硬件设计要求及标准.doc

文件编号：产品硬件设计规范 XXXXXXX开发有限公司文档修改历史日期版本作者修改内容评审号变更控制号发布日期01.00.000目录一、目的 .4二、适用范围.4三、设计规范要求.43.1 设计输入.43.2 设计输出.43.3 设计要求.43.4 规范范围.43.4.1 原理图绘制与PCB制作.43.4.2 PCB制作要求.53.4.3 元器件选型要求.123.4.4 安全设计规则.263.4.5 EMC设计规范.273.4.6 ESD设计规范.30四、相关文件.311、 目的：规范产品硬件设计的设计输入、设计范围、设计输出、设计要求，藉此规范把控设计关键点，确保产品稳定性。2、 适用范围：本规范适用公司产品的硬件设计开发。3、 设计规范要求：3.1 设计输入：设计输入包括产品需求计划书要求、客户明示要求及潜在要求、认证要求（如UL、CE、CB、FCC、CCC）等要求。3.2 设计输出：设计输出包括设计电路原理图、PCB、BOM表、样机及其检测标准、EMC及安规工艺要求等。上述输出可视实际情况而定。3.3 设计要求：硬件设计以产品需求计划书、客户明示要求及潜在要求为前提，以设计开发满足市场需求、客户需求产品为目的，功能全面、性能稳定的产品。3.4 规范范围： 3.4.1 原理图绘制与PCB制作 原理图绘制：原理图应统一工具绘制并统一归档管理，原理图输出统一归档管理有利于技术的管控及后期需求维护。这里要求一点对于包括几个功能模块的主板，尽量将各个功能模块分开绘制，并作些必要的注析。 PCB制作 布局要求： 根据设计要求进行布局； 根据电路功能的不同，划分几个区域，把同一功能模块的元器件尽量就近摆放； 首先将与母板有连接关系和位置关系的连接器、插头、插座等元器件放好，通常采用绝对坐标的方式进行。其次放置主要的芯片或引脚多的芯片。再次放置次要的小芯片和电阻、电容、电感等分立元件，最后放置去耦电容等； 布局时，要考虑走线长度，尽量做到走线最短，这样可增加布通率； 功率较大的芯片，考虑是否采用散热片，要留有足够的空间； BGA封装器件要求统一布置在同一面上，且其背面尽量不放置其他元器件以保证PGA良好散热； 插件元器件要求统一布置在有BGA封装元件那面，以减少插件元件在过波峰焊时对BGA的影响； 较重的BGA尽量往板边方向布置，减少在PCB过回流焊或波峰焊时PCB板变形引起BGA焊接不良问题； 重要的信号（如时钟），要与它们的负载近一些； 显示用的发光二极管等，应放在与面板相符的边缘部分； 需要微调的元件（如电位器）应放置易于调整的地方； 元件在PCB板的方向最好不要四个方向全有，有极性的器件最好方向一致； 电源应加滤波，在入口处一般用高频、低频电容各一个。对于20-30脚左右的芯片，在电源引脚附近加上一个104滤波电容；对于较大的芯片，电源引脚会有多个，建议在每个电源引脚附近都加滤波电容。 布线要求： 电源和地线的线条应当宽一些，特别是在主干道上多布置几个电源和地入口也是必要的； 模拟电路与数字电路应分开布置（包括其电源和地），避免相互干扰； 负载一律沿传输线直接连接，尽量避免采用辐射线或多支分叉形式连接负载。交流电源中线（地线）不要同任何设备的地线接在一起。如系统都采用接大地方式，则必须通过低阻导体使系统十分可靠和牢固地连接到大地。各种设备的接地端也需分别用低阻导体连至大地的公共点，以减少共地窜扰； 高频电路器件管脚连接过程中所用的过孔（via）越少越好，据测，一个过孔可带来0.5pF的分布电容，减少过孔数能显著提高速度； 高频电路布线时要注意信号线近距离平行走线所引入的“交叉干扰”，若无法避免平行分布，可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅度减少干扰。相邻的两个层，走线的方向务必取为互相垂直； 各类信号走线不能形成环路，地线也不能形成电流环路； 印制板的传输延时为5.4ns/m，板内连线应尽量缩短，而且要避免走平行长线； 较长的印刷线应尽量靠近地线走线； 自动布线完成后，必要时手工进行调整。对重要的信号线，建议征求设计人员的意见。对于差分信号线，应成对地走线，使它们平行，尽量靠近一些，长度也应相差不大。调整时，走线1350，不要拐小于900的弯。走线均匀，疏密适当，一致性好。 3.4.2 PCB制作要求： PCB外形应为长方形或正方形，如PCB外形不规则，可通过拼板方式或在PCB的长边方向加宽度不小于8mm的工艺边。PCB的长宽比以避免超过2.5为宜； PCB（拼板）外形尺寸最大不超过330mm230mm（长宽）；PCB（拼板）外形最小尺寸不小于120mm50mm（长宽）； 拼板及工艺边： 何种情况下PCB需要采用拼板：当PCB外形尺寸有如下的特征之一时需考虑采用拼板：（1）SMT板长120mm或直插件板长80mm；（2）SMT板宽50mm或直插件板宽80mm；（3）基标点的最大距离100mm；（4）板上元件较少拼板后板的长宽不会超出330mm230mm时。采用拼板将便于定位安装及提高生产效率。 拼板的方法：为了减少拼板的总面积节约PCB的成本，在拼板的时候除非由于元件体露出板外互相抵触而必须留有间距外，板与板之间一般不留间距（采用板边缘线重叠零间距）；拼板时一般是以板的长边互拼，或长短边同时互拼的方式进行，但应避免拼板后板的长宽比超过2.5为宜。拼板一般采用V-CUT方法进行。工艺边同样采用此方法与板连接。对于焊接面只有阻容器件或较简单的SOP封装IC时，双面均是表贴件的PCB可采用正反拼的双面SMT工艺（或PCB的元件面和焊接面大多数元件为表贴元件，只有很小部分插件元件，也可采用双面SMT，插件最后补焊），以减少模板制作费用和生产中换线时间，提高生产效率，（如下图）。但对于双面均有精密元器件或有较大体积元器件的板，则不宜采用正反拼工艺。拼板在订制PCB及网板时一定要注明统一的拼板方式及各单板的精确相对位置尺寸，如板与板之间的间距为零时是以板的边缘线重叠或是以板的边缘线紧靠来确定相对位置的，一般在没有特别说明的的情况下是以板边缘线重叠作为默认值的。元件面焊接面 何种情况下PCB需要增加工艺边：当PCB有如下的特征之一时应增加工艺边：（1）PCB的外形不规则难以定位；（2） 在定位用的边上元件（包括焊盘和元件体）距离板边缘太小（SMT板的元件面3mm或焊接面8mm，直插件板4mm）而又不想采用补焊工艺时； （3）板上布有引线间距0.65mm的IC或0603（英制）规格的片状元器件但没有PCB所要求的标准定位孔。 增加工艺边的方法：工艺边增加是为了PCB在生产时能得到准确的定位，一般是加在（拼）板的较长边上，由于它的增加直接影响了PCB的成本，因而在保证满足使用功能时尽可能减小工艺边的尺寸以节约成本，而要满足准确定位的要求一般是要求能够在工艺边上得到标准的定位孔，从下面的图中可以看到，得到标准定位孔的工艺边应不小于8mm的宽度，长度一般是与（拼）板的边长一致。（下图是异形双面表贴板的同面双拼外加工艺边示意图）元件面（焊接面）元件面（焊接面）33.5mm50.550.550.533.5mm50.5 带工艺边的拼板中V-CUT连接特别说明：带有工艺边的拼板，如果工艺边已将各板连接固定好，那拼板之间如果是零间距时可采用V-CUT切断连接（如上图），省去后续的割板工序，但如果厂家做不到切断，可留一点连接而不完全切断，用手瓣断时不致造成弯曲变形，但切不可将连接用的工艺边也切断！另外，对于单板尺寸的长宽比大于2的板，由于切断后单板的稳定性明显变差，所以此时不宜将板间的连接切断。 无拼板及工艺边的异形板的一般要求：有些异形板由于本身的形状会影响定位的准确及稳定性，因此在不影响印制板成本的情况下应将板的缺口补齐成方形，补缺口一般是采用邮票孔结合长孔的连接方式。如果生产中不会影响板的定位及稳定性，就不要补齐缺口。如果无法确定可由工艺人员决定方案。 PCB安装定位孔尺寸要求： 单面表贴定位孔尺寸要求：至少要三个定位孔，底边定位孔位置尺寸要求如下图，右上方定位孔直经要求为2.56mm 。50.550.533.5mm 双面表贴定位孔尺寸要求：至少要四个定位孔底边定位孔位置尺寸要求如右图，左上方和右上方定位孔直经要求为2.56mm 。50.550.533.5mm 基标（Fiducial Mark）尺寸要求：基标分为PCB基标和细间距IC基标。基标的中心为1.0mm的镀锡平面，全反光性好，外围3.0mm内无反光（无铜箔、绿油或白油）；PCB的基标至少要有两点，最好在板的四个角上均有基标点，但不要作在对称的位置上（除了在工艺边上）。板上应有两个基标点的距离大于100mm，达不到要求的应做成拼板；如果是双面均有表贴元件，则两面均应布基标。细间距IC基标可分布在IC的任意两对角上，但最好设计为IC位置的中心一点为好。所有板面的基标点中心距离板的边缘均应大于5mm。内：1.0 外：3.0 焊盘在PCB的排布设计原则： 相邻元件焊盘的间距极限如下图： 焊盘与通孔间距应大于0.6mm以上，焊盘表面严禁有通孔，以避免焊料流失造成虚焊。 距PCB长边或定位边（即不带露出板边缘插座的边及对边）3mm内不应有焊盘和基标，双面表贴板的焊接面则应有8mm的范围无焊盘。 元件排布及焊盘设计应考虑方位及对称性，体积大的元件应尽可能排在PCB的中间，特别是波峰焊接面更应该考虑元件排布的方位，以免在波峰焊时产生阴影效应造成难以克服的焊接缺陷，同时应避免排布间距小于1mm的IC，建议采用如下图所示的元件排布方式。板的流向板的定位边 焊盘之间、焊盘与通孔以及焊盘与大面积接地（或屏蔽）铜铂之间的连线，其宽度应等于或小于其中较小的焊盘宽度的1/2。细间距IC引线焊盘之间如没有涂覆绿油，其焊盘之间严禁直接用短接线相连，应用引出线在外连接。无外引脚的元件的焊盘之间不允许有通孔，以保证清洗质量。另外，各导通孔在没有特别要求的情况下均应涂覆绿油。 查选焊盘设计尺寸时，应与自己所选用的元件封装外形、焊端、引脚等与焊接相关的尺寸相匹配、尺寸单位（公英制），IC底下不能布其他元器件，焊接片状元件的焊盘绝不允许兼作测试点，为避免损坏器件必须另外设计专用的测试焊盘。 焊盘上尽量不布置通孔。 无外引线元器件焊盘尺寸设计原则： 常用矩形阻容元件焊盘尺寸（此类元件最易出现偏移、虚焊和一端立起）如下表： 由于小元件的焊盘尺寸对焊接质量的影响较大，不同的焊接方式（SMT回流焊接和波峰焊接）要求不同，波峰焊接面的要求（即原来的要求，主要为同时适用不同的焊接方式）可适用于SMT回流焊接面的要求，但现在对SMT回流焊接面的要求却不能适用波峰焊接面的要求，在布板时一定要注意区分清楚。外形代号060308051206W： 宽mmmil0.76301.4551.663L： 长mmmilSMT焊接面0.89351.2481.663波峰焊接面1.0401.560T： 距 mmmil0.6240.71281.768WTL 圆柱状类（如二极管）的焊盘设计应尊循两端焊盘的中心距为元件的长度这一原则，焊盘的宽度和长度一般以同类型封装的片式阻容一致。中心距 有外引线元器件(SOT、SOP、QFP、SOJ、PLCC等）焊盘形状位置尺寸设计原则： 焊盘宽度应等于引脚间距的1/2或略小于引脚间距1/2，对于引脚间距0.65mm的IC，焊盘宽度应以IC引脚底部与焊盘接触部分的宽度设计为准如下图：QFP 焊盘长度不应过长（引起引脚连焊）或太短（引起引脚虚焊），建议如下： （1） “L”型引脚（如SOT、SOP、QFP，此类IC最常出现连焊现象）：元件引脚焊盘AB A:为焊盘内侧露出部分，A=1.22倍焊盘宽度。 B:为焊盘外侧露出部分，B=1.21.6倍 焊盘宽度。 （2） “J” 型引脚(如SOJ、PLCC，此类IC易出现脱焊、虚焊现象)：引脚焊盘DC C:为焊盘内侧露出部分，C=0.82 倍焊盘宽度。 D:为焊盘外侧露出部分，D=0.82 倍焊盘宽度。 BGA焊盘及白油图的排版原则：焊盘为直径等于焊球引线中心距1/2的圆形；焊盘区不能有通孔，焊盘间应覆盖绿油并避免用大于焊盘直径1/3的短接线短接。焊盘外围一定要有白油图及原点标注，白油框图的尺寸应比BGA的外围尺寸稍大些，贴装后能刚好露出整条白油图的线，白油框线四边外最好在对应的两边标注上同样的焊球引线排序号，以便检验。最重要的是白油图与整块BGA焊盘一定要对中、对正；原点在贴装后要能看得见。另外，BGA外围的元器件距离BGA应大于3mm，并避免排布较高的器件。 元件标号的位置要求： 元件标号应放在离元件不远的外部，不要放在内部，以免焊上元件后就看不见该元件的标号。 标号应能清楚地辨认它指的是那一个元件，不应引起混淆。 字符的方向符合工程图纸要求即00或900。 当元件密度很高时，字符可小一些，但不得小于0.9mm（36mil），如实在放不下可用引线指示，将字符放得远一些。 标号应该避开焊盘，尽量躲开过孔。 PCB图检查：检查原理图网络表和PCB图网络表是否完全匹配，对不完全匹配的网络表要认真核对。检查板上元件的封装与实际元件是否匹配。 PCB板号管理：线路板完成后，应在线路板的显著位置印上板号，板号应尽量放在顶层（top-layer），顶层实在没地方时，应印在顶丝印层（topover-layer）上。板号的命名应由标准管理部门统一管理输出，内容应包括“编号，名称，版本，日期，设计人”等信息。3.4.3 元器件选型要求： （一） 建立标准元器件库：以公司产品所需主要元器件为基准建立标准元器件库，便于后期开发设计参考使用。标准元器件库建议用PN码管理，一种物料有唯一PN码，用于查询管理。新入编的元器件需申请相应的PN码，做到物料统一管理。 （二） 样品确认流程：产品所用到的元器件（尤其关键元器件）需经过相应的样品确认流程，以确保产品设计的性能。样品确认一般包括样品规格书、样品确认书（标注主要的试验参数标准）。 （三）元器件选择：参考元器件规格书，结合相关器件认证标准择优选择。如：电阻元器件参考GB/T 57292003 （四） 常见元器件选型规范：常见元器件包括分立元件和集成器件两大类，分立元件包括电阻、电容、电感、二极管、三极管等，集成器件主要指集成电路（Integrated Circuit,简称IC）。本规范仅仅提供一般的原则供硬件设计人员设计时参考。具体的选型需结合实际产品需求、功能模块设计调试、可靠性试验调试、产品实用性评估、成本评估、风险评估等，综合各项因素择优选材。 （1）电阻器件的选择规范：电阻主要有标称阻值、误差、功率、耐压等参数，在进行电子产品设计时，根据不同的产品，所关注的参数有所不同，为兼顾到各种设计的需要，这里分别把上述四荐参数的选取原则，考虑到工艺的要求和可靠性的要求，对条件极限电压、电阻温度系数及工艺条件的选取原则也一并进行了说明。 阻值的选择：目前电阻主要工艺来看，电阻主要分为插件电阻和贴片电阻（SMD）二大类。插件电阻以色环形式标称其阻值，色环分2部分，第一部分的每一条色环都是等距，自成一组，容易和第二部分的色环区分，第一部分表示阻值，第二部分表示误差。根据色环数不同通常分为四色环电阻和五色环电阻。 四色环电阻：第一、二环分别代表两位有效数的阻值；第三环代表倍率；第四环代表误差。 五色环电阻：第一、二、三环分别代表三位有效数的阻值；第四环代表倍率；第五环代表误差。色环对照表：银金黑棕红橙黄绿蓝紫灰白有效数字0123456789数量级10-210-1100101102103104105106107108109 如图根据色环电阻色环定义可读出其阻值为： 有效数字175乘以倍率101等于1750， 第2部分色环表示误差1%（棕）。 贴片电阻：片式固定电阻器，从Chip Fixed Resistor直接翻译过来的，俗称贴片电阻(SMD Resistor),是金属玻璃铀电阻器中的一种。是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。耐潮湿， 高温， 温度系数小。根据其用途大概可分为以下及大类型：高精密贴片电阻、常规系列薄膜贴片电阻、低阻值贴片电阻、贴片电阻阵列 、贴片电流传感器、贴片网络电阻器、贴片厚膜排阻，贴片打线电阻，贴片高压电阻，贴片功率电阻等。贴片电阻标称片状电阻器的阻值和一般电阻器一样，在电阻体上标明共有三种阻值标称法：a 数字索位标称法(一般矩形片状电阻采用这种标称法)：数字索位标称法就是在电阻体上用三位数字来标明其阻值。它的第一位和第二位为有效数字，第三位表示在有效数字后面所加“0”的个数，这一位不会出现字母。例如：“471表示“470”；“102”表示“1000”。 如果是小数则用“R”表示“小数点”，并占用一位有效数字，其余两位是有效数字。例如：“3R6表示“3.6”；“R15”表示“0.15”。 b 色环标称法(一般圆柱形固定电阻器采用这种标称法) ：贴片电阻与一般电阻一样，大多采用四环(有时三环)标明其阻值。第一环和第二环是有效数字，第三环是倍率。例如：“棕绿黑”表示”15”；“蓝灰橙银”表示“68k”误差10%。 c E96数字代码与字母混合标称法：数字代码与字母混合标称法也是采用三位标明电阻阻值，即“两位数字加一位字母”，其中两位数字表示的是E96系列电阻代码。它的第三位是用字母代码表示的倍率。例如：“51D”表示“332103即332k”；“249Y”表示“24910-2 即2.49”。 误差的选择：插件电阻的误差等级一般分为：棕1%，金5%，银10% 。设计时可以根据实际需求选择不同的误差，如果需要用到精度较高的插件电阻器，一般选用五色环电阻。一般情况下建议使用5%的误差等级。 贴片电阻的误差等级有1%、2%、5%、10%四个级别，常用1%、5%二个级别。常规用三位数字标称的贴片电阻其误差等级为5%，四位数字标称的贴片电阻其误差等级为1% 。例如：103表示误差等级为5%阻值为10K电阻，1002表示误差等级为1%阻值为10K电阻。设计时可根据具体要求选择。 功率的选择：这里的功率是指电阻所标的额定功率，一般是指在70环境温度下进行耐久性试验，而且阻值变化不超过该试验的允许值时所允许的最大功耗值。电阻所能承受的功耗与温度的关系称之为降功耗曲线。该曲线一般在产品目录或规格书中给出。电阻在实际使用过程中总会发热而产生温升，因此电阻实际承受的功率应在额定功率的30%40%为宜，以保证电阻长期可靠稳定地工作。 额定电压的选择：这里的电压是电阻的额定电压，一般是指施加在电阻两端的电压不应超过额定电压或元件极限电压。 条件极限电压：可以连续施加在电阻两端的最大直流电压或交流有效值电压。元件极限电压取决于电阻器的尺寸和制造工艺。此电压一般在产品规格书或标准中给出，选用电阻或进行电阻试验时一定要注意该电压值。 电阻温度系数的选择：电阻的阻值随着工作温度的变化而变化，这种变化用温度系数来表达，在厂家的技术资料或相关标准中应明确给出，其定义为=（R1-R2）/（R1.T）；这种变化对电路的工作稳定性将产生不良影响，电路要求越高，选用的电阻温度系数越小，特别是作为基准电压和提供工作点的电阻，更应该注意这一点。 一般选取原则： a、选用阻值时尽量在上述标准系列中选取标称阻值；如果要求非标阻值，厂家生产不方便，替换也不方便，还容易造成呆滞料；比如720K即是非标阻值，尽量避免选用； b、满足技术要求的情况下，尽量选取允许误差大（即精度低）的电阻最为经济； c、氧化膜电阻不宜做高阻，一般不超过200K，超过200K阻值稳定性较差； d、低阻（4.7以下）尽量选金属膜电阻，高阻（2.2M以上）尽量选碳膜电阻； e、高压、高阻、高温、有浪涌的电路中尽量氧化膜电阻；如果价格允许，当然玻璃釉电阻更好； f、在高增益电路中，特别是前置放大器，应选用噪声电动式小的电阻，金属膜电阻噪声电动式最小，其次为金属氧化膜电阻、线绕电阻、碳膜电阻。（2）电容器件的选择规范：电容器（简称电容）也是电子产品中常用的元器件之一，电路中用“C”表示，它主要用于电路的隔直流、耦合、旁路、延时、滤波、能量转换、谐振回路的调谐及控制电路中时间常数的设置等方面。开发设计时需要注意其参数的决定因素。因为电容器是将通电性能良好的两块金属板相对平行放置，再在其间放一块不通电的绝缘介质构成。其容量为：C=Sd 由此可见电容器的容量，跟金属板的面积、金属板的距离、介质有关。金属板的面积越大，容量就越大，金属板的距离小，容量就越大，介质的绝缘性能越好，容量就越大。电容器的种类可分为可变电容和固定电容两大类，各自有电板间的介质种类区分，但其原理都相同。设计常用电容类型为固定电容，其包括电解电容器、电气双层电容器、玻璃电容器、陶瓷电容器、薄膜电容器、云母电容器、纸电容器等。设计时根据实际电路需要选择相应的电容器。下面根据电容器在一些常用电路设计典型应用，列举一些电容器常用案例，供开发设计时参考使用。 退耦电容的选择：退耦电容，或叫旁路电容。主要作用是平衡负载回路与电源回路之间的耦合，防止负载回路反馈干扰信号到电源回路，造成二次干扰。一般在供电回路设计时，都会考虑把高频去耦电容（瓷片电容）与低频滤波电容（最好是瓷片，但考虑成本一般用电解电容）配合使其构成一个高、低频去耦回路。这里瓷片最好选用无引脚的SMD型（其容量一般为0.01uF0.1uF），而电解电容最好选取钽电解，其性能较铝电解电容稳定、体积小便于设计布局，但价格相对较高，实际使用时，要均衡性价比考虑。若使用钽固态电解电容，需考虑使用安全问题，在其两端施加电压不宜超过其标称电压的2/3，避免电容瞬态热击穿燃烧引起明火。 低频滤波电解电容的选择：电容，特别是用作整流后的滤波电容，一般采用价格低有成本优势的铝电解电容。 实际设计时，可依据电容器的固有特性，确定其关键参数指标。以下为一些关键参数指标说明，供开发设计时参考使用。 关键参数指标：a、损耗角正切（tg）值：损耗是指电极或端子等电容器本身带有的损耗。在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，因此对电容器施加电压，当电流流动时，会产生无用的热，即电阻损耗。或者绝缘体内部随电压方向变化的分子运动也会产生热。在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗角正切（tg）等于电容器的损耗功率除以电容器的无功功率。tgRsXc2fcRs c电容器的实际容量，f规定频率，Rs电容器串联等效电阻。因此，在应用中要注意选择这个参数，避免自身发热过大，以减少设备的失效。 b、漏电流：当对电容器施加一定的直流电流时，由于电极间的绝缘物不可能完全阻止电流通过，在达到预定电压前有一小部分充电电流流过，随后逐渐变小，但绝对不会达到“0”，一直有微弱电流存在。即为漏电流。 从上图可知，电容器的漏电流对电容器的性能有较大的影响，它是区分产品质量好坏的要点，一般要求电容器的漏电流值越小越好。一些主控MCU的供电电路的电解电容要选用低漏电产品(LC规格1uA)，以达到低功耗设计要求。 c、额定电压：额定电压（标称电压）是指在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。一般在不指明的情况下，均指直流额定电压。电容器在工作的时，其上承受的直流电压应小于额定电压。使用选择原则： I、低压时，实际工作电压与额定电压的比率可以高一些； II、高压时，实际工作电压与额定电压的比率要低一些； III、工作于交流状态或直流上的脉动交流成份比较大时，比率要选低一些，频率越高，比率越低； IV、要求可靠性高时，比率要选低一些； V、工作电压不应超过电容器的额定工作电压的0.8倍，最坏情况下不超过0.9倍。对于钽固态电解电容，建议工作电压不要超过其额定电压的2/3。 d、绝缘电阻：理想的电容器，在其上加有直流电压时，应没有电流流过电容器，而实际上存在着微小的漏电流。直流电压除以漏电流的值，即为电容器的绝缘电阻。电容器的绝缘电阻是一个不稳定的参数，它会随着温度、湿度、时间的变化而变化。RU/I （M）式中：U伏特， I微安 从上式可以看出电容器的绝缘电阻与其漏电流成反比，电容器漏电流越小绝缘电阻越大，其绝缘性能越好，相对反之。实际上电容器的漏电电流由两部分组成，其中一是通过电容器芯子的电流Iv；二是通过电容器两个引出端的表面路径的电流Is。从这两部分的漏电流形成来分析，可推断出：当容量较大时（C0.1uF）绝缘电阻主要取决于介质的性能，即RRv。当容量较小时（C0.1uF）或容量虽大但表面受潮或沾污时，电容器的绝缘电阻主要取决于电容器表面状态，这时RRs。电容器的绝缘电阻除了决定于所用的介质材料的性能外，还受测量时间、温度、湿度、电压等因素的影响。 e、温度对静电容量、损耗、绝缘电阻的影响：温度对电容器的静电容量、损耗、绝缘电阻都有较大的影响，一般都要求在规定的温度范围内恰当地选择电容器，以便充分电容器的各个特性。相应的特性曲线如下：-40 0 +40 +800CM106105104103102绝缘电阻 温度曲线-40 0 +40 +800Ctg10 10.1 0 损耗 温度曲线-40 0 +40 +800C Q+20 0-20-40静电量 温度曲线 （3）电感器件的选择规范：电感器按其结构的不同可分为线绕式电感器和非线绕式电感器（多层片状、印刷电感等）,还可分为固定式电感器和可调式电感器。电感按工作频率可分为高频电感器、中频电感器和低频电感器。电感器按用途可分为振荡电感器、阻流电感器、滤波电感器、隔离电感器、补偿电感器等。 阻流电感器（也称阻流圈）分为高频阻流圈、低频阻流圈、电子镇流器用阻流圈、电视机行频阻流圈和电视机场频阻流圈等。滤波电感器分为电源（工频）滤波电感器和高频滤波电感器等。 电感器件主要参数有电感量、误差、电流、品质因数和频率特性等。因为电感器件的种类太多，不同的种类有不同的参数要求，这里具体介绍电感量、电感精度、品质因数、电流、阻抗等参数要求，供开发设计参考使用。 电感量：线圈电感量的大小，主要决定于线圈的直径、匝数及有无铁芯等。电感线圈的用途不同，所需的电感量也不同。例如，在高频电路中，线圈的电感量一般为0.1uH100H。 电感精度：电感量的精度，即实际电感量与要求电感量间的误差，对它的要求视用途而定。对振荡线圈要求较高，为0.2-0.5。对耦合线圈和高频扼流圈要求较低，允许1015。对于某些要求电感量精度很高的场合，一般只能在绕制后用仪器测试，通过调节靠近边沿的线匝间距离或线圈中的磁芯位置来实现。 品质因数：品质因数Q用来表示线圈损耗的大小，高频线圈通常为50300。对调谐回路线圈的Q值要求较高，用高Q值的线圈与电容组成的谐振电路有更好的谐振特性；用低Q值线圈与电容组成的谐振电路，其谐振特性不明显。对耦合线圈，要求可低一些，对高频扼流圈和低频扼流圈，则无要求。Q值的大小，影响回路的选择性、效率、滤波特性以及频率的稳定性。一般均希望Q值大，但提高线圈的Q值并不是一件容易的事，因此应根据实际使用场合、对线圈Q值提出适当的要求。 线圈的品质因数为： Q=L/R 式中： 工作角频； L线圈的电感量； R线圈的总损耗电阻，它是由直流电阻、高频电阻(由集肤效应和邻近效应引起)、介质损耗等所组成。 为了提高线圈的品质因数Q，可以采用镀银铜线，以减小高频电阻；用多股的绝缘线代替具有同样总裁面的单股线，以减少集肤效应；采用介质损耗小的高频瓷为骨架，以减小介质损耗。采用磁芯虽增加了磁芯损耗，但可以大大减小线圈匝数，从而减小导线直流电阻，对提高线圈Q值有利。 另外，线圈绕组型电感还有固有电容，因为线圈绕组的匝与匝之间存在着分布电容，多层绕组层与层之间，也都存在着分布电容。这些分布电容可以等效成一个与线圈并联的电容。电容的存在，使线圈的工作频率受到限制，Q值也下降。电感的等效电路，实际为一由L、R、和C组成的并联谐振电路，其谐振频率称为线圈的固有频率。为了保证线圈有效电感量的稳定，使用电感线圈时，都使其工作频率远低于线圈的固有频率。为了减小线圈的固有电容，可以减少线圈骨架的直径，用细导线绕制线圈，或采用间绕法、蜂房式绕法。 电感器的感量、电流、阻抗的选择： a、其他条件都满足的情况下，选用感量较大的电感器； b、使用时，设计最大峰值电流不应大于线圈所能承受的最大电流的4/5； C、在设计时尽可能选用阻抗小的电感器，使电流在经过电感器时压降小于或等于0.5V； 电感器的特性阻抗选择：根据EMC的电路需求，针对干扰频点选择合适的电感器。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要，即电阻，感抗和总阻抗。通过这一类曲线，选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗，而在低频和直流下信号衰减尽量小的磁珠型号。要正确的选择磁珠，必须注意以下几点：1、不需要的信号的频率范围是多少；2、噪声源在哪里；3、需要多大的噪声衰减；4、环境条件是什么（温度，直流电压，结构强度）；5、电路和负载阻抗是多少；6、磁珠的尺寸，PCB板上是否有足够空间放置。由此可见，在选择时，首先了解不需的信号带宽是多少，噪声源在哪里，需要多大的噪声衰减。从而选择合适的电感器。以下是一些实用范例，供开发设计参考使用：u 在能量转换的电路中，需选用带有磁屏蔽的电感器；u 在高频抑制电路中，其他条件都满足的情况下，采用绕线较长的电感器；u 在大电流，高温度等环境下，磁珠的阻抗会受到很大的影响，设计时要预留较大的设计余量；u 在时钟的输出口，预留电感器的位置，供后续EMC调试；以便对不需要的高频信号进行衰减。 电感器的一般选用规则： a、一般DC-DC和DC-AC电路的电源入口，放置一滤波电路，以减小后端电路正常工作时，对输入电源的反射干扰； b、片式电感器和插件式电感器都满足的情况下，选用较便宜的插件式器； c、电感多用于电源滤波电路，侧重于传导性干扰；磁珠多于信号回路，主要是EMI方面； d、RF电路、PLL、振荡电路、高速器件的电路入口，放置磁珠（电感）抑制高频信号干扰； e、一般在PCB板级的入口或输出口放置电感器进行抑制EMI干扰； f、一般的磁珠选择：0603I1000 mA & 2000 mA ，电流大于2A，不建议使用磁珠。（4） 半导体二极管的选择: 二极管是电子产品中常用的元器件之一，几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。主要用于电路的整流、检波、稳压、发光显示、接收、数字电路等等方面。按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）；按照其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等；按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。 平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。 常用二极管有整流二极管、开关二极管、稳压、变容、发光二极管等。下面介绍几种二极管选择时需注意事项，供开发设计参考使用。 发光二极管（LED）的选择： a、允许功耗Pm：允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。电路设计时不要超过此值，否则LED会发热、损坏； b、最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管，一般LED正向直流电流IF选择在0.6IFm以下； c、最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏； d、工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。常见的发光二极管分类：普通亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在10100mcd间的叫高亮度发光二极管。 一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。设计时可根据不同需求选择不同类型的产品。 稳压二极管的选择：稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。 这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。选择时需着重考虑一下几个参数：a、额定功耗Pz：设计使用时不能超过其额定功耗，否则会损坏稳压管；b、稳定电流Iz：流过的稳定电流Iz通常有一定的范围，即IzminIzmax。此范围在产品规格书中会给出，一般设计时选择中间值左右，不要过小，过小时稳压管未能正常工作，不起稳压作用。过高会使稳压管功耗超过额定功耗而损坏；c、动态电阻Rz：它是稳压管两端电压变化与电流变化的比值，这个数值会随工作电流的不同而改变。通常工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能越好；d、电压温度系数：它是用来说明稳压管的稳定电压值受温度变化影响的系数。不同型号的稳压管有不同的稳定电压的温度系数，且有正负之分。稳压值低于4v的稳压管，稳定电压的温度系数为负值；稳压值高于6v的稳压管，其稳定电压的温度系数为正值；介于4V和6V之间的，可能为正，也可能为负。在要求高的场合，可以用两个温度系数相反的管子串联进行补偿。 整流二极管选择：根据不同使用环境选择合适类型，以下是几种常见设计选择方案，供开发设计参考使用：a、工频(800Hz以下)正弦波整流二极管选择：由于电路简单，工作频率低，而且主要是对正弦波进行整流。二极管一般只需采用廉价的整流二极管。选型时只需注意管子的正向电流和反向电压。然而在确定所选二极管的正向电流和反向电压时，必需注意外电路状况。因为为了使整流后的脉动直流趋于平滑，二极管后往往接有电感或电容进行滤波。二极管的VRRM至少必需大于3倍的输入电压峰值。容性负载，只需大于2倍的输入电压峰值。b、高频整流二极管选择：在开关电源、AC-DC变换器等功率变换电路中，必须要将高频脉冲功率转换成直流功率。这就不可避免地需要有能工作于高频（几十KHZ至几百KHZ甚至几MHZ）开关状态的功率二极管将高频电压电流变换成单向电压电流。工作于高频状态的二极管，除了要有正向压降小，反向漏电流小