12=0,故与V 1 无关,V2=0。这就是静电屏蔽的原理。
PCB电路板设计的一般规范步骤
PCB设计步骤 一、电路版设计的先期工作 1、利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。当然，有些特殊情况下，如电路版比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表。 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，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。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版框含中间的镂空等 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，版层参数，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，主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸大小等等。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内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCB izard中调入。 注意：在绘制电路版地边框前，一定要将当前层设置成Keep Out层，即禁止布线层。 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，也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版的布线。 在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。 当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。 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
PCB板地线与接地技术
PCB板地线与接地技术 PCB,自问世以来一直处于发展之中,尤其是20世纪80年代家电发展、90年代信息产业的崛起,大大推进了PCB设计技术、制造工艺与PCB工业的发展。 地线与接地是PCB板设计中的一个重要方面,其实现方式与PCB板上的功能电路、器件、高密化、高速化有关。高速化还必须考虑高频谐波(常取10倍频),时钟信号上升边沿速率。地线与接地设计在PCB 三个发展阶段中,在解决EMC方面积累了丰富经验的重要措施之一。 之一。通孔插装技术(THT) 用PCB阶段,或用于以DIP器件为代表的PCB阶段。40到80年代。主要特点：镀(导)通孔起到电气互连和支撑器件引腿的双重作用。提高密度主要靠减少线宽/间距。 之二。表面安装技术(SMT)用PCB阶段,或用于QFP和走向BGA器件为代表的PCB阶段。90年代到90年代中后期,PCB专业企业相继完成THT用PCB走向SMT用PCB的技术改造。主要特点：镀(导)通孔只起到电气互连作用。提高密度主要靠减少镀(导)通孔直径尺寸和采用埋盲孔结构。 之三。芯片级封装(CSP)用PCB阶段,或用于SCM/BGA与MCM/BGA 为代表的MCM-L及其母板PCB阶段。主要的典型产品是新一代的积层式多层板(BUM)。主要特点：从线宽/间距(＜0.1mm)、孔径(Φ＜0.1mm)到介质厚度(＜0.1mm)等全方位地进一步减少尺寸,使PCB达到更高的互连密度,以满足CSP的要求。BUM于90年代出现,目前已步入生
产阶段。 几个有关术语： 接地通用术语,量身定制。词前必须加修饰语。示例(英国术语),是在建筑的接入线中,安全接地线对地的连接。 接地方法 所选择的一种满足特定要求的引导电流的最佳方法。 接地环路 包括一个作为接地电位元件(面、引线、导线)的电路,返回电流可以通过这个元件(面、引线、导线)返回。一个电路中至少有一个接地环路。 地环路包括一些导电元件(如平板、走线及导线) 的电路,假定其具有地电位,有回流穿过。一个电路至少有一个地环路。尽管所设计的地环路是可以接受的,但不希望有的信号在环路中引起电流,可能导致系统不正常工作。 接地引线的设置从PCB到金属结构做固体接地连接,以便提供系统级的接地参考,无论系统使用的哪种接地方法都需要它。 单点接地 许多电路的参考点都汇总于一个单独的位置,以允许不同点间通信的方式,所有信号因此将参考同一位置的电位。注意：在PCB上,两点间距离应保持λ/20以内。例如,设噪声频率为1GHz, λ=30cm, λ/20为1.5cm。距离应保持≤1.5cm。如果考虑PCB材质ε= 2.3, λ/20距离为(λ/20)/ε=1.5/1.5=1cm 多点接地使不同电路具有同一公共的等位体或参考的一种方法。可以在所要求的许多位置通过任何可能的方式进行连接。 参考在两个电路之间进行电气连接,以使两个电路的0V参考电压相等。
硬件电路板设计规范
硬件电路板设计规范(总36 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
0目录 0目录............................................... 错误!未定义书签。
1概述............................................... 错误!未定义书签。 适用范围............................................ 错误!未定义书签。 参考标准或资料 ...................................... 错误!未定义书签。 目的................................................ 错误!未定义书签。2PCB设计任务的受理和计划............................ 错误!未定义书签。 PCB设计任务的受理................................... 错误!未定义书签。 理解设计要求并制定设计计划 .......................... 错误!未定义书签。3规范内容........................................... 错误!未定义书签。 基本术语定义........................................ 错误!未定义书签。 PCB板材要求: ....................................... 错误!未定义书签。 元件库制作要求 ...................................... 错误!未定义书签。 原理图元件库管理规范：......................... 错误!未定义书签。 PCB封装库管理规范............................. 错误!未定义书签。 原理图绘制规范 ...................................... 错误!未定义书签。 PCB设计前的准备..................................... 错误!未定义书签。 创建网络表..................................... 错误!未定义书签。 创建PCB板..................................... 错误!未定义书签。 布局规范............................................ 错误!未定义书签。 布局操作的基本原则............................. 错误!未定义书签。 热设计要求..................................... 错误!未定义书签。 基本布局具体要求............................... 错误!未定义书签。 布线要求............................................ 错误!未定义书签。 布线基本要求................................... 错误!未定义书签。 安规要求....................................... 错误!未定义书签。 丝印要求............................................ 错误!未定义书签。 可测试性要求........................................ 错误!未定义书签。 PCB成板要求......................................... 错误!未定义书签。
电子设备地线干扰及其抑制
电子设备地线干扰及其抑制 为构成电信号的通路、防止设备外壳带电而造成人身不安全，一般电子设备的机架、外壳、插件、插箱、底板等都与地相连。连接这些“地”的导体称为地线，地线设置的不好，会影响设备的电磁兼容性设计，造成地线干扰，主要表现为：地阻抗干扰和地环路的干扰。 5．4．1 地阻抗干扰和抑制 由于地线自身有阻抗，电路工作时，各种频率的电流都可能流经地线某些段而产生电压降，这种电压降会使得电路中各部分对地电压变化而产生干扰。如图所示，U1为干扰电路1中的干扰源电压，U2为受干扰电路2中的信号电压，Z g为两电路公共地阻抗。 根据电路1和电路2两个回路可写出下列方程：
图 公共地阻抗引起的干扰 g g g L i Z I I U Z I I R R I U )()()(21211111+=+++= 由于仅讨论电路1对电路2的干扰，2I 在公共阻抗g Z 上的作用不予考虑，（5.11）可简化为 g g g L i Z I U Z R R I U 11111) (=++= 得g L i g g Z R R U Z U ++=111 一般 g L i Z R R >>+11，忽略g Z 则 1 11 L i g g R R U Z U += g U 在电路2负载2L R 上所形成的噪声电压n U 为 n U =g L i L U R R R 2 22 + 将式（5—13）代入式（5—14）可得 n U =))((22111 2L i L i L g R R R R U R Z ++ 可见，电路2负载2L R 上的噪声电压n U 与干扰电压1U 、公共地线阻抗g Z 及负载2L R 成正比。
pcb电路板原理图的设计步骤
PCB从单层发展到双面、多层和挠性，并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印刷板在未来设备的发展工程中，仍然保持着强大的生命力。那么PCB是如何设计的呢？看完以下七大步骤就懂啦！ 1、前期准备 包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH 元件库和PCB元件封装库。PCB元件封装库最好是工程师根据所选器件的标准尺寸资料建立。原则上先建立PC的元件封装库，再建立原理图SCH元件库PCB元件封装库要求较高，它直接影响PCB的安装；原理图SCH元件库要求相对宽松，但要注意定义好管脚属性和与PCB元件封装库的对应关系。 2、PCB结构设计 根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位，在PCB设计环境下绘制PCB 板框，并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。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）。 3、PCB布局设计 布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。在原理图工具中生成
网络表（Design→Create Netlist），之后在PCB软件中导入网络表（Design →Import Netlist）。网络表导入成功后会存在于软件后台，通过Placement操作可以将所有器件调出、各管脚之间有飞线提示连接，这时就可以对器件进行布局设计了。 PCB布局设计是PCB整个设计流程中的重要工序，越复杂的PCB板，布局的好坏越能直接影响到后期布线的实现难易程度。布局设计依靠电路板设计师的电路基础功底与设计经验丰富程度，对电路板设计师属于较高的要求。初级电路板设计师经验尚浅、适合小模块布局设计或整板难度较低的PCB布局设计任务。 4、PCB布线设计 PCB布线设计是整个PCB设计中工作量大的工序，直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中，布线一般有三种境界：首先是布通，这是PCB 设计的基本的入门要求；其次是电气性能的满足，这是衡量一块PCB板是否合格的标准，在线路布通之后，认真调整布线、使其能达到好的电气性能；再次是整齐美观，杂乱无章的布线、即使电气性能过关也会给后期改板优化及测试与维修带来极大不便，布线要求整齐划一，不能纵横交错毫无章法。
PCB设计中地线干扰抑制方法详解
PCB设计中地线干扰抑制方法详解 ——铁路信号设备地线干扰抑制方法的研究（三） 2013-06-07 来源：电子元件技术网网友原创博文作者：杨鹏[责任编辑：Cynthiali] 【导读】本文是电子元件技术网网友原创博文《铁路信号设备地线干扰抑制方法的研究》系列第三章，重点介绍了在PCB设计中，如何通过适当接地方法，规避地线干扰，包括地环路干扰抑制方法、公共阻抗耦合干扰抑制方法、混合接地等内容。 《铁路信号设备地线干扰抑制方法的研究》全文从电气电子设备接地重要性与地线干扰形成机理入手，重点介绍电气电子设备接地点与接地方式选择、增加地环路阻抗、降低接地阻抗等方法，来消除公共阻抗耦合、地环路等地线干扰，实现电气电子设备良好的电磁兼容。最后，针对铁路现场电磁骚扰源特性与耦合方式，成功地将地线干扰抑制方法应用于某铁路信号设备的电磁兼容设计中。 全文第一章为：EMC接地的概念与分类 全文第二章为： EMC地线干扰形成的机理 4 地线干扰抑制方法 接地抗干扰技术的主要内容，一是避开地环路电流的干扰，二为降低公共地线阻抗的耦合干扰。“一点接地”有效地避免了地环路电流干扰，而在“一点接地”前提下，并联接地则是降低公共地线阻抗耦合干扰的有效措施。 4.1 地环路干扰抑制方法 从地环路干扰的机理可知：只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰，此外，防止线缆上的共模骚扰电流转化为干扰电压，也是解决地环路干扰的问题的效措施。 抑制地环路干扰主要方法有：平衡电路、光电隔离、磁电隔离、共模扼流圈，以及减少地线阻抗与浮地。本节将重点讨论平衡电路、光耦隔离、磁电隔离、共模扼流圈在抑制地环路干扰方面的应用。 4.1.1 平衡电路 当感应的电磁干扰在回路上传输时，如果回路的阻抗完全对称时，对电路不会引起干扰。但是在平衡电路中，实际的回路阻抗很难做到达到完全对称，这种不平衡阻抗，会将传输线中的共模干扰转化为差模干扰，从而对电路造成干扰，平衡电路抑制地环路共模干扰的机理如下图所示：
PCB地线的干扰与抑制
电子设计工程 Electronic Design Engineering 第19卷Vol.19第7期No.72011年4月Apr.2011 收稿日期：2010-12-23 稿件编号：201012076 作者简介：段向东（1980—），男，河南郑州人，硕士研究生，助教。研究方向：嵌入式技术与应用。 PCB 地线的干扰与抑制 段向东，李敏 （郑州旅游职业学院机电系，河南郑州450000） 摘要：在PCB 设计中，尤其是在高频电路中，经常会遇到由于地线干扰而引起的一些不规律、不正常的现象。本文对地线产生干扰的原因进行分析，详细介绍了地线产生干扰的三种类型，并根据实际应用中的经验提出了解决措施。这些抗干扰方法在实际应用中取得了良好的效果，使一些系统在现场成功运行。关键词：PCB ；干扰；地线；阻抗；抗干扰中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2011）07-0174-03 Grounding wire interference and reducing in PCB DUAN Xiang -dong ，LI Min （Electromechanics Department,Zhengzhou Tourism College,Zhengzhou 450000,China ） Abstract ：In PCB design ，especially in the high frequency circuit ，often encountered a number of irregular ，abnormal phenomenon.due to interference caused by the grounding.This article has analysised the reason of the grounding wire interference ，describes three types of the grounding wire interferences ，and proposed the solution measure according to the experience of the practical application.These technologies have practically brought about good effect ，making some systems run successfully in the working places. Key words ：PCB ；interference ；grounding line ；resistance ；anti -disturbance 在单片机系统中，PCB （印制电路板）是用来支撑电路元件，并提供电路元件和器件之间电气连接的重要组件，PCB 导线多为铜线，铜自身的物理特性也导致其在导电过程中必然存在一定的阻抗，导线中的电感成分会影响电压信号的传输，电阻成分则会影响电流信号的传输，在高频线路中电感的影响尤为严重，因此，在PCB 设计中必须注意和消除地线阻抗所带来的影响。 1产生干扰的原因 电阻与阻抗两个不同的概念。电阻指的是在直流状态下 导线对电流呈现的阻抗，而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗，这个阻抗主要是由导线的电感引起的。由于地线总是存在阻抗，因此用万用表测量地线时，地线的电阻一般是mm Ω级。 以PCB 上一段长10cm 、宽1.5mm ，厚度为50μm 的导线为例，通过计算可得到其阻抗的大小。R=ρL/s （Ω），式中 L 为导线长度（m ），s 为导线截面积（mm 2），ρ为电阻率ρ=0.02， 因此该导线电阻值约为0.026Ω。 当一段导线与其他导线远离并且其长度远大于宽度时，导线的自感量为0.8μH/m ，那么10cm 长的导线的电感量是 0.08μH 。再由下面的公式求出导线感抗：X L =2πfL ， 下式中，f 为导线通过信号的频率（Hz ），L 为单位长度导线的自感量（H ）。所以分别计算出该导线在低频和高频下的感抗值： f =10kHz ：X L =6.28×10×103×0.08×10-6≈0.005Ω；f =30MHz ：X L =6.28×30×106×0.08×10-6≈16Ω 在实际电路中，造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号，脉冲信号包含丰富的高频成分，因此会在地线上产生较大的电压。通过以上的公式计算可以看出，在低频信号传输中导线电阻大于导线感抗，对于数字电路，电路的工作频率很高，在高频信号中导线感抗要远大于导线电阻[1]。因此，地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。这就是电流流过小电阻时产生大压降，导致电路工作异常的原因。 2 地线干扰机理 2.1 地环路干扰 地环路干扰是一种较常见的干扰现象，常常发生在通过较 长电缆连接并且相距较远的设备之间。地线造成电磁干扰的主要原因是地线存在阻抗，当电流流过地线时，会在地线上产生电压，这就是地线噪声[2]。在这个电压的驱动下，会产生地线环路电流，形成地环路干扰[3]。如图1所示是两个接地的电路。 图1 地环路干扰 Fig.1 Loop grounding wire interference
PCB布线的地线干扰与抑制处理方法
PCB布线的地线干扰与抑制处理方法 1．地线的定义 什么是地线？大家在教科书上学的地线定义是：地线是作为电路电位基准点的等电位体。这个定义是不符合实际情况的。实际地线上的电位并不是恒定的。如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位，会发现地线上各点的电位可能相差很大。正是这些电位差才造成了电路工作的异常。电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义，他将地线定义为：信号流回源的低阻抗路径。这个定义中突出了地线中电流的流动。按照这个定义，很容易理解地线中电位差的产生原因。因为地线的阻抗总不会是零，当一个电流通过有限阻抗时，就会产生电压降。因此，我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样，此起彼伏。 2．地线的阻抗 谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作，许多人觉得不可思议：我们用欧姆表测量地线的电阻时，地线的电阻往往在毫欧姆级，电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降，导致电路工作的异常。要搞清这个问题，首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗，而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗，这个阻抗主要是由导线的电感引起的。任何导线都有电感，当频率较高时，导线的阻抗远大于直流电阻，表 1 给出的数据说明了这个问题。在实际电路中，造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号，脉冲信号包含丰富的高频成分，因此会在地线上产生较大的电压。对于数字电路而言，电路的工作频率是很高的，因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。 表1 导线的阻抗（Ω）： 频率 Hz D = 0.65 10cm 1m D = 0.27 10cm 1m D = 0.065 10cm 1m D = 0.04 10cm 1m 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115 如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻，可以看出当频率达到10MHz 时，对于1米长导线，它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。因此对于射频电流，当电流流过地线时，电压降是很大的。从表上还可以看出，增加导线的直径对于减小直流电阻是十分有效的，但对于减小交流阻抗的作用很有限。但在电磁兼容中，人们最关心的交流阻抗。为了减小交流阻抗，一个有效的办法是多根导线并联。当两根导线并联时，其总电感L为： L = ( L1 + M ) / 2 式中，L1 是单根导线的电感，M是两根导线之间的互感。从式中可以看出，当两根导线相距较远时，它们之间的互感很小，总电感相当于单根导线电感的一半。因此我们可以通过多条接地线来减小接地阻抗。但要注意的是，多根导线之间的距离不能过近。
上篇9——+认识共模干扰与差模干扰
认识共模干扰与 差模干扰V1.0 2014.01.26 --By：Mythink 目录 1、什么是共模与差模 (1) 1.1、共、差模信号 (1) 1.2、电源线何来共模、差模干扰之说 (2) 2、电源、地线出现共模和差模的原因 (3) 2.1、电源线出现差模信号 (3) 2.2、电源线上出现共模干扰 (4) 3、本章精要 (5)
什么东西且有自己的见解，那么不必看第一节，直接看第二节即可。因为第二小结讨论的共模问题是日常很多人都忽略的问题。 注意：下文中通常说的“电源线”通常包括电源线和地线，甚至是端电源系统导线的总称。 1、什么是共模与差模 有些人自认为对共模与差模已经很了解了——“对于电信号，同相位的信号叫共模、反相位的信号叫差模”。这个虽然笼统，但是并没有错。能说出这个似乎对共模与差模还真有理解，但是假如仅仅停留在这个阶段，平时闲侃还可以，但是要真正去解决问题，恐怕只能靠一些运气。 笔者对该命题了解不是非常透彻，但是经常发现日常常见的错误观点，在此指出，以助入门摈弃对理论的误解，在实际解决问题时更加有理论依据、更有把握。 1.1、共、差模信号 物理学的“运动”中，必须有2个以上的物体，并以其中一个为参考系（点），这样才知道A对B物体是否有“运动”。 同理，差模与共模也是这样。有两条导线相对于大地才能较好地做出判定“这两条线是否有差模或共模”出现。 图示是网络上经常看到的关于解释共模与差模信号的图。左右两图都有三根线——A、B两根信号线和地线。一般的解释大致都说：左图A、B两根信号线上的波动方向（相位）相同，所以是共模信号；右图A、B信号线的波动方向（相位）相反，所以是差模信号。 图1.1-1 这种解释没错，只是不够严谨，所以很多初学者理解错了，把一根线相对于大地也认为是共模、差模。甚至，把共模、差模这两个名词作为技术的时尚名词，这个大可不必。 对上面解释共模、差模的观点，我个人理解如下：（1）三个物体相比较，才有共模差模之说：日常中两根线（比如电源线和地线）出现的共模、差模，其实，是默认以大地或“电位差与大地保持不变的电势点”作为电平参考点（看，这里