ad器件公司关于pcb设计的方法

电子设备的灵敏度越来越高，这要求设备的抗干扰能力也越来越强，因此PCB设计也变得更加困难，如何提高PCB的抗干扰能力成为众多工程师们关注的重点问题之一。本文将介绍PCB设计中降低噪声与电磁干扰的一些小窍门。下面是经过多年设计总结出来的，在PCB设计中降低噪声与电磁干扰的24个窍门（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叉。（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。（17）元件引脚尽量短，去耦电容引脚尽量短。（18）关键的线要尽量粗，并在两边加上保护地。高速线要短要直。（19）对噪声敏感的线不要与大电流，高速开关线平行。（20）石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。（21）弱信号电路，低频电路周围不要形成电流环路。（22）信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小。（23）每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。（24）用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。使用管状电容时，外壳要接地。题1什么是零件封装，它和零件有什么区别答1零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点位置。2零件封装只是零件的外观和焊点位置，纯粹的零件封装仅仅是空间的概念，因此不同的零件可以共用同一个零件封装；另一方面，同种零件也可以有不同的封装，如RES2代表电阻，它的封装形式有AXAIL04、AXAIL03、AXAIL06等等，所以在取用焊接零件时，不仅要知道零件名称还要知道零件的封装。3零件的封装可以在设计电路图时指定，也可以在引进网络表时指定。设计电路图时，可以在零件属性对话框中的FOOTPRINT设置项内指定，也可以在引进网络表时也可以指定零件封装。问题2导线、飞线和网络有什么区别答导线也称铜膜走线，简称导线，用于连接各个焊点，是印刷电路板最重要的部分，印刷电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。与导线有关的另外一种线，常称之为飞线也称预拉线。飞线是在引入网络表后，系统根据规则生成的，用来指引布线的一种连线。飞线与导线是有本质的区别的。飞线只是一种形式上的连线，它只是形式上表示出各个焊点间的连接关系，没有电气的连接意义。导线则是根据飞线指示的焊点间连接关系布置的，具有电气连接意义的连接线路。网络和导线是有所不同的，网络上还包括焊点，因此在提到网络时不仅指导线而且还包括和导线相连的焊点。问题3内层和中间层有什么区别答中间层和内层是两个容易混淆的概念。中间层是指用于布线的中间板层，该层中布的是导线；内层是指电源层或地线层，该层一般情况下不布线，它是由整片铜膜构成,是负相显示的。问题4什么是内部网络表和外部网络表，两者有什么区别答网络表有外部网络表和内部网络表之分。外部网络表指引入的网络表，即SCH或者其他原理图设计软件生成的原理图网络表；内部网络表是根据引入的外部网络表，经过修改后，被PCB系统内部用于布线的网络表。严格的来说，这两种网络表是完全不同的概念，但读者可以不必严格区分。问题5网络表管理器有什么作用答第一，引入网络表，这种网络表的引入过程实际上是将原理图设计的数据加载到印刷电路板设计系统PCB的过程。PCB设计系统中数据的所有变化，都可以通过网络宏NETLISTMACRO来完成，系统通过比较、分析网络表文件和PCB系统的内部数据，自动产生网络宏。第二，可以利用网络表管理器直接在PCB系统中编辑电路板各个组件间的连接关系，形成网络表。问题6什么是类，引入类的概念有什么好处答所谓类就是指具有相同意义的单元组成的集合。PCB中类定义是对用户开放的，用户可以自己定义类的意义及类的组成。PCB中引入类主要有两个作用1便于布线在电路板布线过程中，有些网络需要作特殊的处理，如一些重要的数据线为了避免电路板上其他组件的干扰，在布线时往往需要加大这些数据线和和其他组件间的安全间距。2便于管理电路板组件对于一个大型的电路板，它上面有很多零件封装，还有成千上万条网络，很杂乱，利用类可以很方便的管理电路板。例如将电路板中的所有输入网络归类，在寻找某个输入网络时，只需在这个输入网络类里查找即可；也可以将电路板中的所有限压电阻归类，在寻找某个限压电阻时，只需在这个限压电阻类里查找即可。问题7如何将外加焊点加入到网络中答可先将焊点加入到电路板中，然后双击焊点，打开焊点属性设置对话框，在ADVACED中的NET项中选择合适的网络，即可完成焊点的放置。问题8内层分割有什么用处答分割出来的内层可以用来连接一些重要的线路，即可以提高抗干扰能力也可以对重要的电路起保护作用。问题9敷铜有什么作用，应该注意些什么答敷铜的主要作用是提高电路板的抗干扰能力，如果要对线路进行包导线或补泪滴，那么敷铜应该放在最后进行。1496查看标签PCB带有PCB标记的内容,设计带有设计标记的内容实现更高信号处理性能的高级技术今日议程PCB布局概览原理图关键元件定位和信号布线电源旁路寄生效应、过孔和放置接地层布局回顾总结概述何为高速超出此频率，PCB将极大地降低电路性能。THEFREQUENCYABOVEWHICHAPCBCANSIGNIFICANTLYDEGRADECIRCUITPERFORMANCE50MHZ及以上可视为高速。PCB布局是设计流程的最后步骤之一，往往未得到足够的重视。高速电路的性能与电路板布局密切相关。今天我们将介绍O一些实用的布局原则，它们有利于O完善布局流程O帮助确保电路的预期性能O缩短设计时间O降低设计成本原理图良好的布局要以出色的原理图为基础原理图基本功能O表示实际电路连接O生成用于布局的NETLIST能更高效吗O能更清楚地表示功能吗O其他人能够理解电路O能显示信号路径吗O协助布局O协助故障排除、调试O表示功能能更吸引人吗O可增加认知价值有效的原理图可加快产品上市速度原理图示例。看上去好点了吗原理图一个更复杂的电路元器件放置和信号布线O就如房地产一样，位置决定一切O电路板上的输入/输出和电源连接一般都是既定的O元器件的位置和信号路由需要谨慎考虑、细致规划板层的使用板层的挖空信号布线位置已优化理想位置未优化尽量减少交叉回路路由示例O两个输入。二者确保平衡。O增益和反馈。二者确保对称。O输出。二者确保对称。O电平转换接入信号路径。二者确保对称。O辅助功能。O关键信号路径尽量短。O关键信号路径采用备用路径，保持平衡。封装和引脚排列选项封装在高速应用中发挥着重要作用小型封装O更佳的高频响应O紧凑的布局O更低的封装寄生效应低失真引脚排列（专用反馈）O紧凑的布局O流线型信号流O更低失真AD8099谐波失真与频率的关系CSP和SOIC封装PCB典型62MIL16MM6层PCB层叠顶部丝印O与底部丝印相同O印有组装和/或元器件ID信O仅提供信息。不影响性能。非必须O信息包括文字、线条、形状。O若信息放置的位置未经仔细考虑，信息将毫无用处。O文字的高度与线条宽的比值应O文字的高度与线条宽度的比值应大于12，以便文字可辨认。O不要将文字放在过孔、孔洞、接合焊盘位置。O接合焊盘之间保持最小距离。O各厂商产品质量有所不同，边沿尖利到肮脏都有可能。PCB材料选择示例OISOLA类型常见通用材料。O无铅焊接的高温版本O高介电常数4742。产生高寄生电容O额定值为1GHZO受控阻抗走线一致性尚可，但并非最佳。ROGERSPTFE类型O良好的高频、高温材料O低介电常数。22及以上。可降低寄生电容O成本高O良好的阻抗一致性O额定值为10GHZ许多其他厂商。某些厂商性能规格与上述类似。元器件接合焊盘设计接合焊盘尺寸O通常比元器件焊盘大30O可使用烙铁O可目测检查焊点O可接受具有较大定位误差的元器件O增加寄生电容降低有效可用频率O增加焊锡桥接的可能性O需要更多电路板空间最低尺寸超标值比元器件焊盘大05O保持机械强度O元器件和PCB之间的接触区域不变O降低寄生电容保持更高的可用频率O减少所需电路板空间焊盘形状O通常为矩形带尖角O圆角允许焊盘至走线间隔更紧密。减小电路板尺寸。信号布线使用GND和PWR使用“焊盘过孔”法将焊盘与层相连，可最大程度降低寄生效应将功能模块的元器件尽可能靠近放置手动放置时，05MM的器件间隔便已足够最大程度减少信号走线上的过孔。越少越好。保证同一个功能模块中的走线位于同一层。使用隔板电容进行旁路保持相邻板层之间尽可能靠近避免不必要的过孔穿透板层。避免挖空板层尽量保持走线笔直尽可能减少转向和转弯示例性能与PCB性能与元器件位置串扰和耦合容性串扰或耦合O源于上下平行走线，结果形成寄生电容O解决办法是垂直走线，减少走线耦合和面积感性串扰O感性串扰源于长距离并行走线之间磁场的交互作用O感性串扰分为两类正向和逆向O逆向串扰指离受影响走线上的驱动器最近的噪声O正向串扰指离所驱线路上的驱动器最远的噪声通过以下方式尽量减少串扰O增加走线间隔（改进隔离）O使用防护走线O使用差分信号电源旁路旁路是确保高速电路性能的必要手段把电容置于电源引脚处O电容提供低阻抗交流回路O为快速上升/下降沿提供局部电荷存储空间尽量缩短走线长度靠近负载回路O有助于减少接地层中的瞬态电流优化的负载和旁路电容放置和接地回路电路板电容电源层电容电容模型电容选择电源旁路旁路是确保高速电路性能的必要手段把电容置于电源引脚处O电容提供低阻抗交流回路O为快速上升/下降沿提供局部电荷存储空间尽量缩短走线长度靠近负载回路O有助于减少接地层中的瞬态电流价值O单个电路的性能O使交流阻抗保持于低位O多次谐振铁氧体磁珠多个并联电容寄生效应走线/焊盘电容和电感内部或底部板层O形成隔板电容，其下有电源层（未显示）。间距O较长的距离可消除与其上受控阻抗层的相互影响。受控阻抗层O顶部信号层的走线，与该层之间的距离形成传输线，具有特性阻抗。顶部（信号）层O具有信号走线和元件接合焊盘。O走线为传输线路，具有特性阻抗顶部焊接屏蔽O可影响特性阻抗走线/焊盘电容和电感过孔寄生效应过孔放置电容寄生模型C电容RP绝缘电阻RS等效串联电阻ESRL引脚和层板的电感RDA电介质吸收CDA电介质吸收电阻寄生模型R电阻CP并联电容L等效串联电感ESL低频运算放大器原理图高速运算放大器原理图高频运算放大器原理图寄生电容仿真原理图寄生电容为15PF时的频率响应寄生电感寄生电感仿真原理图有接地平面和没有接地平面两种情况下的脉冲响应振荡显示了高速运算放大器同相输入端长度为254CM的走线的影响。其等效电感约为29NH，足以造成持续的低压振荡。接地层和电源层提供共同参考点屏蔽降低噪声减少寄生效应散热功率分布高值电容有关接地层和电源层的建议不存在100有效的单一接地方法各PCB板必须至少有一层专用于接地层尽量增加接地层，尤其是在高工作频率的走线下方尽量使用可行的厚金属（降低电阻、增进散热）使用多个过孔将相同的接地层连在一起开始设计布局时，为模拟和数字接地层设置专用层，仅在必要时分离遵循混合信号器件数据手册提出的建议。使旁路电容和负载回路尽量靠近，以降低失真为模拟和数字接地层的连接提供跳线选项内容回顾高速PCB的设计需要深思熟虑、注重细节在原理图上提供尽量多的信息元件在电路板上的位置就像整个电路的定位一样重要设计电路板布局时要有预见性，切勿听天由命在电源旁路中使用多个电容必须考虑并处理好寄生效应接地层和电源层在降低噪声、减少寄生效应方面发挥着关键