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板布局原则布线技巧
PCB板布局原则布线技巧1.PCB板布局原则:-分区布局:将电路板分成不同的区域,将功能相似的电路组件放在同一区域内,有利于信号的传输和维护。
比如,将稳压电路、放大电路、数字电路等放在不同的区域内。
-尽量减少线路长度:线路长度越长,电阻和电感越大,会引入更多的信号损耗和噪声,影响电路的性能。
因此,尽量把线路缩短,减少线路长度。
-避免线路交叉:线路交叉会引入互相干扰的可能性,产生串扰和相互耦合。
因此,尽量避免线路的交叉,使布局更加清晰。
-电源和地线布局:电源和地线是电路中非常重要的信号传输线路,应该尽量压缩在一起,减小回路面积,从而降低电磁干扰的发生。
-高频和低频电路分离:将高频电路和低频电路分开布局,避免高频电路对低频电路的干扰。
2.PCB板布线技巧:-网格布线:将布线分成网格形式,每个网格中只允许一条线路通过,可以提高布线的整齐度和美观度。
-使用规则层:在PCB设计软件中,可以使用规则层进行布线规划,指定线路的宽度、间距等参数,保证布线的一致性和可靠性。
-使用层次布线:将线路分成不同的层次进行布线,可以减少线路的交叉,降低噪声的产生。
-注意差分信号的布线:对于差分信号线路,保持两条线路的长度和布线路径尽量相同,可以减小差分信号之间的差别,提高信号完整性。
-避免直角和锐角:直角和锐角容易引起信号反射和串扰,应尽量避免使用直角和锐角的线路走向,采用圆滑的线路路径。
总结:PCB板布局和布线是PCB设计中不可忽视的环节,合理的布局和布线可以提高电路的性能和可靠性。
通过遵循一些原则,如分区布局、减少线路长度、避免线路交叉等,并结合一些布线技巧,如网格布线、使用规则层、使用层次布线等,可以实现高质量的布局和布线。
PCB设计规范
PCB设计规范一.PCB 设计的布局规范(一)布局设计原则1. 组件距离板边应大于5mm。
2. 先放置与结构关系密切的组件,如接插件、开关、电源插座等。
3. 优先摆放电路功能块的核心组件及体积较大的元器件,再以核心组件为中心摆放周围电路元器件。
4. 功率大的组件摆放在利于散热的位置上,如采用风扇散热,放在空气的主流通道上;若采用传导散热,应放在靠近机箱导槽的位置。
5. 质量较大的元器件应避免放在板的中心,应靠近板在机箱中的固定边放置。
6. 有高频连线的组件尽可能靠近,以减少高频信号的分布参数和电磁干扰。
7. 输入、输出组件尽量远离。
8. 带高电压的元器件应尽量放在调试时手不易触及的地方。
9. 手焊元件的布局要充分考虑其可焊性,以及焊接时对周围器件的影响。
手焊元件与其他元件距离应大于1.5mm.10. 热敏组件应远离发热组件。
对于自身温升高于30℃的热源,一般要求:a.在风冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2.5mm;b.自然冷条件下,电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于4.0mm。
若因为空间的原因不能达到要求距离,则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在额定范围内。
11. 可调组件的布局应便于调节。
如跳线、可变电容、电位器等。
12. 考虑信号流向,合理安排布局,使信号流向尽可能保持一致。
13. 布局应均匀、整齐、紧凑。
14. 表贴组件布局时应注意焊盘方向尽量取一致,以利于装焊。
15. 去耦电容应在电源输入端就近放置。
16. 可调换组件(如: 压敏电阻,保险管等) ,应放置在明显易见处17. 是否有防呆设计(如:变压器的不对称脚,及Connect)。
18. 插拔类的组件应考虑其可插拔性。
影响装配,或装配时容易碰到的组件尽量卧倒。
(二)对布局设计的工艺要求1. 外形尺寸从生产角度考虑,理想的尺寸范围是“宽(200 mm~250 mm)×长(250 mm ~350 mm)”。
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(Printed Circuit Board)板是现代电子产品中不可或缺的重要部件。
它起着连接和支持电子元器件的作用,承载着电子元器件的布局和连接。
1.PCB板的结构:PCB板通常由基板、导线和孔洞组成。
基板可以选择不同的材料,如传统的FR-4玻璃纤维复合材料,或者高级材料如陶瓷或柔性材料。
导线则可以是铜箔,通过化学腐蚀或机械加工的方式形成。
孔洞用于连接不同层次的电路元件。
2.PCB板的层次:PCB板可以有单面、双面或多层结构。
单面板只有一层的导线;双面板有两层,分别连接在板的两侧;而多层板则有三层以上的导线层,中间用绝缘层隔开。
布局原则:1.电路图转换:将电路图转换成PCB板设计时,首先需要考虑布局。
将具有相同功能或者相关的电子元件放在一起,以提高信号和功耗的性能。
2.器件放置:放置器件应遵循自顶向下的原则,常用的元件应放置在最上层,而不怎么使用或者高频的元件应放置在下层。
此外,还应确保元件之间有适当的间距,并且避免布局中的干扰。
3.热管理:在布局时,还应考虑热管理。
将高功耗的元器件放置在通风良好的位置以便散热,并确保不会影响其他元器件的工作温度。
布线技巧:1.信号和功耗的分隔:将信号和功耗线分隔开,以减少干扰。
信号线应尽量短,并且与功耗线交叉时需要保持垂直或平行。
2.地线的规划:地线是PCB设计中最重要的部分之一、地线应尽可能宽和短,并与信号线平行或垂直摆放,以减少信号噪声。
3.电容和电阻的布局:在布线时,电容和电阻应紧密连接在其需要的电路位置,以减少可能的干扰。
设计规则:1.宽度和间距:根据设计要求,需要给出导线的最小宽度和间距。
这取决于所使用的材料和所需的电流容量。
2.层间距:PCB板的层间距取决于所需的阻抗和电气性能。
较大的层间距可提高板的强度和电缆外形。
3.最小外形尺寸:为了适应生产过程和安装要求,PCB板应满足一定的最小外形尺寸。
4.孔洞和焊盘:孔洞应满足适当的尺寸以容纳所需的引脚大小。
PCB板布局布线基本规则
PCB板布局布线基本规则PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)布局布线是电子产品设计中非常重要的一步,它决定了电路板的性能和可靠性。
下面将介绍一些PCB板布局布线的基本规则。
1.尽量规划好电路板的整体布局。
合理的整体布局可以降低电磁干扰和噪声,提高信号的可靠性。
布局过程中,需要考虑各个电路模块的电源分布、信号线的走向和电路板边缘的保留空间等因素。
2.尽量减少信号线的长度。
信号线过长会引起信号衰减、时钟偏差和串扰等问题。
因此,应尽量减少长距离信号线的使用,并将不同功能模块的信号线放在靠近彼此的位置,以缩短线路长度。
3.引脚布局要合理。
电路板上的引脚布局应遵循一定的规则,如相同功能的引脚应该靠近彼此,避免交叉连接;高频信号线和低频信号线应分开布局,以防止互相干扰;输入和输出信号一般不要使用同一个引脚。
4.电源和地线的布局要合理。
电源和地线是电路工作的基础,其布局质量直接影响整体性能。
应尽量减少电源和地线的长度,避免共享电源或地线的引脚。
此外,电源和地线的宽度也要足够,以满足电流的要求。
5.差分线路应尽量成对布线。
差分信号线路通常由两根线组成,它们相互平行,保持相同的长度和间距。
这种布线方式可以减小干扰并提高抗干扰能力。
6.避免使用尖锐的角度和过窄的宽度。
锐角和过窄的线路会增加信号的传输损耗,并增加线路的阻抗。
在布局和布线过程中,应尽量避免生成锐角,选择合适的宽度。
7.需要进行地线屏蔽的信号要有相应的地线屏蔽层。
一些对干扰非常敏感的信号线,如高频信号线和时钟信号线,需要有地线屏蔽层进行保护,防止外界干扰。
8.PCB板的散热设计。
在布局布线过程中,需要考虑板上发热器件的散热问题。
可以尽量将发热器件靠近PCB板的边缘,以方便散热或使用附加的散热设计。
9.电路板边缘的保留空间。
为了使电路板在安装时能够与其他组件或设备连接,需要在板的边缘预留一定的空间。
这个空间通常被称为边际空间,用于放置连接器、插座等。
PCB板布局原则布线技巧
PCB板布局原则布线技巧一、布局原则:1.功能分区:将电路按照其功能划分为若干区域,不同功能的电路相互隔离,减少相互干扰。
2.信号流向:在布局过程中应保持信号流向规则和简洁,避免交叉干扰。
3.重要元件位置:将较重要的元件、信号线和电源线放置在核心区域,以提高系统的可靠性和抗干扰能力。
4.散热考虑:将产热较大的元件、散热器等布局在较为开阔的地方,利于散热,避免过热导致不正常工作。
5.地线布局:地线的布局和连通应该注意短、宽、粗、低阻、尽可能铺满PCB板的底层,减少环路面积,避免回流信号干扰。
二、布线技巧:1.差分信号布线:对于高速传输的差分信号(如USB、HDMI等),应采用相对的布线方式,尽量保持两条信号线的长度、路径和靠近程度等因素相等。
2.信号线长度控制:对于高速信号线,要控制传输时间差,避免信号的串扰,可以采用长度相等的原则,对多个信号线进行匹配。
3.距离和屏蔽:信号线之间应保持一定的距离,减少串扰。
对于敏感信号线,可以采用屏蔽,如使用屏蔽线或者地层或电源面直接作为屏蔽。
4.平面分布布线:将电路面分布在PCB板的一面,减少控制层(可减少电磁干扰),易于维护。
对于比较大的PCB板,可以将电路分布在多层结构中,减小板子尺寸。
5.电源线和地线:电源线和地线尽量粗而宽,以降低线路阻抗和电压降。
同时,尽量减少电源线和地线与其它信号线的交叉和共面长度,减小可能的电磁干扰。
6.设备端口布局:对于外部设备接口,宜以一边和一角为原则,将各种本机接口尽量分布在同一区域,以保持可维护性和布局的简洁性。
7.组件布局:对于IC和器件的布局,可以按照电路的工作顺序、重要程度和电路结构等因素综合考虑,优先放置重要元件,如主控芯片、存储器等。
三、布局规则:1.尽量缩短信号线的长度,减少信号传输的延迟和串扰。
2.尽量减小信号线的面积,减少对周围信号的干扰。
3.尽量采用四方对称布线,减少线路不平衡引起的干扰。
4.尽量降低线路阻抗,提高信号的传输质量。
PCB设计布局及布线规则
PCB设计布局规则1. 根据结构图设置板框尺寸,按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件,并给这些器件赋予不可移动属性。
按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。
2. 根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。
根据某些元件的特殊要求,设置禁止布线区。
3. 综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。
加工工艺的优选顺序为:元件面单面贴装--元件面贴、插混装(元件面插装焊接面贴装一次波峰成型)--双面贴装--元件面贴插混装、焊接面贴装。
4.布局操作的基本原则A. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.B. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.C. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分.D. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;E. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;F. 器件布局栅格的设置,一般IC器件布局时,栅格应为50--100 mil,小型表面安装器件,如表面贴装元件布局时,栅格设置应不少于25mil。
G. 如有特殊布局要求,应双方沟通后确定。
5. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
6. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
7. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
8. 需用波峰焊工艺生产的单板,其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。
当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔的方式与地平面连接。
9. 焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时,阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直,阻排及SOP(PIN间距大于等于1.27mm)元器件轴向与传送方向平行;PIN间距小于1.27mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
PCB布局布线基本规则
PCB布局布线基本规则1.尽量减少电路板的层数。
每增加一层电路板的层数会增加制造成本和设计复杂度,同时也会增加信号传输的延迟。
因此,尽量保持电路简单,减少层数。
2.分离高频和低频信号。
高频信号容易受到干扰,因此应当尽量与低频信号分离。
可以采用不同的层或区域来布置高频和低频信号的元件,或者使用地平面分离高频和低频信号。
3.分割地平面和电源平面。
电路板上应该有专门的地平面和电源平面,以提供良好的电源和地引线。
这样可以减少信号线和引线的长度,降低电磁干扰。
4.保持信号线和供电线的最小间隔。
信号线和供电线之间的间隔越小,电磁干扰就越小。
因此,在布局时要尽量将信号线和供电线保持一定的距离,避免相互干扰。
5.将相互影响的元件放在一起。
相互影响的元件包括开关、驱动器、传感器等。
将它们放在相邻的位置可以减少互相作用产生的干扰。
6.避免产生环形信号线。
环形信号线会产生反射和干扰,影响信号传输稳定性。
因此,布线时应尽量避免产生环形信号线。
7.避免交叉布线。
交叉布线会产生互相干扰,影响信号传输质量。
因此,布线时应尽量避免信号线交叉。
如果无法避免,可以采用信号线层间的穿越或使用防干扰技术。
8.尽量使用直线布线。
直线布线可以减小信号的传输延迟和损耗。
此外,直线布线还可以提高电子产品的散热性能,提高整体性能。
9.保持信号线、供电线和地线的长度一致。
信号线、供电线和地线的长度一致可以减少信号的传输延迟和损耗,提高信号质量。
10.避免布线在电源和地线附近。
电源和地线附近会有较高的电磁干扰和噪声。
因此,布线时应尽量避免信号线在电源和地线附近。
以上是PCB布局布线的一些基本规则,通过遵循这些规则可以提高电路的可靠性和稳定性,减少噪声和电磁干扰,提高电子产品的整体品质。
当然,不同的电路和产品可能有更具体的规格和要求,设计者还需要根据具体情况进行布局和布线。
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(Printed Circuit Board)板是电子产品中常用的一种电路元件,它由导线和电子元器件组成。
在进行PCB板的设计时,需要遵循一些基础知识、布局原则、布线技巧和设计规则,以确保电路板的稳定性和可靠性。
一、PCB板基础知识1.PCB板的分类:单面板、双面板、多层板。
2.PCB板的材料:常用的材料有FR-4玻璃纤维布基板和铝基板。
3.PCB板的层次结构:底层、封装层(元器件的焊接)、布线层(导线的布局)。
4.PCB板的元器件封装:常用的有DIP封装、SMD封装和BGA封装。
二、布局原则1.分区布局原则:将整个电路板划分为功能区、电源区和信号区,使各个区域之间的干扰最小。
2.元件布局原则:将功能相似的元器件尽量靠近,减少导线长度,降低电磁干扰。
3.重要性能电路布局原则:将音频、射频等重要性能电路放置在相对比较靠近电源接口的位置,以避免电源和地的干扰。
4.高功率元件布局原则:高功率元件(如继电器、驱动板等)应远离低功率元件,以避免高功率元件的热与电磁干扰对低功率元件产生不利影响。
三、布线技巧1.信号线布线技巧:要尽量避免信号线的交叉,使信号线按照逻辑关系进行布线,减少互相干扰的可能。
2.电源线布线技巧:按照电流大小和电压的需求进行布线,尽量减小电源线的长度和电阻。
3.地线布线技巧:要保证地线的连续性和稳定性,避免形成环路和过长的回流路径。
4.时钟信号布线技巧:时钟信号的布线应尽量短且相等,以避免时钟偏差和信号失真。
5.差分信号布线技巧:差分信号的正负线要尽量靠近,长度要保持一致,以降低互相干扰的可能性。
四、设计规则1.间距规则:不同电压等级之间、信号与电源之间、信号与地之间要有足够的间距以保证安全性和稳定性。
2.导线规则:要根据电流大小和导线的宽度选择合适的线宽,以确保导线的稳定性和通气性。
3.焊盘规则:要根据元器件的引脚数目确定焊盘的大小,以保证焊接的可靠性和稳定性。
PCB板布局布线基本规则
PCB板布局布线基本规则一、元件布局基本规则1.按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开;2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm (对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件;3.卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;4.元器件的外侧距板边的距离为5mm;5.贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;6.金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;7.发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;8.电源插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;9.其它元器件的布置:所有IC元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0.2mm);11、贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过;12、贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致;13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。
二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内,以及安装孔周围1mm内,禁止布线;2、电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;cpu入出线不应低于10mil (或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W电阻:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。
PCB板布局布线基本规则
PCB板布局布线基本规则PCB布局布线是电子产品设计中十分重要的一环,正确的布局布线可以提高电路的性能和稳定性,减少电磁干扰和信号串扰。
以下是一些PCB 布局布线的基本规则。
1.分离模拟和数字信号:模拟信号和数字信号应尽量分离布局,以防止数字信号干扰模拟信号。
这样可以提高模拟信号的准确性和稳定性。
2.分离高频和低频信号:高频信号和低频信号应分离布局,以防止高频信号对低频信号造成干扰。
低频信号线应尽量远离高频信号线,或者采用屏蔽和隔离措施。
3.最短路径:信号线应尽可能短,以减少信号传输的延迟和损耗。
同时,信号线的长度应保持一致,以避免传输过程中的信号失真。
4.信号线的宽度和间距:信号线的宽度和间距应根据其电流大小和信号速度来设计。
较大的电流需要较宽的信号线来降低电阻,而高速信号需要较小的间距来减少串扰。
5.地线的布局:地线在PCB设计中极为重要,它是信号返回路径的重要一部分。
因此,应该确保地线宽度足够,以降低电阻,同时应尽量减少地线的串扰。
6.电源线的布局:电源线应尽量短,以减少电源波动对其他线路的影响。
此外,电源线应远离敏感信号线,以避免电源干扰。
8.组件标记和编号:对于复杂的PCB设计,正确的标记和编号可以帮助设计师更好地理解电路,并提高调试和维护的效率。
9.PCB层次和分区:复杂的电路可以使用多层PCB来布局布线,以降低信号干扰。
同时,可以将电路分区,将不同的功能电路分别布局,以提高整体性能和维护的便利性。
10.热管理:在布局中要考虑到发热元件的散热,避免将发热元件放在敏感的电路部分附近,以免影响其性能。
综上所述,正确的PCB布局布线可以提高电路的性能和稳定性,减少电磁干扰和信号串扰。
但以上仅是一些基本规则,实际设计中还需要考虑具体的应用环境和要求,因此在布局布线前,建议结合具体需求进行综合分析和优化设计。
PCB布局布线的一些规则
PCB布局布线的一些规则一、布局元器件布局的10条规则:1. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.2. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.3. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
4. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;5. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;6. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。
7. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
8. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。
9、去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
10、元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。
二、布线(1)布线优先次序键信号线优先:摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。
从单板上连线最密集的区域开始布线注意点:a、尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积。
必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法。
保证信号质量。
b、电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。
c、有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线。
(2)四种具体走线方式1 、时钟的布线:时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。
在时钟线上应少打过孔,尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。
PCB布线时遵循的一些基本原则
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).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,从而抑制信号的最高传输频率.避免尖角走线和直角走线,宜45°走线和圆弧走线.1.增加走线的寄生电容,影响信号的完整性 2.阻抗不连续造成信号的反射 3.直角尖端易产生EMI效应走线尽可能少换层,少打过孔(via).1.via造成阻抗不连续2.产生寄生电容和寄生电感,影响信号完整性 3.不同的参考层影响信号回流信号间的距离(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.优化布线.PCB布线的常见形式单根走线(single trace)菊花链(Daisy Chain)走线:从驱动端开始,依次到达各接收端星形(Star)走线:通常所说的“T”点拓扑形式布线蛇形走线:通常所说的饶线,主要目的是为了调节延时,时序匹配S≧3H(S:走线平行部分的间距H:信号与参考平面的间距)差分走线(differential pair)驱动端发送两个等值反相的信号,接受端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”或“1”,承载差分信号的那对走线称为差分走线与传统单根走线相比的优势抗干扰能力强抑制EMI非常有效时序定位精确各种角色介绍Logic : 原理图设计, 负责具体的FUNCTION 设计, 也是比较掌握全局的人, 相当于小的EPM, 有些事情可以请Logic的人出面协调.如用料方面, 换Solution 等SI: 负责板内高速线的阻抗, 如线宽, 线距,线长, 拓扑结构, 跨层, 如果绕线等问题须与SI 沟通.MCAD: 负责机构设计, ECAD 如果在空间上遇到和机构有冲突的, 首先和机构协商改动方案,如机构不肯退让的请EPM 出面协调.Thermal: 负责系统散热, 板内温控设计等工作(Thermal sensor 零件是由散热工程师决定它靠近那些相关零件放置,他们跟电子工程师和机构工程师沟通后,在电路图上和机构图上表示出来,有时候可能只是在电路图上标示出来,靠近什么元件放。
PCB板布局布线的基本规则详解
PCB板布局布线的基本规则详解
PCB又被称为印刷电路板(PrintedCircuitBoard),它可以实现电子元器件间的线路连接和功能实现,也是电源电路设计中重要的组成部分。
今天就将以本文来介绍PCB板布局布线的基本规则。
一、元件布局基本规则1.按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开;
2.定位孔、标准孔等非安装孔周围 1.27mm内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围
3.5mm(对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件;
3.卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;
4.元器件的外侧距板边的距离为5mm;
5.贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;
6.金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;
7.发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;
8.电源插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;
9.其它元器件的布置:
所有IC元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;
10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0.2mm);。
PCB布板布线规则
细述PCB板布局布线基本规则的线路连接和功能实现,也是电源电路设计中重要的组成部分。
今天就将以本文来介绍PCB 板布局布线的基本规则。
一、元件布局基本规则1. 按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开;2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm(对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件;3. 卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm;5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;6. 金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;9. 其它元器件的布置:所有IC元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0.2mm);11、贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过;12、贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致;13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。
二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内,以及安装孔周围1mm内,禁止布线;2、电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;cpu入出线不应低于10mil (或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W电阻:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。
Pcb布局规则和技巧
Pcb布局规则和技巧Pcb布局规章1、在通常状况下,全部的元件均应布置在电路板的同一面上,只有顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在低层。
2、在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐、美观,在一般状况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,元件在整个版面上应分布匀称、疏密全都。
3、电路板上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM 以上。
4、离电路板边缘一般不小于2MM.电路板的最佳外形为矩形,长宽比为3:2或4:3.电路板面尺大于200MM乘150MM时,应考虑电路板所能承受的机械强度。
Pcb布局技巧在PCB的布局设计中要分析电路板的单元,依据其功能进行布局设计,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:1、根据电路的流程支配各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持全都的方向。
2、以每个功能单元的核心元器件为中心,围绕他来进行布局。
元器件应匀称、整体、紧凑的排列在PCB上,尽量削减和缩短各元器件之间的引线和连接。
3、在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。
一般电路应尽可能使元器件并行排列,这样不但美观,而且装旱简单,易于批量生产。
特别元器件的位置在布局时一般要遵守以下原则:1、尽可能缩短高频元器件之间的连接,设法削减他们的分布参数及和相互间的电磁干扰。
易受干扰的元器件不能相互离的太近,输入和输出应尽量远离。
2一些元器件或导线有可能有较高的电位差,应加大他们的距离,以免放电引起意外短路。
高电压的元器件应尽量放在手触及不到的地方。
3、重量超过15G的元器件,可用支架加以固定,然后焊接。
那些又重又热的元器件,不应放到电路板上,应放到主机箱的底版上,且考虑散热问题。
热敏元器件应远离发热元器件。
4、对与电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元器件的布局应考虑整块扳子的结构要求,一些常常用到的开关,在结构允许的状况下,应放置到手简单接触到的地方。
PCB板布局布线基本规则
一、元件布局基本规则1. 按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开;2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm (对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件;3. 卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm;5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;6. 金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;9. 其它元器件的布置:所有IC元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0.2mm);11、贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过;12、贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致;13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。
二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内,以及安装孔周围1mm内,禁止布线;2、电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;cpu入出线不应低于10mil (或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W电阻:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。
PCBLayout布局布线基本规则
布局:1、顾客指定器件位置是否摆放正确2、BGA与其它元器件间距是否≥5mm3、PLCC、QFP、SOP各自之间和相互之间间距是否≥2.5 mm4、PLCC、QFP、SOP与Chip 、SOT之间间距是否≥1.5 mm5、Chip、SOT各自之间和相互之间的间距是否≥0.3mm6、PLCC表面贴转接插座与其它元器件的间距是否≥3 mm7、压接插座周围5mm范围内是否有其他器件8、Bottom层元器件高度是否≤3mm9、模块相同的器件是否摆放一致10、元器件是否100%调用11、是否按照原理图信号的流向进行布局,调试插座是否放置在板边12、数字、模拟、高速、低速部分是否分区布局,并考虑数字地、模拟地划分13、电源的布局是否合理、核电压电源是否靠近芯片放置14、电源的布局是否考虑电源层的分割、滤波电容的组合放置等因素15、锁相环电源、REF电源、模拟电源的放置和滤波电容的放置是否合理16、元器件的电源脚是否有0.01uF~0.1uF的电容进行去耦17、晶振、时钟分配器、VCXO\TCXO周边器件、时钟端接电阻等的布局是否合理18、数字部分的布局是否考虑到拓扑结构、总线要求等因素19、数字部分源端、末端匹配电阻的布局是否合理20、模拟部分、敏感元器件的布局是否合理21、环路滤波器电路、VCO电路、AD、DA等布局是否合理22、UART\USB\Ethernet\T1\E1等接口及保护、隔离电路布局是否合理23、射频部分布局是否遵循“就近接地”原则、输入输出阻抗匹配要求等24、模拟、数字、射频分区部分跨接的回流电阻、电容、磁珠放置是否合理外形制作:1、外形尺寸是否正确?2、外形尺寸标注是否正确?3、板边是否倒圆角≥1.0mm4、定位孔位置与大小是否正确5、禁止区域是否正确6、Routkeep in距板边是否≥0.5mm7、非金属定位孔禁止布线是否0.3mm以上8、顾客指定的结构是否制作正确规则设置:1、叠层设置是否正确?2、是否进行class设置3、所有线宽是否满足阻抗要求?4、最小线宽是否≧5mil5、线、小过孔、焊盘之间间距是否≥6mil,线到大过孔是否≥10mil6、CLK、RST间距是否设置3W?7、差分线线宽和间距是否按阻抗要求设置?8、铺铜间距是否≧12mil?9、过孔是否选用标准库中的过孔?板厚孔径比是否≦8:110、反焊盘环宽是否≥0.25mm11、等长设计是否满足要求?12、器件间距是否〉=0.3mm?布线:1、时钟线是否走在最优层,是否满足3W2、复位线是否加粗,是否满足3W3、时钟是否包地处理4、射频线是否严格按照阻抗走线5、差分线宽线间距是否满足阻抗要求6、从焊盘引线方式是否正确7、是否有直角走线8、绕等长线是否拐角过小9、是否在不相关器件下面穿线10、走线是否有形成环路11、电源走线是否加粗处理12、晶体出来的时钟线是否加粗处理13、重要信号线是否有跨区14、电源铜面是否满足足够的电流,是否瓶颈15、电源分割时,铜皮间距是否足够大16、走线阻抗是否一致17、晶体、晶振是否包地处理18、差分是否尽量耦合19、是否需要整板铺铜处理20、回流地过孔和屏蔽地过孔是否添加,是否足够丝印:1、器件位号位置是否遗漏、是否正确2、字高/字宽是否满足60/10、50/8、45/6、25/43、字符方向是否顶层向上向左,底层是否向上向右4、字符和阻焊间距是否≥0.1mm5、1脚标识和极性标识的位置是否正确6、Bottom层丝印是否镜像7、顾客编码是否正确8、丝印是否压住铜字或阻焊字。
PCB板基础知识布局原则布线技巧设计规则
PCB 板基础知识一、PCB 板的元素1、 工作层面对于印制电路板来说,工作层面可以分为6大类,信号层 signal layer内部电源/接地层 internal plane layer机械层mechanical layer 主要用来放置物理边界和放置尺寸标注等信息,起到相应的提示作用;EDA 软件可以提供16层的机械层;防护层mask layer 包括锡膏层和阻焊层两大类;锡膏层主要用于将表面贴元器件粘贴在PCB 上,阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接的地方;丝印层silkscreen layer 在PCB 板的TOP 和BOTTOM 层表面绘制元器件的外观轮廓和放置字符串等;例如元器件的标识、标称值等以及放置厂家标志,生产日期等;同时也是印制电路板上用来焊接元器件位置的依据,作用是使PCB 板具有可读性,便于电路的安装和维修;其他工作层other layer 禁止布线层 Keep Out Layer钻孔导引层 drill guide layer钻孔图层 drill drawing layer复合层 multi-layer2、 元器件封装是实际元器件焊接到PCB 板时的焊接位置与焊接形状,包括了实际元器件的外形尺寸,所占空间位置,各管脚之间的间距等;元器件封装是一个空间的功能,对于不同的元器件可以有相同的封装,同样相同功能的元器件可以有不同的封装;因此在制作PCB 板时必须同时知道元器件的名称和封装形式;(1) 元器件封装分类通孔式元器件封装THT,through hole technology表面贴元件封装 SMT Surface mounted technology另一种常用的分类方法是从封装外形分类: SIP 单列直插封装DIP 双列直插封装PLCC 塑料引线芯片载体封装PQFP 塑料四方扁平封装SOP 小尺寸封装TSOP 薄型小尺寸封装PPGA 塑料针状栅格阵列封装PBGA 塑料球栅阵列封装CSP 芯片级封装2 元器件封装编号编号原则:元器件类型+引脚距离或引脚数+元器件外形尺寸例如 DIP14 等;3常见元器件封装电阻类 普通电阻AXIAL-⨯⨯,其中⨯⨯表示元件引脚间的距离;可变电阻类元件封装的编号为VR ⨯, 其中⨯表示元件的类别;电容类 非极性电容 编号RAD ⨯⨯,其中⨯⨯表示元件引脚间的距离;极性电容 编号RB xx -yy ,xx 表示元件引脚间的距离,yy 表示元件的直径; 二极管类 编号DIODE-⨯⨯,其中⨯⨯表示元件引脚间的距离;晶体管类 器件封装的形式多种多样;集成电路类SIP 单列直插封装DIP 双列直插封装PLCC 塑料引线芯片载体封装PQFP 塑料四方扁平封装SOP 小尺寸封装TSOP 薄型小尺寸封装PPGA 塑料针状栅格阵列封装PBGA 塑料球栅阵列封装CSP 芯片级封装3、 铜膜导线 是指PCB 上各个元器件上起电气导通作用的连线,它是PCB 设计中最重要的部分;对于印制电路板的铜膜导线来说,导线宽度和导线间距是衡量铜膜导线的重要指标,这两个方面的尺寸是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路的正确连接关系; 印制电路板走线的原则:◆走线长度:尽量走短线,特别对小信号电路来讲,线越短电阻越小,干扰越小;◆走线形状:同一层上的信号线改变方向时应该走135°的斜线或弧形,避免90°的拐角;◆走线宽度和走线间距:在PCB 设计中,网络性质相同的印制板线条的宽度要求尽量一致,这样有利于阻抗匹配;走线宽度 通常信号线宽为: ~,10mil电源线一般为~ 在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线焊盘、线、过孔的间距要求PAD and VIA : ≥ 12milPAD and PAD : ≥ 12milPAD and TRACK : ≥ 12milTRACK and TRACK : ≥ 12mil密度较高时:PAD and VIA : ≥ 10milPAD and PAD : ≥ 10milPAD and TRACK : ≥ 10milTRACK and TRACK : ≥ 10mil4、 焊盘和过孔引脚的钻孔直径=引脚直径+10~30mil引脚的焊盘直径=钻孔直径+18milPCB 布局原则1、 根据结构图设置板框尺寸,按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件,并给这些器件赋予不可移动属性; 按工艺设计规范的要求进行尺寸标注;2. 根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域;根据某些元件的特殊要求,设置禁止布线区;3. 综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程;加工工艺的优选顺序为:元件面单面贴装——元件面贴、插混装元件面插装焊接面贴装一次波峰成型——双面贴装——元件面贴插混装、焊接面贴装;4、布局操作的基本原则A. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.B. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.C. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分.D. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;E. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;F. 器件布局栅格的设置,一般IC器件布局时,栅格应为50--100 mil,小型表面安装器件,如表面贴装元件布局时,栅格设置应不少于25mil;G. 如有特殊布局要求,应双方沟通后确定;5. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置;同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验;6. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件;7. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间;8. 需用波峰焊工艺生产的单板,其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔;当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔的方式与地平面连接;9. 焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时,阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直, 阻排及SOPPIN间距大于等于元器件轴向与传送方向平行;PIN间距小于50mil的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接;10. BGA与相邻元件的距离>5mm;其它贴片元件相互间的距离>;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;有压接件的PCB,压接的接插件周围5mm内不能有插装元、器件,在焊接面其周围5mm内也不能有贴装元、器件;11. IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短;12. 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔;13. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局,要根据其属性合理布置;串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端,距离一般不超过500mil;匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端,对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配;14. 布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装的正确性,并且确认单板、背板和接插件的信号对应关系,经确认无误后方可开始布线;布线布线是整个PCB设计中最重要的工序;这将直接影响着PCB板的性能好坏;在PCB的设计过程中,布线一般有这么三种境界的划分:首先是布通,这时PCB设计时的最基本的要求;如果线路都没布通,搞得到处是飞线,那将是一块不合格的板子,可以说还没入门;其次是电器性能的满足;这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准;这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能;接着是美观;假如你的布线布通了,也没有什么影响电器性能的地方,但是一眼看过去杂乱无章的,加上五彩缤纷、花花绿绿的,那就算你的电器性能怎么好,在别人眼里还是垃圾一块;这样给测试和维修带来极大的不便;布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法;这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现,否则就是舍本逐末了;布线时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,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:~,最细宽度可达~,电源线一般为~;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;⑥.关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地;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;Alitum Designer的PCB板布线规则对于PCB的设计, AD提供了详尽的10种不同的设计规则,这些设计规则则包括导线放置、导线布线方法、元件放置、布线规则、元件移动和信号完整性等规则;根据这些规则, Protel DXP进行自动布局和自动布线;很大程度上,布线是否成功和布线的质量的高低取决于设计规则的合理性,也依赖于用户的设计经验;对于具体的电路可以采用不同的设计规则,如果是设计双面板,很多规则可以采用系统默认值,系统默认值就是对双面板进行布线的设置;本章将对Protel DXP的布线规则进行讲解;设计规则设置进入设计规则设置对话框的方法是在PCB电路板编辑环境下,从Protel DXP的主菜单中执行菜单命令Desing/Rules ……,系统将弹出如图6-1所示的PCB Rules and Constraints EditorPCB设计规则和约束对话框;图6-1 PCB设计规则和约束对话框该对话框左侧显示的是设计规则的类型,共分10类;左边列出的是Desing Rules 设计规则 ,其中包括Electrical 电气类型、 Routing 布线类型、 SMT 表面粘着元件类型规则等等,右边则显示对应设计规则的设置属性;该对话框左下角有按钮Priorities ,单击该按钮,可以对同时存在的多个设计规则设置优先权的大小;对这些设计规则的基本操作有:新建规则、删除规则、导出和导入规则等;可以在左边任一类规则上右击鼠标,将会弹出如6-2所示的菜单;在该设计规则菜单中, New Rule是新建规则; Delete Rule是删除规则; ExportRules是将规则导出,将以 .rul为后缀名导出到文件中; Import Rules是从文件中导入规则;Report ……选项,将当前规则以报告文件的方式给出; 图6 —2设计规则菜单下面,将分别介绍各类设计规则的设置和使用方法;电气设计规则Electrical 电气设计规则是设置电路板在布线时必须遵守,包括安全距离、短路允许等4个小方面设置;1 . Clearance 安全距离选项区域设置安全距离设置的是PCB 电路板在布置铜膜导线时,元件焊盘和焊盘之间、焊盘和导线之间、导线和导线之间的最小的距离;下面以新建一个安全规则为例,简单介绍安全距离的设置方法;1 在Clearance上右击鼠标,从弹出的快捷菜单中选择New Rule ……选项,如图6-3所示;图6-3 新建规则系统将自动当前设计规则为准,生成名为Clearance_1的新设计规则,其设置对话框如图6-4所示;图6-4 新建Clearance_1设计规则2 在Where the First object matches选项区域中选定一种电气类型;在这里选定Net单选项,同时在下拉菜单中选择在设定的任一网络名;在右边Full Query中出现InNet 字样,其中括号里也会出现对应的网络名;3 同样的在where the Second object matches选项区域中也选定Net单选项,从下拉菜单中选择另外一个网络名;4 在Constraints选项区域中的Minimum Clearance文本框里输入8mil ;这里Mil 为英制单位, 1mil=10 -3 inch, linch= ;文中其他位置的mil也代表同样的长度单位;5 单击Close按钮,将退出设置,系统自动保存更改;设计完成效果如图6-5所示;图6-5 设置最小距离2 . Short Circuit 短路选项区域设置短路设置就是否允许电路中有导线交叉短路;设置方法同上,系统默认不允许短路,即取消Allow Short Circuit复选项的选定,如图6- 6所示;图6-6 短路是否允许设置3 . Un-Routed Net 未布线网络选项区域设置可以指定网络、检查网络布线是否成功,如果不成功,将保持用飞线连接;4 . Un-connected Pin 未连接管脚选项区域设置对指定的网络检查是否所有元件管脚都连线了;布线设计规则Routing 布线设计规则主要有如下几种;1 . Width 导线宽度选项区域设置导线的宽度有三个值可以供设置,分别为Max width 最大宽度、 Preferred Width 最佳宽度、 Min width 最小宽度三个值,如图6-7所示;系统对导线宽度的默认值为10mil ,单击每个项直接输入数值进行更改;这里采用系统默认值10mil设置导线宽度;图6 -7 设置导线宽度2. Routing Topology 布线拓扑选项区域设置拓扑规则定义是采用的布线的拓扑逻辑约束; Protel DXP中常用的布线约束为统计最短逻辑规则,用户可以根据具体设计选择不同的布线拓扑规则; Protel DXP提供了以下几种布线拓扑规则;Shortest 最短规则设置最短规则设置如图6-8所示,从Topology下拉菜单中选择Shortest选项,该选项的定义是在布线时连接所有节点的连线最短规则;图6 -8 最短拓扑逻辑Horizontal 水平规则设置水平规则设置如图6- 9所示,从Topoogy下拉菜单中选择Horizontal选基;它采用连接节点的水平连线最短规则;图6-9 水平拓扑规则Vertical 垂直规则设置垂直规则设置如图6-10所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Vertical选项;它采和是连接所有节点,在垂直方向连线最短规则;图 6-10 垂直拓扑规则Daisy Simple 简单雏菊规则设置简单雏菊规则设置如图 6-11所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy simple选项;它采用的是使用链式连通法则,从一点到另一点连通所有的节点,并使连线最短;图 6-11简单雏菊规则Daisy-MidDriven 雏菊中点规则设置雏菊中点规则设置如图6-12所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy_MidDiven 选项;该规则选择一个Source 源点,以它为中心向左右连通所有的节点,并使连线最短;图 6-12雏菊中点规则Daisy Balanced 雏菊平衡规则设置雏菊平衡规则设置如图6-13所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy Balanced 选项;它也选择一个源点,将所有的中间节点数目平均分成组,所有的组都连接在源点上,并使连线最短;图 6-13雏菊平衡规则Star Burst 星形规则设置星形规则设置如图6-14所示,从Tolpoogy下拉菜单中选择Star Burst选项;该规则也是采用选择一个源点,以星形方式去连接别的节点,并使连线最短;图 6-14 Star Burst 星形规则3. Routing Rriority 布线优先级别选项区域设置该规则用于设置布线的优先次序,设置的范围从0~100 ,数值越大,优先级越高,如图6-15所示;图 6-15 布线优先级设置4. Routing Layers 布线图选殴区域设置该规则设置布线板导的导线走线方法;包括顶层和底层布线层,共有32个布线层可以设置,如图6-16所示;图 6-16 布线层设置由于设计的是双层板,故Mid-Layer 1到Mid-Layer30都不存在的,该选项为灰色不能使用,只能使用Top Layer和Bottom Layer两层;每层对应的右边为该层的布线走法;Prote DXP提供了11种布线走法,如图6 -17所示;图 6-17 11 种布线法各种布线方法为: Not Used该层不进行布线; Horizontal该层按水平方向布线 ;Vertical该层为垂直方向布线; Any该层可以任意方向布线; Clock该层为按一点钟方向布线; Clock该层为按两点钟方向布线; Clock该层为按四点钟方向布线;Clock该层为按五点钟方向布线; 45Up该层为向上45 °方向布线、 45Down该层为向下 45 °方法布线; Fan Out该层以扇形方式布线;对于系统默认的双面板情况,一面布线采用Horizontal 方式另一面采用Vertical 方式;5 . Routing Corners 拐角选项区域设置布线的拐角可以有45 °拐角、90 °拐角和圆形拐角三种,如图6-18所示;图 6-18 拐角设置从Style上拉菜单栏中可以选择拐角的类型;如图6 -16中Setback文本框用于设定拐角的长度; To文本框用于设置拐角的大小;对于90 °拐角如图6-19所示,圆形拐角设置如图6-20所示;图 6-19 90 °拐角设置图 6-20 圆形拐角设置6 . Routing Via Style 导孔选项区域设置该规则设置用于设置布线中导孔的尺寸,其界面如图6-21所示;图 6 -21 导孔设置可以调协的参数有导孔的直径via Diameter和导孔中的通孔直径Via Hole Size ,包括Maximum 最大值、 Minimum 最小值和Preferred 最佳值;设置时需注意导孔直径和通孔直径的差值不宜过小,否则将不宜于制板加工;合适的差值在10mil以上;阻焊层设计规则Mask 阻焊层设计规则用于设置焊盘到阻焊层的距离,有如下几种规则;1 . Solder Mask Expansion 阻焊层延伸量选项区域设置该规则用于设计从焊盘到阻碍焊层之间的延伸距离;在电路板的制作时,阻焊层要预留一部分空间给焊盘;这个延伸量就是防止阻焊层和焊盘相重叠,如图6 —22所示系统默认值为4mil,Expansion设置预为设置延伸量的大小;图 6 — 22 阻焊层延伸量设置2 . Paste Mask Expansion 表面粘着元件延伸量选项区域设置该规则设置表面粘着元件的焊盘和焊锡层孔之间的距离,如图6 —23所示,图中的Expansion设置项为设置延伸量的大小;图 6 — 23 表面粘着元件延伸量设置内层设计规则Plane 内层设计规则用于多层板设计中,有如下几种设置规则;1 . Power Plane Connect Style 电源层连接方式选项区域设置电源层连接方式规则用于设置导孔到电源层的连接,其设置界面如图6 —24所示;图 6 — 24 电源层连接方式设置图中共有5项设置项,分别是:Conner Style 下拉列表:用于设置电源层和导孔的连接风格;下拉列表中有 3 个选项可以选择: Relief Connect 发散状连接、 Direct connect 直接连接和 No Connect 不连接;工程制板中多采用发散状连接风格;Condctor Width 文本框:用于设置导通的导线宽度;Conductors 复选项:用于选择连通的导线的数目,可以有 2 条或者 4 条导线供选择;Air-Gap 文本框:用于设置空隙的间隔的宽度;Expansion 文本框:用于设置从导孔到空隙的间隔之间的距离;2. Power Plane Clearance 电源层安全距离选项区域设置该规则用于设置电源层与穿过它的导孔之间的安全距离,即防止导线短路的最小距离,设置界面如图6 — 25所示,系统默认值20mil;图 6 — 25 电源层安全距离设置3 . Polygon Connect style 敷铜连接方式选项区域设置该规则用于设置多边形敷铜与焊盘之间的连接方式,设置界面如图6 — 26所示;图 6 — 26 敷铜连接方式设置该设置对话框中Connect Style 、 Conductors和Conductor width的设置与Power Plane Connect Style选项设置意义相同,在此不同志赘述;最后可以设定敷铜与焊盘之间的连接角度,有90angle90 ° 和45Angle 45 °角两种方式可选;测试点设计规则Testpiont 测试点设计规则用于设计测试点的形状、用法等,有如下几项设置;1 . Testpoint Style 测试点风格选项区域设置该规则中可以指定测试点的大小和格点大小等,设置界面如图6 — 27所示;图 6 — 27 测试点风格设置该设置对话框有如下选项:Size文本框为测试点的大小, Hole Size文本框为测试点的导孔的大小,可以指定Min 最小值、 Max 最大值和 Preferred 最优值;Grid Size文本框:用于设置测试点的网格大小;系统默认为1mil大小;Allow testpoint under component 复选项:用于选择是否允许将测试点放置在元件下面;复选项Top 、 Bottom等选择可以将测试点放置在哪些层面上;右边多项复选项设置所允许的测试点的放置层和放置次序;系统默认为所有规则都选中;2 . Testpoint Usage 测试点用法选项区域设置测试点用法设置的界面如图6 — 28所示;图 6 — 28 测试点用法设置该设置对话框有如下选项:Allow multiple testpoints on same net复选项:用于设置是否可以在同一网络上允许多个测试点存在;Testpoint 选项区域中的单选项选择对测试点的处理,可以是Required 必须处理、 Invalid 无效的测试点和 Don't care 可忽略的测试点;电路板制板规则Manufacturing 电路板制板规则用于对电路板制板的设置,有如下几类设置:1. Minimum annular Ring 最小焊盘环宽选项区域设置电路板制作时的最小焊盘宽度,即焊盘外直径和导孔直径之间的有效期值,系统默认值为10 mil;2 . Acute Angle 导线夹角设置选项区域设置对于两条铜膜导线的交角,不小于90 °;3 . Hole size 导孔直径设置选项区域设置该规则用于设置导孔的内直径大小;可以指定导孔的内直径的最大值和最小值;Measurement Method下拉列表中有两种选项: Absolute以绝对尺寸来设计, Percent以相对的比例来设计;采用绝对尺寸的导孔直径设置对话框如图6 — 29所示以mil为单位;图 6 — 29 导孔直径设置对话框4 . Layers Pais 使用板层对选项区域设置在设计多层板时,如果使用了盲导孔,就要在这里对板层对进行设置;对话框中的复选取项用于选择是否允许使用板层对 layers pairs 设置;本章中,对Protel DXP提供的10种布线规则进行了介绍,在设计规则中介绍了每条规则的功能和设置方法;这些规则的设置属于电路设计中的较高级的技巧,它设计到很多算法的知识;掌握这些规则的设置,就能设计出高质量的PCB电路;双面板布线技巧一双面板布线技巧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;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图 3a 图1、图2、图4和图5中布线的电路原理图图 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;。
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一、元件布局基本规则1.按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开;2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1."27mm内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3."5mm(对于M2."5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件;3.卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;4.元器件的外侧距板边的距离为5mm;5.贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;6.金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm;7.发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;8.电源插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔;9.其它元器件的布置:所有IC元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向,出现两个方向时,两个方向互相垂直;10、"板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0."2mm);11、"贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过;12、"贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致;13、"有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。
二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内,以及安装孔周围1mm内,禁止布线;2、"电源线尽可能的宽,不应低于18mil;信号线宽不应低于12mil;cpu入出线不应低于10mil(或8mil);线间距不低于10mil;3、正常过孔不低于30mil;4、双列直插:焊盘60mil,孔径40mil;1/4W电阻:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘62mil,孔径42mil;无极电容:51*55mil(0805表贴);直插时焊盘50mil,孔径28mil;5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。
如何提高抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时,如何提高抗干扰能力和电磁兼容性?1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰:(1)微控制器时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。
(2)系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。
(3)含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。
2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施:(1)选用频率低的微控制器:选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。
同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。
虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。
(2)减小信号传输中的畸变微控制器主要采用高速CMOS技术制造。
信号输入端静态输入电流在1mA 左右,输入电容10PF左右,输入阻抗相当高,高速CMOS电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。
当Tpd>Tr时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。
信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。
可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3到1/2之间。
微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr(标准延迟时间)为3到18ns之间。
在印制线路板上,信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线,线上延迟时间大致在4~20ns之间。
也就是说,信号在印刷线路上的引线越短越好,最长不宜超过25cm。
而且过孔数目也应尽量少,最好不多于2个。
当信号的上升时间快于信号延迟时间,就要按照快电子学处理。
此时要考虑传输线的阻抗匹配,对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输,要避免出现Td>Trd的情况,印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。
用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则:信号在印刷板上传输,其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。
(3)减小信号线间的交*干扰:A点一个上升时间为Tr的阶跃信号通过引线AB传向B端。
信号在AB线上的延迟时间是Td。
在D点,由于A点信号的向前传输,到达B点后的信号反射和AB线的延迟,Td时间以后会感应出一个宽度为Tr的页脉冲信号。
在C点,由于AB上信号的传输与反射,会感应出一个宽度为信号在AB线上的延迟时间的两倍,即2Td的正脉冲信号。
这就是信号间的交*干扰。
干扰信号的强度与C点信号的di/at有关,与线间距离有关。
当两信号线不是很长时,AB上看到的实际是两个脉冲的迭加。
CMOS工艺制造的微控制由输入阻抗高,噪声高,噪声容限也很高,数字电路是迭加100~200mv噪声并不影响其工作。
若图中AB线是一模拟信号,这种干扰就变为不能容忍。
如印刷线路板为四层板,其中有一层是大面积的地,或双面板,信号线的反面是大面积的地时,这种信号间的交*干扰就会变小。
原因是,大面积的地减小了信号线的特性阻抗,信号在D端的反射大为减小。
特性阻抗与信号线到地间的介质的介电常数的平方成反比,与介质厚度的自然对数成正比。
若AB线为一模拟信号,要避免数字电路信号线CD对AB的干扰,AB线下方要有大面积的地,AB线到CD线的距离要大于AB线与地距离的2~3倍。
可用局部屏蔽地,在有引结的一面引线左右两侧布以地线。
(4)减小来自电源的噪声电源在向系统提供能源的同时,也将其噪声加到所供电的电源上。
电路中微控制器的复位线,中断线,以及其它一些控制线最容易受外界噪声的干扰。
电网上的强干扰通过电源进入电路,即使电池供电的系统,电池本身也有高频噪声。
模拟电路中的模拟信号更经受不住来自电源的干扰。
(5)注意印刷线板与元器件的高频特性在高频情况下,印刷线路板上的引线,过孔,电阻、电容、接插件的分布电感与电容等不可忽略。
电容的分布电感不可忽略,电感的分布电容不可忽略。
电阻产生对高频信号的反射,引线的分布电容会起作用,当长度大于噪声频率相应波长的1/20时,就产生天线效应,噪声通过引线向外发射。
印刷线路板的过孔大约引起0."6pf的电容。
一个集成电路本身的封装材料引入2~6pf电容。
一个线路板上的接插件,有520nH的分布电感。
一个双列直扦的24引脚集成电路扦座,引入4~18nH的分布电感。
这些小的分布参数对于这行较低频率下的微控制器系统中是可以忽略不计的;而对于高速系统必须予以特别注意。
(6)元件布置要合理分区元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题,原则之一是各部件之间的引线要尽量短。
在布局上,要把模拟信号部分,高速数字电路部分,噪声源部分(如继电器,大电流开关等)这三部分合理地分开,使相互间的信号耦合为最小。
G处理好接地线印刷电路板上,电源线和地线最重要。
克服电磁干扰,最主要的手段就是接地。
对于双面板,地线布置特别讲究,通过采用单点接地法,电源和地是从电源的两端接到印刷线路板上来的,电源一个接点,地一个接点。
印刷线路板上,要有多个返回地线,这些都会聚到回电源的那个接点上,就是所谓单点接地。
所谓模拟地、数字地、大功率器件地开分,是指布线分开,而最后都汇集到这个接地点上来。
与印刷线路板以外的信号相连时,通常采用屏蔽电缆。
对于高频和数字信号,屏蔽电缆两端都接地。
低频模拟信号用的屏蔽电缆,一端接地为好。
对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属罩屏蔽起来。
(7)用好去耦电容。
好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。
陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。
设计印刷线路板时,每个集成电路的电源,地之间都要加一个去耦电容。
去耦电容有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容为0."1uf的去耦电容有5nH分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。
1uf,10uf电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频率噪声的效果要好一些。
在电源进入印刷板的地方和一个1uf或10uf的去高频电容往往是有利的,即使是用电池供电的系统也需要这种电容。
每10片左右的集成电路要加一片充放电电容,或称为蓄放电容,电容大小可选10uf。
最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感,最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。
去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f计算;即10MHz取0."1uf,对微控制器构成的系统,取0."1~0."01uf之间都可以。
3、降低噪声与电磁干扰的一些经验。
(1)能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在关键地方。
(2)可用串一个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。
(3)尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。
(4)使用满足系统要求的最低频率时钟。
(5)时钟产生器尽量*近到用该时钟的器件。
石英晶体振荡器外壳要接地。
(6)用地线将时钟区圈起来,时钟线尽量短。
(7)I/O驱动电路尽量*近印刷板边,让其尽快离开印刷板。
对进入印制板的信号要加滤波,从高噪声区来的信号也要加滤波,同时用串终端电阻的办法,减小信号反射。
(8) MCD无用端要接高,或接地,或定义成输出端,集成电路上该接电源地的端都要接,不要悬空。
(9)闲置不用的门电路输入端不要悬空,闲置不用的运放正输入端接地,负输入端接输出端。
(10)印制板尽量使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。
(11)印制板按频率和电流开关特性分区,噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。
(12)单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗,经济是能承受的话用多层板以减小电源,地的容生电感。
(13)时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件。
(14)模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线,特别是时钟。
(15)对A/D类器件,数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交*。
(16)时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小,时钟元件引脚远离I/O电缆。