(数字电路的噪声和布局)

合集下载

数字电路知识点汇总(精华版)[2]

(直打版)数字电路知识点汇总(精华版)(word版可编辑修改)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(直打版)数字电路知识点汇总(精华版)(word版可编辑修改)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(直打版)数字电路知识点汇总(精华版)(word版可编辑修改)的全部内容。

数字电路知识点汇总(东南大学)第1章数字逻辑概论一、进位计数制1。

十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3。

二进制数与16进制数的转换二、基本逻辑门电路第2章逻辑代数表示逻辑函数的方法，归纳起来有：真值表，函数表达式，卡诺图,逻辑图及波形图等几种。

一、逻辑代数的基本公式和常用公式1）常量与变量的关系Ａ+0＝Ａ与Ａ=⋅1ＡＡ+1＝1与0⋅A0=A⋅＝0AA+＝1与A2）与普通代数相运算规律a.交换律：Ａ+Ｂ＝Ｂ+ＡA⋅⋅=ABBb。

结合律：（Ａ+Ｂ）+Ｃ＝Ａ+（Ｂ+Ｃ)A⋅BC⋅⋅=⋅)A()B(Cc。

分配律：)⋅＝+A⋅(CBA⋅A C⋅BA+++）B⋅=A)())(CABC3)逻辑函数的特殊规律a。

同一律:Ａ+Ａ+Ａb.摩根定律：BA+B⋅A=ABA⋅=+，Bb。

关于否定的性质Ａ＝A二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中，如果将等式两边同时出现某一变量Ａ的地方，都用一个函数Ｌ表示，则等式仍然成立，这个规则称为代入规则例如：C⋅⊕⋅A⊕+ACBB可令Ｌ＝CB⊕则上式变成L⋅＝C+AA⋅L=⊕⊕A⊕BAL三、逻辑函数的:——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数，通常，我们将逻辑函数化简为最简的与-或表达式1）合并项法:利用Ａ+1=⋅=A=⋅，将二项合并为一项，合并时可消去一个变BA或ABA+A量例如：Ｌ＝B A+BA=(C+)=ACABCCB2）吸收法利用公式A⋅+，消去多余的积项，根据代入规则BA⋅可以是任何一A=BA个复杂的逻辑式例如化简函数Ｌ＝E B+AB+DA解：先用摩根定理展开:AB＝BA+再用吸收法Ｌ＝E BDAB++A＝E B+A++BDA＝)A+A+D+(E()BB＝)AA+++DB1(B)1(E＝BA+3）消去法利用BA++消去多余的因子=ABA例如，化简函数Ｌ＝ABCBA++A+BEAB解：Ｌ＝ABCA+++ABEABB＝)BAA++B+)((ABCBAE＝)BBA+++AE)((BCB＝)BCBA++B+++A)(()((C)BBB=)BA++C+A()(CB=ACA++B+ABCA=C+A+BBA4）配项法利用公式C⋅+=++⋅⋅将某一项乘以（AA⋅BAABCACBA+），即乘以1，然后将其折成几项，再与其它项合并。

数字电路谐波分析--噪声第三章

数字电路谐波分析—噪声第三章一、谐波噪声本质1.数字信号是由谐波组成的具有恒定循环周期的所有波形都可以分解为包括循环频率和谐波的基波，其中谐波的频率为循环频率的整数倍。

基波的倍数称为谐波次数。

在准确重复波的情况下，不会有其它频率成分。

数字信号有很多循环波形。

因此，在测量频率分布（称为“频谱”）时，可以准确分解为谐波，显示出离散分布的频谱。

2.测量时钟脉冲信号的谐波像针一样向上突起的部分为谐波，其出现的间隔正好为33MHz。

可以发现奇次谐波和偶次谐波的趋势不一样。

最下面部分约为40dB或更低，指示频谱分析仪的背景噪声。

3.如何从噪声频率中找出噪声源谐波性质有助于根据噪声频率找出噪声源。

通过测量噪声频谱间隔，可以类比推导出造成噪声的信号循环频率。

如上面测的噪声，出现强烈噪声的频率的间隔似乎是33MHz。

因此，可以认为噪声是与33MHz时钟同步运行的电路造成的。

4.只包括整数倍频率循环波形并不包括低于基频的任何频率成分。

例如，100MHz信号绝不会产生20MHz、50MHz或90MHz的噪声。

如果出现此种频率，则噪声是由分频信号而不是源信号所导致的。

数字电路通常与时钟脉冲信号同步运行，而且很多数字电路的运行频率为时钟脉冲信号的1/N（称为“分频”）。

在这种情况下，谐波是分频信号频率的整数倍。

如果两个或更多电路以经过分频的相同时钟脉冲信号运行，时钟脉冲信号的谐波会与分频信号的谐波相互重叠，导致难以对其进行区分。

二、谐波的复合波形1.与正弦波叠加接近数字波形随着基波与各个谐波叠加，原基波的正弦波形越来越接近矩形波。

2.高次谐波会波形的影响小从理想的矩形波减去高次谐波时，波形越来越接近正弦波。

但是，变化很小。

3.占空50%的波形具有很强的奇次谐波当形成占空比为50%的波形时，仅叠加奇次谐波。

如果形成的波形不具有50%的占空比，需要叠加偶次谐波。

此处的占空比指的是一个循环中信号电平“高”的比例。

4.通过减去高次谐波降低噪声数字信号谐波中相对较低的频率（低次）成分对保持信号波形很重要，而较高的频率（高次）成分则不太重要。

电子电路中如何解决信号干扰问题

电子电路中如何解决信号干扰问题在电子电路中，信号干扰是一个常见的问题，它可能会影响电路的稳定性和性能。

为了解决信号干扰问题，我们可以采取以下几种方法：1. 模拟电路设计中的解决方案在模拟电路设计中，存在一些常见的信号干扰类型，如电源噪声、串扰、谐振和地线回流等。

为了解决这些问题，可以采取以下措施：（1）增加滤波器：通过在电路中添加滤波器可以去除电源噪声。

滤波器可以选择低通、高通、带通或带阻滤波器，根据不同的干扰特征选择合适的滤波器。

（2）增加屏蔽：通过在电路元件或电缆周围添加屏蔽层，可以减少串扰和谐振。

屏蔽层可以是金属盒、金属箔、金属网等，选择适当的屏蔽材料和屏蔽结构可以有效隔离信号干扰。

（3）优化地线布局：地线是信号回流的路径，良好的地线布局可以减少地线回流引起的干扰。

在设计时，需要注意地线走线的路径，避免共地等干扰现象。

2. 数字电路设计中的解决方案在数字电路设计中，信号干扰主要包括信号间的串扰、时钟抖动和噪声等。

为了解决这些问题，可以采取以下措施：（1）提高信号完整性：通过增加信号的驱动能力和阻抗匹配可以减少信号间的串扰。

使用电流模式驱动器或差分信号线可以提高信号完整性。

（2）优化时钟设计：时钟信号是数字电路中的关键信号，时钟抖动可能会引起系统性能下降。

通过优化时钟信号的布局和使用抖动较小的时钟源，可以减少时钟抖动对系统的影响。

（3）降低噪声干扰：噪声干扰是数字电路中常见的问题，可以通过布局优化和信号过滤来降低噪声。

对于高频噪声干扰，可以使用滤波器来减少噪声对信号的影响。

3. PCB布局和综合技术在电子电路设计中，PCB布局和综合技术也对信号干扰的解决起到重要作用。

以下是一些在布局和综合中可以采取的具体措施：（1）分离不同的信号类型：在PCB布局中，尽量将不同类型的信号分离开来，减少信号间的干扰。

例如，可以将模拟信号和数字信号布局在不同的区域，或者使用不同的层次布线。

（2）地线布局和隔离：良好的地线布局和隔离可以减少地线回流引起的干扰。

PCB设计模拟布局与数字布局技术的要领

PCB设计模拟布局与数字布局技术的要领PCB（Printed Circuit Board）是电子电路所必需的基础部件之一。

它重要的作用在于将电路板上的各种元器件、电子器件、传感器设备连接在一起，实现各种电路功能。

好的PCB设计师需要有一定的电路原理基础知识。

同时，他们必须理解电路设计规范和模拟布局与数字布局技术。

本文旨在探讨PCB设计中的模拟布局与数字布局技术的要领。

一、模拟布局技术模拟电路和数字电路的差异在于，前者的信号是连续变化的模拟信号，而后者的信号是离散数值的数字信号。

因此，模拟布局需要关注信号的连续性以及器件产生的噪声和交叉干扰。

下面介绍一些模拟布局技术的要领：1. 电源和地线的布局每个电路板都必须有一个电源，而电源的地线是所有电路板的共同接地点。

在布局时，电源的线路应该尽可能短，并且要放在每个板的边缘处。

地线应该是尽可能粗的线路，并且应该交错地排列。

这样可以减少电源线对其他线路的干扰。

2. 分类布局模拟电路通常按其使用的频率等级进行分类，每个功能块分别进行布局，以减少信号交叉干扰。

例如，低频放大器与高频振荡器必须分别进行布局，以减少噪声和交叉干扰。

3. 线路布局线路的长度和宽度影响电路板上的信号速度和抗干扰能力。

因此，在布局时应该缩短信号线路的长度并使其尽可能宽。

同时，必须避免信号线路与电源线路和地线共线。

这种布局模式可以有效减少电磁干扰引起的信号串音和其他问题。

4. 组件安排模拟电路中使用的基本电路元件是电阻、电容和电感。

这些元件的放置位置和方向对线路的性能和稳定性有直接影响。

在安排元件时，应优先考虑干扰源和受干扰元件之间的距离，并优先安排相互干扰较小的元件。

二、数字布局技术数字布局是以数字信号为基础，以信号延迟、滤波和误差修正等为目标的布局技术。

它主要解决的问题是抗干扰和提高电路速度。

下面介绍一些数字布局技术的要领：1. 信号线的选择数字信号线具有短脉冲宽度和低电平峰值等特征，而噪声和交叉干扰容易影响数字信号的传输。

集成电路技术发展对电磁兼容的影响

集成电路技术发展对电磁兼容的影响摘要：但是，随着高科技技术的进步，近年来，集成电路的机会越来越多，但是由于它们的兼容性，只能更快，更有效地使用它们。

本文的底线是内置兼容性的定义和原则，可导致采取措施和解决方案。

为了减少冲击和耦合效应，必须观察喷射功能的科学性和公正性，从而加强集成电路的功能并扩展其功能。

关键词：集成电路技术发展；电磁兼容；影响引言集成电路（IC）是电子设备EMC问题中的关键要素，它既是干扰源又是被干扰的对象。

尽管半导体器件不受欧洲EMC指令或FCC15等EMC法规约束，但集成电路终端用户将电子设备级的EMC限制延伸到芯片级，迫使集成电路研发人员在芯片设计之初就必须考虑电磁兼容问题。

同时，随着集成电路的快速发展，MOS 器件尺寸的不断缩小，同一电路或封装内异构功能的集成度以及数据交换速率不断提高。

这些技术进步使集成电路可靠性面临巨大挑战，也促进了集成电路电磁兼容技术的快速发展。

1行业面临的机遇1）技术正在逐渐增加。

近年来，中国集成电路（芯片）市场的快速发展，加速了该国芯片的产业发展和技术创新。

2）将集成电路的产能转移到中国大陆。

集成电路（供应链）逐渐从美国，日本，欧洲和台湾转移到中国和东南亚，从而使本地企业更容易开发先进技术并获得管理经验，并使自己的企业快速发展。

供应链搬迁的全球趋势为中国大陆的集成电路产业发展提供了新的机会。

中国大陆新电路的逐步建设通过降低成本，扩大产能和提高地域效率为集成电路产业提供了支持，从而为集成电路的发展做出了贡献。

大陆市场旺盛的需求和投资热潮鼓励了集成电路专业人士的发展，这些专业人士为这些行业的发展做出了贡献，并开始对其进行补充。

3）集成电路产线愈加昂贵加剧头部企业集中趋势。

在摩尔定律的推动下，元器件集成度的大幅提高要求集成电路线宽不断缩小，导致生产技术与制造工序愈加复杂，制造成本呈指数级上升趋势。

当技术节点向5纳米甚至更小的方向升级时，普通光刻机受其波长的限制，其精度已无法满足工艺要求。

PCB布局、布线基本规则

PCB布局、布线基本规则（PCB）又被称为印刷电路板(Printed Circuit Board)，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。

元件布局基本规则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）;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;元器件的外侧距板边的距离为5mm;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;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;发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;（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;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。

元件基本布线规则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。

汽车电子线路设计与制作试题库(含参考答案)

汽车电子线路设计与制作试题库（含参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、在放置导线过程中，可以按（）键来取消前段导线。

A、Back SpaceB、EnterC、ShiftD、Tab正确答案：A2、用于连接各层之间导线的金属孔称为（）。

A、焊盘B、安装孔C、接插件D、过孔正确答案：D3、电感的单位换算正确的是( )A、1H=1000,000uHB、1H=1000,000，000uHC、1mH=1000,000uH正确答案：A4、Altium Designe提供的是（）仿真器。

A、模拟信号B、混合信号C、数字信号D、直流信号正确答案：B5、下列说法错误的是【】。

A、虽然Protel 99 SE能够自动布局，但实际上电路板的布局几乎都是手工完成；B、不同的元器件可以有相同的封装，相同的元器件也可以有不同的封装。

C、多层印制电路板不可以用自动布线；D、虽然Protel 99 SE能够自动布局，但实际上电路板的布局几乎都是手工完成；正确答案：C6、使用计算机键盘上的（）键可实现原理图图样的缩小。

A、Page UpB、Page DownC、HomeD、End正确答案：B7、印制电路板的（）层主要是作为说明使用。

A、Keep Out LayerB、Top OverlayC、Mechanical LayersD、Multi Layer正确答案：B8、电路板布线的时候尽量采用( )折线布线。

A、180度B、圆弧C、90度D、45度正确答案：D9、执行Report→Board Information命令，在弹出的对话框中单击Report按钮，可以生成【】。

A、电路板的信息报表B、元器件报表C、设计层次报表D、网络状态报表正确答案：A10、当温度升高时，二极管的反向饱和电流（）。

A、不变B、无法判定C、增大D、减小正确答案：C11、下列所示( )不是造成虚焊的原因。

A、焊锡固化前，用其他东西接触过焊点B、加热过度、重复焊接次数过多C、烙铁的撤离方法不当正确答案：C12、适用于高低频混合电路的接地方式是（）。

模拟与数字混合电路设计中的布局布线方法

模拟与数字混合电路设计中的布局布线方法在数字和模拟电路的混合设计中，布局布线是一个非常关键的步骤。

合理的布局布线可以减小信号噪音，降低功耗，提高电路性能和可靠性。

下面我们将介绍一些在模拟与数字混合电路设计中常用的布局布线方法。

1. 分离模拟和数字部分：合理的模拟和数字部分的分离可以确保两者之间的干扰最小化。

在布局时，尽量将模拟和数字电路分别布置在不同的区域，并采取适当的物理隔离措施，如使用地平面隔离层或金属屏蔽罩，以降低互相干扰的可能性。

2. 近源布线与远源布线：在布线时，模拟信号线和数字信号线应该分开布线，以降低互相之间的干扰。

模拟信号线应该尽量靠近信号源布线，以减小传输的干扰。

而数字信号线应该尽量远离模拟信号线，以降低数字信号对模拟信号的干扰。

3. 分层布局：将模拟和数字信号线分层布局，可以有效减小相互之间的串扰。

模拟信号线和数字信号线应尽量位于不同的PCB层次或地平面区域上，以减小互相之间的干扰。

4. 使用地平面：地平面是一个非常重要的设计元素，它可以提供良好的地电平和电磁屏蔽。

在布局时，尽量增加地平面的面积，并保持地平面的连续性，以降低信号噪音和互相之间的干扰。

5. 电源分割和滤波：在混合电路设计中，电源噪声对模拟信号的影响非常大。

因此，应该将电源分割为模拟和数字两个部分，并在输入处添加滤波电路，以减小电源噪声对模拟信号的影响。

6. 信号线的长度和走向：信号线的长度和走向对电路性能和功耗有着重要的影响。

一般来说，尽量保持信号线的长度一致，并避免信号线的尖锐转弯和临近的平面走线。

此外，应尽量避免信号线的交叉和平行布线，以减小信号之间的串扰。

7. 地线和电源线的布线：地线和电源线在布线时也需要注意。

地线应尽量靠近模拟信号线，以提供良好的地引用。

电源线应尽量靠近数字信号线，以减小电源噪声对模拟信号的干扰。

总结起来，模拟与数字混合电路的布局布线方法包括分离模拟和数字部分、近源布线与远源布线、分层布局、使用地平面、电源分割和滤波、合理的信号线长度和走向以及合理的地线和电源线布线。

芯片设计中的电源噪声抑制与布局优化策略与技术

芯片设计中的电源噪声抑制与布局优化策略与技术在芯片设计中，电源噪声是一个常见而严重的问题。

电源噪声可以干扰信号传输，在高频应用中尤为突出。

为了提高芯片性能和可靠性，需要采取一系列的抑制电源噪声的策略与技术，同时对芯片布局进行优化。

本文将探讨芯片设计中的电源噪声抑制与布局优化策略与技术。

一、电源噪声的产生与影响电源噪声可以由电源回路中的各种因素产生，如电源线的阻抗、电容与电感元件的阻抗、电源开关器件的开关过程中的电流尖峰等。

这些因素导致电源回路中产生多种频率的噪声，传导至芯片中引起电源噪声。

电源噪声对芯片的影响主要体现在两个方面。

首先，电源噪声会直接影响芯片的工作稳定性和性能表现。

一旦噪声超过芯片所能承受的范围，可能导致芯片崩溃或者数据传输错误。

其次，电源噪声还会通过芯片的供电网络传播至其他部件，从而对整个系统的性能产生影响。

二、电源噪声抑制策略与技术1. 优化电源回路设计电源回路的设计是抑制电源噪声的首要步骤。

在设计电源回路时，应尽量减小电源回路中的电阻和电感，以减小噪声的产生。

另外，可以采用滤波电容和电感元件等被动元件来滤除噪声信号。

此外，还可以采用分离式的电源设计，将模拟电源和数字电源分离，以减小相互之间的干扰。

2. 优化供电网络设计供电网络设计是抑制电源噪声的重要手段之一。

可以采用多层供电网络设计来提高供电电源的稳定性。

同时，合理布局电源引脚和接地引脚，减小供电网络的阻抗，以提高供电电源的质量。

此外，还可以使用电源分布式电感器（PDN）来降低电源噪声。

3. 选择低噪声稳压器件选择低噪声的稳压器件对抑制电源噪声至关重要。

稳压器件应具备高阻抗、低噪声、低电压漂移等特点。

同时，应注意稳压器件的布局和降噪电容的选择，以最大程度地降低噪声信号的传播。

三、芯片布局优化策略与技术1. 分离模拟与数字区域模拟与数字电路之间的干扰是芯片布局中需要解决的一个问题。

为了降低电源噪声对模拟电路的干扰，应将模拟电路与数字电路分离，并合理布局。

抗磁干扰的方法

抗磁干扰方法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。

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。

电路中的电路板设计布线与布局的优化方法

电路中的电路板设计布线与布局的优化方法在电子设备中，电路板起着连接各个电子元件的重要作用。

良好的电路板设计布线与布局是保证电路性能稳定可靠的关键之一。

本文将介绍电路板设计布线与布局的优化方法，以提高电路板的性能和可靠性。

一、电路板设计布线的优化方法1. 确定信号和功耗路径：在进行电路板布线时，首先需要确定信号和功耗的主要路径。

对于高频信号，应尽量缩短信号传输路径，减少信号失真和干扰。

对于高功耗部分，需要合理规划供电路径，避免功耗过高导致线路过热。

2. 分离模拟和数字信号：在电路板布线时，应尽量将模拟和数字信号分开布线，避免相互干扰。

在设计过程中，可以利用分割地平面或添加屏蔽层等方法来分隔不同信号类型。

这样可以有效减少信号交叉耦合，提高电路的稳定性。

3. 控制信号传输长度：信号传输路径的长度对于高速电路设计至关重要。

较长的传输路径会引入传输延迟和信号失真。

因此，在布线过程中，应尽量缩短信号传输路径，合理控制线路长度，以提高信号传输速度和减少传输延迟。

4. 地平面设计：良好的地平面设计可以有效减少信号回路的干扰，提高电路的抗干扰能力。

在进行地平面设计时，应注意避免地分割和减少地开口，以确保地回路的完整性和连续性。

5. 考虑电磁兼容性：电磁兼容性是电路板设计中需要重视的一个方面。

在进行电路板布线时，应合理规划信号线和电源线的走向，避免信号线与电源线交叉或平行布线，减少电磁干扰的产生。

同时，可以采用屏蔽罩、层板隔离等方法来降低电磁辐射和敏感性。

二、电路板布局的优化方法1. 组件布局：在进行电路板布局时，应根据电路的功能和连接关系合理安排各个组件的位置。

对于高频部分和噪声敏感部分，应尽量远离噪声源和干扰源，以减少噪声干扰。

同时，还需考虑散热问题，将发热元件安排在通风良好的位置，以提高散热效果。

2. 尽量减少层板：使用多层板可以增加布线空间和连接通道，但同时也增加了制作成本和信号传输路径长度。

因此，在进行电路板布局时，应尽量减少层板的使用，选择合适的线路走向，以减少信号传输路径的长度。

数字电路约束条件

数字电路约束条件数字电路的约束条件是指在设计和布局数字电路时必须遵循的限制。

这些限制可以是逻辑、时序和物理方面的，它们保证了电路的正确性和可靠性。

在本文中，将详细讨论数字电路约束条件的各个方面。

1. 逻辑约束条件逻辑约束条件是为了保证电路的正确性而遵守的规则。

它们包括以下内容：1.1 时序分析条件时序分析是指分析电路中信号传输的时间顺序，以保证电路的正确操作。

要进行时序分析，需要满足以下条件：- 时钟频率与电路延迟之间有足够的裕度； - 信号的传输时间不超过时钟周期的一半。

时序分析通常要在设计和布局电路之前进行，可以使用计算机辅助设计工具进行。

1.2 约束路径约束路径是指在设计电路时，可以对某些信号定义其需要满足的限制条件，如最小延时、最大延时和时序保序等。

约束路径可以保证信号在电路中的正确传输，并可以减少故障的发生。

1.3 噪声限制条件噪声是指在电路中出现的随机干扰信号，会导致电路性能的下降。

为了保证电路的正确操作，必须限制噪声的幅度和频率范围。

噪声限制条件通常是通过电源噪声滤波器、信号隔离和地面处理等手段来实现的。

2. 时序约束条件时序约束条件是为了保证电路操作的稳定性而遵守的规则。

它们包括以下内容：2.1 时钟域时钟域是指在电路中使用的时钟信号的范围。

为了保证电路操作的稳定性，所有的操作都必须在同一时钟域内完成，不得跨越不同的时钟域。

时钟域的划分通常是通过时钟域边界注释实现的。

2.2 时钟分配限制时钟分配限制是指在电路中，时钟信号的分配必须遵守一定的规则。

例如，时钟信号必须满足不交叉、时钟分配数目必须合理等条件。

时钟分配限制的目的是保证电路操作的稳定性和正确性。

2.3 时序计算条件时序计算是指在设计和布局电路时，需要计算出信号的传输时间和延迟时间，以保证电路的正确操作。

时序计算需要满足以下条件：- 注意信号传输的路径； - 考虑不同元件和线路的不同延时时间。

时序计算通常是使用计算机辅助设计工具完成的，可以保证电路的正确性和可靠性。

数字集成电路设计与分析

数字集成电路设计与分析数字集成电路（Digital Integrated Circuit，简称DIC）是一种用于处理和传输数字信号的电路。

它由许多晶体管、二极管和其他电子元件组成，通过将信号转换为离散的数字形式来进行处理。

在现代科技和信息技术的推动下，数字集成电路已经广泛应用于计算机、通信、嵌入式系统等领域。

一、数字集成电路的设计原理数字集成电路的设计原理源于二进制逻辑电路的概念。

二进制逻辑电路利用布尔代数的运算规律，通过逻辑门的组合和连接来实现各种逻辑功能。

数字集成电路是在此基础上进一步发展而来。

数字集成电路的设计需要考虑以下几个方面：1. 逻辑功能：根据需求确定数字电路所需实现的逻辑功能，如加法器、乘法器、状态机等。

2. 硬件资源：根据逻辑功能确定所需的晶体管、电阻、电容等硬件资源，并进行布局和布线设计。

3. 时序与时钟：考虑电路中各元件的时序关系，确定时钟频率和时序控制策略。

4. 电源和接口：设计电源供应和与外部系统的接口电路，确保数字集成电路的正常工作和与外界的通信。

二、数字集成电路的分析方法数字集成电路的分析是为了验证其设计是否符合预期功能、时序要求和性能指标。

以下是常用的数字集成电路分析方法：1. 逻辑仿真：通过电路仿真软件，将输入信号应用到数字集成电路模型中，观察输出信号是否满足预期逻辑功能。

逻辑仿真可以帮助发现设计中的逻辑错误和时序问题。

2. 时序分析：通过时序分析工具，分析数字集成电路中各个时序路径的延迟和时钟频率。

时序分析可以帮助确定电路是否满足时序要求，避免出现时序冲突或时序违规的问题。

3. 功耗分析：通过电路仿真和电路特性提取工具，分析数字集成电路的功耗消耗和功耗分布。

功耗分析可以帮助优化电路的功耗性能，减少能源消耗。

4. 供电噪声分析：通过电磁仿真和噪声分析工具，分析数字集成电路中的供电噪声问题。

供电噪声分析可以帮助解决电路中的电源干扰和信号完整性问题。

5. 仿真验证：通过数字集成电路芯片级仿真和电路板级仿真，验证数字集成电路的功能和性能。

pcb布板时应注意的事项及总结

pcb布板时应注意的事项及总结作为PCB工程师，在Lay PCB，应重点注意那些事项？1、电源进来之后，先到滤波电容，从滤波电容出来之后，才送给后面的设备。

因为PCB上面的走线，不是理想的导线，存在着电阻以及分布电感，如果从滤波电容前面取电，纹波就会比较大，滤波效果就不好了。

2、线条有讲究：有条件做宽的线决不做细，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角。

地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。

3、电容是为开关器件(门电路)或其它需要滤波/退耦的部件而设置的，布置这些电容就应尽量靠近这些元部件，离得太远就没有作用了。

4.Y 电容通用脚距10mm，留出焊盘，中间空隙是8mm，中间最好不要走线，中间不走线，放置的地方当然是板子的上下，左为强电，右为弱电。

强电端的GND最好为功率地，右边的弱电最好是靠近变压器的GND引脚。

5.再往大功率的，遵循的是两点：（1）主回路最好不要使用跳线，若一定要用就需加套管，跳线的上面若有元器件的话，还需点胶。

（2）在有限的平面积里及安全间距内尽可能的加粗，若不能加粗，就需要加铺焊层。

Lay PCB（电源板）时，结合安规要求，重点注意那些事项？1、交流电源进线，保险丝之前两线最小安全距离不小于6MM，两线与机壳或机内接地最小安全距离不小于8MM。

2、保险丝后的走线要求：零、火线最小爬电距离不小于3MM。

3、高压区与低压区的最小爬电距离不小于8MM，不足8MM或等于8MM的。

须开2MM的安全槽。

4、高压区须有高压示警标识的丝印，即有感叹号在内的三角形符号；高压区须用丝印框住，框条丝印须不小于3MM5、高压整流滤波的正负之间的最小安全距离不小于2MM6.按照先大后小，先难后易的原则，即重要的单元电路，核心元件应当优先布局。

7.布局应参考原理图，根据主板的主信号流向规律安排主要元器件。

8.布局尽量满足总的连线尽可能短，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，高频和低频信号分开，高频元器件间隔要充分。

数字集成电路考题(2012)

集成电路考题一、填空题1、世界上第一个自动计算器是1832年。

2、Jack Kilby 提出IC 设想--集成电路，由此获得诺贝尔奖，标志着数字时代的来临。

3、集成电路的发展按摩尔定律发展变化。

4、数字电路噪声进入的途径有电感耦合、电容耦合、电源和地的干扰。

5、N 型半导体的多子是自由电子，少子是空穴。

6、P 型半导体的多子是空穴，少子是自由电子。

7、二极管电流D I 与电压D V 的关系表达式为)1(/-=ΦT D V S De I I 。

8、二极管的反向击穿类型有齐纳击穿和雪崩击穿。

9、互连线电容模型可用平行板电容模型等效，导线总电容的公式为10、互连线电容模型可用微带线模型等效，由平面电容和边缘电容构成。

11、导体为均匀的绝缘介质包围，可知一条导线的电容C 与电感L 的关系为u CL ε=。

12、CMOS 反相器噪声容限的定义有L NM 低电平噪声容限和H NM 高电平噪声容限。

13、CMOS 反相器电路总功耗分为三部分，分别为dyn P 由充放电电容引起的动态功耗、dp P 直流通路电容引起的功耗、stat P 静态功耗。

14、静态CMOS 门由上拉网络PUN 和下拉网络PDN 构成。

15、CMOS 互补逻辑实现一个N 输入逻辑门所需MOS 管的个数为2N 个。

16、伪NMOS 逻辑实现一个N 输入逻辑门所需MOS 管的个数为N+1个。

17、动态逻辑实现一个N 输入逻辑门所需MOS 管的个数为N+2个。

18、动态逻辑电路工作过程分为预充电和求值两个阶段。

19、时序电路中与寄存器有关的参数分别为建立时间、维持时间、传播时间。

20、对于时钟偏差不敏感的触发器为Clocked CMOS(或为时钟控制CMOS)。

21、2C CMOS 实现一个N 输入逻辑门所需MOS 管的个数为N+2个。

2223、半定制的电路设计方法分别是以单元为基础的设计方法和以阵列为基础的设计方法。

二、简答题1、画出双阱CMOS电路工艺顺序简化图。

电路中如何合理布局减少电磁干扰

电路中如何合理布局减少电磁干扰在当今的电子世界中，电路的应用无处不在，从我们日常使用的智能手机、电脑，到工业生产中的大型控制系统，无一不依赖着复杂而精密的电路。

然而，随着电路的复杂度和工作频率的不断提高，电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称 EMI）问题也日益凸显。

电磁干扰不仅会影响电路的正常工作，导致信号失真、数据错误，甚至还可能引发系统故障，造成严重的后果。

因此，如何在电路设计中合理布局，以减少电磁干扰，成为了电子工程师们必须面对和解决的重要问题。

要理解电磁干扰的产生，我们首先需要了解电磁学的一些基本原理。

电磁干扰的本质是电磁场的相互作用。

当电路中的电流发生变化时，会产生磁场；而当电路中的电压发生变化时，会产生电场。

这些电磁场会通过空间向外传播，如果它们与其他电路中的元件相互作用，就会产生干扰。

例如，在一个数字电路中，快速切换的逻辑门会产生高频的电流和电压变化，从而产生强烈的电磁辐射。

如果附近有敏感的模拟电路，这些辐射就可能会干扰模拟信号的传输，导致信号质量下降。

那么，如何在电路布局中减少电磁干扰呢？以下是一些关键的策略和方法。

一、合理规划电路分区在设计电路时，应该根据功能将其划分为不同的区域，例如数字电路区、模拟电路区、电源区和接地区等。

数字电路通常具有较高的工作频率和快速的电流变化，容易产生电磁干扰。

模拟电路则对信号的精度和稳定性要求较高，容易受到电磁干扰的影响。

将它们分开布局，可以减少数字电路对模拟电路的干扰。

同时，还应该将高功率电路和低功率电路分开。

高功率电路中的大电流会产生较强的磁场，可能会影响到附近的低功率电路。

例如，在电源电路中，变压器、功率放大器等元件应该与其他低功率的控制电路保持一定的距离。

二、优化布线布线是电路布局中非常重要的一环。

首先，要尽量缩短信号传输线的长度。

过长的线路会增加信号的传输延迟，同时也会增加电磁辐射和接收干扰的可能性。

电路噪声相关知识解读

电路噪声相关知识解读电路噪声对于电子线路中所标称的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。

最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号，称为噪声。

但是，一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关，因而，后来人们逐步扩大了噪声概念。

例如，把造成视屏幕有白班呀条纹的那些电子信号也称为噪声。

可能以说，电路中除目的的信号以外的一切信号，不管它对电路是否造成影响，都可称为噪声。

例如，电源电压中的纹波或自激振荡，可对电路造成不良影响，使音响装置发出交流声或导致电路误动作，但有时也许并不导致上述后果。

对于这种纹波或振荡，都应称为电路的一种噪声。

又有某一频率的无线电波信号，对需要接收这种信号的接收机来讲，它是正常的目的信号，而对另一接收机它就是一种非目的信号，即是噪声。

在电子学中常使用干扰这个术语，有时会与噪声的概念相混淆，其实，是有区别的。

噪声是一种电子信号，而干扰是指的某种效应，是由于噪声原因对电路造成的一种不良反应。

而电路中存在着噪声，却不一定就有干扰。

在数字电路中。

往往可以用示波器观察到在正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲是所不期望的，而是一种噪声。

但由于电路特性关系，这些小尖峰脉冲还不致于使数字电路的逻辑受到影响而发生混乱，所以可以认为是没有干扰。

当一个噪声电压大到足以使电路受到干扰时，该噪声电压就称为干扰电压。

而一个电路或一个器件，当它还能保持正常工作时所加的最大噪声电压，称为该电路或器件的抗干扰容限或抗扰度。

一般说来，噪声很难消除，但可以设法降低噪声的强度或提高电路的抗扰度，以使噪声不致于形成干扰。

电子电路中噪声的产生如何抑制？这个东西主要是由于电路中的数字电路和电源部分产生的。

在数字电路中，普遍存在高频的数字电平，这些电平可以产生两种噪声：1、电磁辐射，就像电视的天线一样，通过发射电磁波来干扰旁边的电路，也就是你说的噪声。

2、耦合噪声，指数字电路和旁边的电路存在一定的耦合，噪声可以直接在电器上直接影响其他的电路，这种噪声更厉害。

抗电磁干扰的方法

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。

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。

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。

ad原件布局布线基本规则

ad原件布局布线基本规则⼀、原件布局基本规则 1、按照电路模块进⾏布局，电路中的元件应该采⽤集中就近原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2、定位孔、标准孔等周围1.27mm内不得贴元器件，安装孔周围3.5mm不得特装元件 3、卧装电阻、电感、点解电容等元件的下⽅避免有过孔，⼀⾯波峰焊后过孔与元件壳体短路 4、元器件的外侧相距电路板边的距离最好为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、⾦属壳和其它元器件间距应该⼤于2mm 7、发热元件不能邻近导线和热敏元件，⾼热器件要均衡分布 8、电源插座要尽量布置在pcb板⼦的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应该布置在同侧。

电源插座以及连接器的布置应该优先考虑⽅便插拔。

9、所有的ic元件单边对齐。

同⼀个pcb板⼦上标志不得多于两个⽅向，出现两个⽅向时，两个⽅向互相垂直 10、pcb板⼦布线应该疏密得当，当疏密差别很⼤时应该⽤⽹状铜箔填充，⽹格⼤于0.2mm 11、贴⽚的焊盘上不能有通孔，重要信号不准从插座脚间穿过 12、贴⽚单边对齐，字符⽅向⼀直，封装⽅向⼀致 13、有有正负之分的器件在同⼀个pcb板⼦上⾯的极性尽量保持⼀致。

⼆、元件布线规则 1、画定布线区域据板⼦边沿⼩于1mm的距离，以及安装孔周围1mm内部不允许布线 2、电源线尽可能的宽，不能低于18mil；信号线宽度不低于12mil，cpu出⼊线不低于10mil或者8mil，间距不低于10mil。

（这个位置我觉得不然） 3、正常过孔外径不低于30mil（我是⽤的是15mil内径30mil外径） 4、双列直插：焊盘60mil孔径40mil，1/4w电阻 51*55mil 0805表贴，直插62mil孔径42mil，⽆极性电容0805（常⽤的） 5、注意电源线与地线尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环⾛线。

三、杂乱的知识 pcb电路板上，电源线和地线最重要，克服电磁⼲扰的之主要的⼿段就是接地。