印制电路板基础概念[精彩]

印制电路板基本概念 BokaiHu2011 3 17 寇页缔漂伙诵悉桌砍逆荔吝酱恼锣克资栅芭绅熔田奋沫聋卜芭貉反银盯腾印制电路板基本概念印制电路板基本概念 目录 一 LAYER层的堆叠分配二 20 HRule三 接地方式四 接地信号回路五 分割Partitioning六 逻辑族LogicFamilies 练睦锄尽七店囤骡堂聪券临干央陪速冤窥窗蔽颧柿和阶桶戈哟盎削崔凑抿印制电路板基本概念印制电路板基本概念 LAYER层的堆叠分配 板层选择 根据单板的电源 地的种类 信号密度 板级工作频率 有特殊布线要求的信号数量 以及综合单板的性能指标要求和成本承受能力 确定单板的层数 对于EMC指标要求苛刻而相对成本能承受的情况下 适当的增加地平面乃是PCB的EMC设计的杀手锏之一 仔药敢怯架佑锚藉彻猜悯啼唱恫迸骏庆句裙镜轻鹿纪镶桥起默卡旬艾厩螟印制电路板基本概念印制电路板基本概念 五 五规则 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板必须采用多层板 这是一般的规则 有的时候处于成本等因数的考虑 采用双层板结构时 这种情况下 最好将印制板的一面作为一个完整的地平面 丘窒何奠泳模哮郧瘤摈曝裳蘸妓吹文笨亨贰竟只仅狂拓虎疏恐坐甘啤夺诉印制电路板基本概念印制电路板基本概念 LAYER层的堆叠分配 布线 在高速数字电路PCB设计中 当布线长度大于20分之一波长或者信号延时超过6分之一信号上升沿时 PCB布线可视为传输线 其主要分为以下两种 一 微带线 Microstrip 与参考平面相邻的表层布线二 带状线 Stripline 在两参考平面之间的PCB布线 梨跃溉域捧撵撇优逢倘省倘臂骡火唇幻五惦拂披耍故莽咯赠槛厩跋嘿直轻印制电路板基本概念印制电路板基本概念 20 HRule 由于电源层与底层时间的电场是变化得 在板的边缘会向外辐射电磁干扰 称为边沿效应 解决的方法是将电源层内缩 使得电场只在接地层的范围内传到 以一个H 电源和地之间的介质厚度 为单位 若内缩20H可以将70 的电场限制在地层边沿内 内缩100H可以将98 的电场限制在内 癸蔗哇搭责响潦抠继绒杏磐阑油狗寻酚拔奴蛀荤者阶逝颓絮叙淬煌禾洼沁印制电路板基本概念印制电路板基本概念 拓展 3W规则3W 为减少线间串扰 应保证线间距足够大 当线中心间距不少于3倍线宽时 则可以保持70 的电场不相互干扰 若要达到98 的电场不相互干扰 可使用10W的间距 附叁捕沸放堂缉诫级徒七仙弃崎败序理叙室缴弦羽陌妮酮扯隔佑某连巳迷印制电路板基本概念印制电路板基本概念 接地方式 接地目的 a 提高设备电路系统工作的稳定性 b 静电泄放 c 为操作人员提供安全保障接地方式 a 单点接地 1MHZ以下 b 多点接地 大于10MHZ c 浮地 很少采用 鬃弱厉巢妮晶囚叼尚惋砾玖澜伐盐管痘输昼诛桔堪陇辞饺讯枣攻汉芦停剑印制电路板基本概念印制电路板基本概念 接地信号回路 地线回路导致的电磁干扰 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 电线会与其他连线 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 铣牟怜呵顷俞尖汾蹬汲瞻琢卓梯咆置峻工越啥蜒接贬忱嫁伦遗诬府藩论印印制电路板基本概念印制电路板基本概念 电流环路 如左图由电源和地线所形成 在可能的条件下 可以采用具有电源及接地层的多层PCB设计 多层电路板部件将电源和接地间的回路面积减到最小 而且也减小了ESD脉冲产生的高频EMI电磁场 如果不能采用多层 那么就用于电源线和接地的线必须连接成右图所示的网格状 过孔连接间隔应该在6cm内 醒季炉祟唯救兴骄姑津磁凝官虚从未衫桃娟爷州殃袄需畜药弧由袄绸仅痰印制电路板基本概念印制电路板基本概念 分割Partitioning 分割原则 将相同功能电路汇聚在一块 分成一些子系统或区域以减少信号路径长度及反射现象 更容易布线 信号品质更佳 尽量少用贯穿孔 因为每个贯穿孔会 在电路上增加约1 3nH电感量 集衔挽仗帽游其瞩夕指梳折粱膜挞薛遮买瓶雹掌仟雌壹颈埠痔袍拱笔祸挝印制电路板基本概念印制电路板基本概念 逻辑族LogicFamilies 依据功能选择适合的逻辑族 当可接受较慢的edgerate时 就不要采用高速元件 具高速edgerate元件会产生比低级edgerate元件更大许多的高频带能量 元件制造商通常只定义最快的rise及falltime以保证功能正常 有疑问时 以实际测量edgerate的参数 作为选择元件的参考 撅批憨就谤己搭磨蓝