印制板技术相关知识

1、一概述印制板（pcbprinted circuit board）也叫印制电路板、印刷电路板。多层印制板，就是指两层以上的印制板，它是由几层绝缘基板上的连接导线和装配焊接电子元件用的焊盘组成，既具有导通各层线路，又具有相互间绝缘的作用。随着smt（表面安装技术）的不断发展，以及新一代smd（表面安装器件）的不断推出，如qfp、qfn、csp、bga（特别是mbga），使电子产品更加智能化、小型化，因而推动了pcb工业技术的重大改革和进步。自1991年ibm公司首先成功开发出高密度多层板（slc）以来，各国各大集团也相继开发出各种各样的高密度互连（hdi）微孔板。这些加工技术的迅猛发展，促使了pc

2、b的设计已逐渐向多层、高密度布线的方向发展。多层印制板以其设计灵活、稳定可靠的电气性能和优越的经济性能，现已广泛应用于电子产品的生产制造中。下面，作者以多年设计印制板的经验 ，着重印制板的电气性能，结合工艺要求，从印制板稳定性、可靠性方面，来谈谈多层制板设计的基本要领。二印制板设计前的必要工作1. 认真校核原理图：任何一块印制板的设计，都离不开原理图。原理图的准确性，是印制板正确与否的前提依据。所以，在印制板设计之前，必须对原理图的信号完整性进行认真、反复的校核，保证器件相互间的正确连接。2. 器件选型：元器件的选型，对印制板的设计来说，是一个十分重要的环节。同等功能、参数的器件，封装方式可能

3、有不同。封装不一样，印制板上器件的焊孔（盘）就不一样。所以，在着手印制板设计之前，一定要确定各个元器件的封装形式。多层板在器件选型方面，必须定位在表面安装元器件（smd）的选择上，smd以其小型化、高度集成化、高可靠性、安装自动化的优点而广泛应用于各类电子产品上。同时，在器件选用上，不仅要注意器件的特性参数应符合电路的需求，也要注意器件的供应，避免器件停产问题；同时应意识到：目前很多国产器件，如片状电阻、电容、连接器、电位器等的质量已逐渐达到进口器件的水平，且有货源充足、交货期短、价格便宜等优势。所以，在电路许可的条件下，应尽量考虑采用国产器件。三多层印制板设计的基本要求1板外形、尺寸、层数的

4、确定任何一块印制板，都存在着与其他结构件配合装配的问题，所以，印制板的外形与尺寸，必须以产品整机结构为依据。但从生产工艺角度考虑，应尽量简单，一般为长宽比不太悬殊的长方形，以利于装配，提高生产效率，降低劳动成本。层数方面，必须根据电路性能的要求、板尺寸及线路的密集程度而定。对多层印制板来说，以四层板、六层板的应用最为广泛，以四层板为例，就是两个导线层（元件面和焊接面）、一个电源层和一个地层，如图1。图 1 多层印制板结构说明多层板的各层应保持对称，而且最好是偶数铜层，即四、六、八层等。因为不对称的 双面印制板的电磁兼容性设计 录入:tai-yan | 时间:2007-07-24 00

5、:22:20 | 作者: | 来源:采集所得 | 浏览:98次 广告位招商QQ：407968286上海电子元器件专业供应商：电话话q:394985214联系人：顾先生/谭小姐广告位招商QQ：407968286    摘要：从电子系统电磁兼容性角度出发，详细地叙述了双面印制电路板上的元器件的布局、供电线路和信号线路的布线原则；并对双面印制板的自动布线进行讨论。    印制电路板(简称印制板)是电子应用系统中元器件、电源线和信号线的高度集合体。印制板设计的好坏对其系统的电磁兼容性的能

6、力有很大的影响，因此印制板的设计决不单是元器件与线路的简单布局、排布，只要有意识加强电磁兼容性设计，才能使其系统的抗干扰能力增强，稳定性提高。    对于常用的单片机系统，时钟频率一般在412 MHz，其余的集成电路多为74HC和74LS系列，若采用单面的印制板，很难满足需要，采用多层的，代价又太大，所以大多采用双面印制板。使用双面印制板时，只要充分地考虑了电磁兼容性问题，是可以满足应用方面要求的。    当然，单片机系统的电磁兼容性所涉及的问题是方方面面的。本文只就双面印制板面上单元电路(或元器件)的布局、线路的布置等与电磁兼容性相

7、关问题进行简要地分析，并相应地给出具体措施。1  印制板上单元电路的布局    双面印制板上各种单元电路的相互位置，直接影响系统的电磁兼容性。因此对将要使用单元电路的进行甄别就显得很重要。根据单元电路在使用中对电磁兼容性的敏感程度的不同进行分组。分组的目的是为了按组对印制板区间进行分割，让同组元器件放在一起，以便于在空间上保证各组间的元器件不产生相互干扰。一般按工作速度快慢或电源电压的等级进行分组。1.1按工作速度的快慢分组布局    单元电路工作频率越高，速度就越快，信号的频谱也就越丰富；高频分量比例越大，对外干扰也就越强

8、。可根据单元电路的工作频率分为高速电路(如微处理器)，中速电路(如显示处理)，低速电路(如接口)和模拟电路(如模拟信号放大器)。多种速度电路在印制板上的布局一般如图1所示。 1.2按工作电源电压的等级分组布局    一般说来电源电压不同，电路的种类往往不同。例如，数字电路用5v的较多，模拟电路中运算放大器等用12v、15v较多；若用同种电源电压的电路中仍有数字与模拟元器件之分，还可以再分组。不同的电源电压的等级布局如图2所示。   注意：不能将电源电压等级不同的元器件交叉重叠，以防止相互串扰。其元器件分布的合理性如图3所示。 

9、;2 地线和电源线的布置    从解决电磁兼容性着眼，印制板上的线，以地线最为重要，所以对双面印制板来说地线要布置得特别合理。2.1采用分类的地线    地线分类是根据不同的电源电压、数字与模拟、高速与低速和大电流与小电流等分别设置地线。分类设地的目的是为了防止其地线阻抗耦合干扰。双面印制板用轨线作地线，即使轨线较宽，电感量也不能忽略，高频电流通过时仍有可观的电压降，所以一般采用分地方法。所谓的分地，就是在布线时分开，而最后都汇集到直流电源的一点地上。2.2采用网状结构的地线    对于同类单元电路(或元

10、器件)提高电磁兼容性效果的有效方法是采用网状结构地线如图4所示。图中实线为正面轨线，虚线为反面轨线，实线与虚线相互垂直，交叉点处由金属化孔连接。这样电流可以就近回流。图4中的垂直地线可能给正面布线造成一定困难，可用小型母线来替代，并与电源供电线连结起来如图5所示。图中垂直的宽线条代表小型电流母线，可以装卸，便于调度。  2.3供电线应与地线配合布置    应从两个方面入手，一是尽可能减少供电线路的特性阻抗；二是减小供电回路面积。    双面印制板的供电线路是由轨线组成的，为减小供电用轨线对的特性阻抗，供电轨线和地轨

11、线应尽可能地宽，并且利用正反面使它们相互平行靠近，若可能的话相互放置对应面，使供电环路面积减小到最低程度。不同的供电环路不要相互重叠，以便于减小电磁的干扰。2.4退耦电容的配置    双面板上采用轨线对供电，除了注意轨线对的走线方式，同时应在每片集成电路旁加容量为0.010.10 uF的高频去耦电容，还应在印制板连接的电源轨线对引入处加一个高频去耦电容和一个容量110 uF的低频滤波电容，以进一步提高电源去耦滤波的低频特性。3 信号线的布置3.1  不相容的信号应相互隔离    高频与低频、电流大与电流小、数字与模拟信号是不

12、相容的。在考虑了不相容元器件的位置后，在信号线的布置上仍应该注意它们之间的隔离，以免相互之间产生耦合干扰。一般可采取以下措施：    (1)不相容的信号线应相互远离，不要平行；分布在正反两面的信号线应相互垂直。以减少线间的电场和磁场的耦合干扰。    (2)高速信号线尤其是时钟线应尽可能地短，必要时可在高速信号线的两边加隔离地线。    (3)作为单元电路的输入、输出的信号线应布置在各自区域，不要交叉。3.2尽量减小信号环路的面积    减小信号环路面积，减少环路的重叠，对于

13、大电流环路抗串扰尤为重要。在双面板上，信号线及其回流线应该紧靠一起布置，最好每条信号线都有自己的回流线，尤其是直流放大器，否则容易给电路造成干扰。4 其它电磁兼容性措施4.1 走线形状不要有缠结和分支或硬拐角。因为那样可能会破坏导线特性阻抗的一致性或导致反射和产生谐波或局部高电压引起放电现象。一般优先选用和避免采用的印制导线形状，如图6所示。 4.2在敏感元器件接线端头和印制板的边框用地、环保护起来，如图7所示。注意保护环不能充当电流回线，只能单点接地。 4.3不要在印制板上留下空白的铜皮层。因为它们既可能充当发射天线，也可能充当接收天线，必须将它们接地。4.4 I/O驱动

14、电路尽可能靠近印制板边，让它们尽快地离开印制板。4.5  闲置不用的门电路输入、输出不要悬空；闲置不用的运算放大器同相输入端要接地，反相输入端接其输出。5 有选择地使用自动布线    印制板布线大多采用布线软件来进行自动布线，这是造成印制板电磁兼容性能力下降的主要原因。自动布线软件事先根据人为规定方法进行布线，其布线的原则大多数都是充分利用印制板的面积资源，目前尚未见到有判断识别相邻件或线相容性能力的自动布线软件。由于双面印制板的可用面积资源有限，所以设计者应谨慎使用自动布线，亲自参与一部分布线工作。一般手工操作的有：1. 印制板区域的分割(元器件的布置

15、)； 2. 地线与供电线的布置； 3. 高速信号线的布置(可首批自动布线)； 4. 敏感器件的线及线端保护等。6 结束语    本文从实用的角度讨论了双面印制电路设计中的电磁兼容性技术。根据我们多年在单片机系统应用开发中的经验，力求从实用的角度出发，给出了双面印制板设计中的一些相应抗干扰措施。参考文献：1陈穷电磁兼容性工作设计手册M北京：国际工业出版社，19932何立民编单片机应用系统设计M北京：北京航天航空大学出版社，19843沙斐机电一体化系统的电磁兼容技术M北京：中国电力出版社，19994汤元信电子工艺及电子工程设计M北京：北京航天航空大学出版社，1999&

16、#160;PCB载流能力计算2008-06-09 00:29:55   来源：转载   作者：不详   【大 中 小】 点击： 10 评论：0 条PCB载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式，经验丰富CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于CAD新手，不可谓遇上一道难题。PCB的载流能力取决与以下因素：线宽、线厚（铜箔厚度）、容许温升。大家都知道，PCB走线越宽，载流能力越大。在此，请告诉我：假设在同等条件下，10MIL的走线能承受1A，那么50MIL的走线能承受多大电流，是5A吗？答案自然是否定的。请看以下来自国际权威机构提供的数据：线宽的单位是

17、：Inch数据来源：MIL-STD-275 Printed Wiring for Electronic EquipmentPCB层叠设计基本原则2008-06-09 00:29:58   来源：转载   作者：不详   【大 中 小】 点击： 7 评论：0 条编者按：PCB层叠方案需要考虑的因素众多，作为CAD工程师，他往往关注的是尽可能多一些布线层，以达到后期布线的便利，当然，信号质量、EMC问题也是CAD工程师关注的重点；而对于成本工程师而言，他的想法是：能不能再少2层？对于PCB生产商而言：层叠结构是否对称则是其关注重点。一个高明的CAD工程师需要做的是：如

18、何综合考虑各方意见，达到最佳结合点。以下为EDADOC专家根据个人在通讯产品PCB设计的多年经验，所总结出来的层叠设计参考，与大家共享。   PCB层叠设计基本原则  CAD工程师在完成布局（或预布局）后，重点对本板的布线瓶径处进行分析，再结合EDA软件关于布线密度（PIN/RAT）的报告参数、综合本板诸如差分线、敏感信号线、特殊拓扑结构等有特殊布线要求的信号数量、种类确定布线层数；再根据单板的电源、地的种类、分布、有特殊布线需求的信号层数，综合单板的性能指标要求与成本承受能力，确定单板的电源、地的层数以及它们与信号层的相对排布位置。  单板层的排布一般

19、原则：  A）与元件面相邻的层为地平面，提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供回流平面；  B）所有信号层尽可能与地平面相邻（确保关键信号层与地平面相邻）；  C）主电源尽可能与其对应地相邻；  D）尽量避免两信号层直接相邻；  E）兼顾层压结构对称。  具体PCB的层的设置时，要对以上原则进行灵活掌握，根据实际单板的需求，确定层的排布，切忌生搬硬套。以下给出常见单板的层排布推荐方案，供大家参考（不限于这些，可根据实际情况衍生多种组合）注：SSIGNAL LAYER      PPOWER

20、LAYER      GGROUND LAYER常用模拟/混合电路仿真分析方法介绍2008-06-09 00:29:58   来源：转载   作者：不详   【大 中 小】 点击： 2 评论：0 条1. 直流分析：包括电路的静态工作点分析；直流小信号传递函数值分析；直流扫描分析；直流小信号灵敏度分析。在进行静态工作点分析时，电路中的电感全部短路，电容全部开路，分析结果包括电路每一节点的电压值和在此工作点下的有源器件模型参数值。这些结果以文本文件方式输出。直流小信号传递函数值是电路在直流小信号下的输出变量与输入变量的

21、比值，输入电阻和输出电阻也作为直流解析的一部分被计算出来。进行此项分析时电路中不能有隔直电容。分析结果以文本方式输出。直流扫描分析可作出各种直流转移特性曲线。输出变量可以是某节点电压或某节点电流，输入变量可以是独立电压源、独立电流源、温度、元器件模型参数和通用（Global）参数（在电路中用户可以自定义的参数）。直流小信号灵敏度分析是分析电路各元器件参数变化时，对电路特性的影响程度。灵敏度分析结果以归一化的灵敏度值和相对灵敏度形式给出，并以文本方式输出。2. 交流小信号分析：包括频率响应分析和噪声分析。PSPICE进行交流分析前，先计算电路的静态工作点，决定电路中所有非线性器件的交流小信号模型

22、参数，然后在用户所指定的频率范围内对电路进行仿真分析。频率响应分析能够分析传递函数的幅频响应和相频响应，亦即，可以得到电压增益、电流增益、互阻增益、互导增益、输入阻抗、输出阻抗的频率响应。分析结果均以曲线方式输出。PSPICE用于噪声分析时，可计算出每个频率点上的输出噪声电平以及等效的输入噪声电平。噪声电平都以噪声带宽的平方根进行归一化。它们的单位是V/Hz1/2。3. 瞬态分析：即时域分析，包括电路对不同信号的瞬态响应，时域波形经过快速傅里叶变换（FFT）后，可得到频谱图。通过瞬态分析，也可以得到数字电路时序波形。另外，PSPICE可以对电路的输出进行傅里叶分析，得到时域响应的傅里叶分量（直

23、流分量、各次谐波分量、非线性谐波失真系数等）。这些结果以文本方式输出。4. 蒙特卡罗（Monte Carlo）分析和最坏情况（Worst Case）分析：蒙特卡罗分析是分析电路元器件参数在它们各自的容差（容许误差）范围内，以某种分布规律随机变化时电路特性的变化情况，这些特性包括直流、交流或瞬态特性。最坏情况分析与蒙特卡罗分析都属于统计分析，所不同的是，蒙特卡罗分析是在同一次仿真分析中，参数按指定的统计规律同时发生随机变化；而最坏情况分析则是在最后一次分析时，使各个参数同时按容差范围内各自的最大变化量改变，以得到最坏情况下的电路特性。0 顶一下   返回首页 PCB基础知识PCB的种类

24、2008-06-09 00:23:10   来源：转载   作者：不详   【大 中 小】 点击： 1 评论：0 条一、单面板（Single-Sided Boards）我们刚刚提到过，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。二、双面板（Double-Sided Boards）这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两

25、面间有适当的电路连接才行。这种电路间的桥梁叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。三、多层板（Multi-Layer Boards）为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的

26、主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果您仔细观察主机板，也许可以看出来。 我们刚刚提到的导孔（via），如果应用在双面板上，那么一定都是打穿整个板子。不过在多层板当中，如果您只想连接其中一些线路，那么导孔可能会浪费一些其它层的线路空间。埋孔（Buried vias）和盲孔（Blind vias）技术可以避免这个问题，因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接，不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB，所以光是从表面是看不出来的。 在多层板PCB中，整层都直

27、接连接上地线与电源。所以我们将各层分类为信号层（Signal），电源层（Power）或是地线层（Ground）。如果PCB上的零件需要不同的电源供应，通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。优秀PCB设计工程师所需要具备的本领2008-06-09 00:28:57   来源：转载   作者：不详   【大 中 小】 点击： 1 评论：0 条1.会熟练的使用cadence或mentor软件layout。2。能独档一面，从做器件到布局布线出光绘。3.有做各种pcb的设计经验， 如电脑主板，手机，数码相机等电子消费产品，GSM和3G产品的基站单元板，背板，射频板，电源

28、板等通讯类产品，汽车的控制面板等等4。能熟练使用cadence或mentor软件进行高速仿真设计，emc设计，以及热分析。5。熟悉smt工艺，能用EDA软件（如VALOR Trilogy5000)进行DFMA（可制造性）分析，可测 性分析。6。熟悉pcb的制造流程，熟悉pcb工艺，如一般的盲埋孔工艺，HDI工艺，埋阻埋容工艺。7。能根据产品的要求，制定出相应的叠层结构，制定出各层介质的厚度，选择介电常数符合要求的介质，各层铜箔厚度。8。能较快较好的进行layout，如一块复杂的超过10000pin(包含十几个BGA）的较高难度的pcb，你能用手工步线15个工作日从布局到出图完成的话，就差不多了

29、。常用元器件的识别2008-06-09 00:22:50   来源：转载   作者：不详   【大 中 小】 点击： 1 评论：0 条一、电阻电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。1、参数识别：电阻的单位为欧姆（），倍率单位有：千欧（K），兆欧（M）等。换算方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。a、数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：472 表示 47×100（即4.7K）； 104则表示100Kb、色环标注法使用最多，现

30、举例如下：四色环电阻 五色环电阻（精密电阻） 2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示：颜色 有效数字 倍率 允许偏差（%）银色 / x0.01 ±10金色 / x0.1 ±5黑色 0 +0 /棕色 1 x10 ±1红色 2 x100 ±2橙色 3 x1000 /黄色 4 x10000 /绿色 5 x100000 ±0.5蓝色 6 x1000000 ±0.2紫色 7 x10000000 ±0.1灰色 8 x100000000 /白色 9 x1000000000 /二、电容1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号

31、为13的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。容抗XC=1/2f c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012

32、皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。如：102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF3、电容容量误差表符 号 F G J K L M允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为&#

33、177;5%。三、晶体二极管晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如： D5表示编号为5的二极管。 1、作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二

34、极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。3、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下：型号 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007耐压（V） 50 100 200 400 600 800 1000电流（A） 均为1四、稳压二极管稳压二极管在电路中常用“ZD”加

35、数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。1、稳压二极管的稳压原理：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。2、故障特点：稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。常用稳压二极管的型号及稳压值如下表：型 号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761稳

36、压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V五、电感电感在电路中常用“L”加数字表示，如：L6表示编号为6的电感。电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。直流可通过线圈，直流电阻就是导线本身的电阻，压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感的特性是通直流阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。电感在电路中可与电容组成振荡电路。电感一般有直标法和色标法，色标法与电阻类似。如：棕、黑、金、金表示1uH（误差5%）的电感。 电感的基本单位为：亨（H） 换

37、算单位有：1H=103mH=106uH。 六、变容二极管变容二极管是根据普通二极管内部 “PN结” 的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。变容二极管发生故障，主要表现为漏电或性能变差：（1）发生漏电现象时，高频调制电路将不工作或调制性能变差。（2）变容性能变差时，高频调制电路的工作不稳定，使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。出现上述情况之一时，就应

38、该更换同型号的变容二极管。七、晶体三极管晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。1、特点：晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。电话机中常用的PNP型三极管有：A92、9015等型号；NPN型三极管有：A42、9014、9018、9013、9012等型号。2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。为了便于比较，将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表，供大家参考。名称 共

39、发射极电路 共集电极电路（射极输出器） 共基极电路输入阻抗 中（几百欧几千欧） 大（几十千欧以上） 小（几欧几十欧）输出阻抗 中（几千欧几十千欧） 小（几欧几十欧） 大（几十千欧几百千欧）电压放大倍数 大 小（小于1并接近于1） 大电流放大倍数 大（几十） 大（几十） 小（小于1并接近于1）功率放大倍数 大（约3040分贝） 小（约10分贝） 中（约1520分贝）频率特性 高频差 好 好续表应用 多级放大器中间级，低频放大 输入级、输出级或作阻抗匹配用 高频或宽频带电路及恒流源电路八、场效应晶体管放大器1、场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效

40、管做整个电子设备的输入级，可以获得一般晶体管很难达到的性能。2、场效应管分成结型和绝缘栅型两大类，其控制原理都是一样的。如图1-1-1是两种型号的表示符号：3、场效应管与晶体管的比较（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。（2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。（3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。（4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件

41、下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。基于信号完整性分析的高速数字PCB的设计方法2008-06-09 00:28:38   来源：转载   作者：不详   【大 中 小】 点击： 1 评论：0 条本文介绍了一种基于信号完整性计算机分析的高速数字信号PCB板的设计方法。在这种设计方法中，首先将对所有的高速数字信号建立起PCB板级的信号传输模型，然后通过对信号完整性的计算分析来寻找设计的解空间，最后在解空间的基础上来完成PCB板的设计和校验。 随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增

42、加，信号完整性已经成为高速数字PCB设计必须关心的问题之一。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等因素，都会引起信号完整性问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不工作。 如何在PCB板的设计过程中充分考虑到信号完整性的因素，并采取有效的控制措施，已经成为当今PCB设计业界中的一个热门课题。基于信号完整性计算机分析的高速数字PCB板设计方法能有效地实现PCB设计的信号完整性。 1. 信号完整性问题概述 信号完整性(SI)是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC，则该电路具有较好的信号完整性。反之，当信号不

43、能正常响应时，就出现了信号完整性问题。从广义上讲，信号完整性问题主要表现为5个方面：延迟、反射、串扰、同步切换噪声(SSN)和电磁兼容性(EMI)。 延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输，信号从发送端发出到达接收端，其间存在一个传输延迟。信号的延迟会对系统的时序产生影响，在高速数字系统中，传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数。 另外，当PCB板上导线(高速数字系统中称为传输线)的特征阻抗与负载阻抗不匹配时，信号到达接收端后有一部分能量将沿着传输线反射回去，使信号波形发生畸变，甚至出现信号的过冲和下冲。信号如果在传输线上来回反射，就会产生振铃和环绕振荡。 由于PCB板上

44、的任何两个器件或导线之间都存在互容(mutual capacitance)和互感，当一个器件或一根导线上的信号发生变化时，其变化会通过互容和互感影响其它器件或导线，即串扰。串扰的强度取决于器件及导线的几何尺寸和相互距离。 当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时(如CPU的数据总线、地址总线等)，由于电源线和地线上存在阻抗，会产生同步切换噪声，在地线上还会出现地平面反弹噪声(简称地弹)。SSN和地弹的强度也取决于集成电路的IO特性、PCB板电源层和地平面层的阻抗以及高速器件在PCB板上的布局和布线方式。 另外，同其它的电子设备一样，PCB也有电磁兼容性问题，其产生也主要与PCB板的布局和布线方

45、式有关。 2. 传统的PCB板设计方法 在传统的设计流程中，PCB的设计依次由电路设计、版图设计、PCB制作、测量调试等步骤组成。在电路设计阶段，由于缺乏有效的对信号在实际PCB板上的传输特性的分析方法和手段，电路的设计一般只能根据元器件厂家和专家建议及过去的设计经验来进行。所以对于一个新的设计项目而言，通常都很难根据具体情形作出信号拓扑结构和元器件的参数等因素的正确选择。 在PCB版图设计阶段，同样因为很难对PCB板的元器件布局和信号布线所产生的信号性能变化作出实时分析和评估，所以版图设计的好坏更加依赖于设计人员的经验。在PCB板制作阶段，由于各PCB板及元器件生产厂家的工艺不完全相同，所以

46、PCB板和元器件的参数一般都有较大的公差范围，使得PCB板的性能更加难以控制。 在传统的PCB设计流程中，PCB板的性能只有在制作完成后才能够通过仪器测量来评判。在PCB板调试阶段中发现的问题，必须等到下一次PCB板设计中加以修改。但更为困难的是，有些问题往往很难将其量化成前面电路设计和版图设计中的参数，所以对于较为复杂的PCB板，一般都需要通过反复多次上述的过程才能最终满足设计要求。 可以看出，采用传统的PCB设计方法，产品开发周期较长，研制开发的成本也相应较高。 3. 基于信号完整性分析的PCB设计方法 基于信号完整性计算机分析的PCB设计流程如图2所示。与传统的PCB设计方法相比，基于信

47、号完整性分析的设计方法具有以下特点： 在PCB板设计之前，首先建立高速数字信号传输的信号完整性模型。 根据SI模型对信号完整性问题进行一系列的预分析，根据仿真计算的结果选择合适的元器件类型、参数和电路拓扑结构，作为电路设计的依据。 在电路的设计过程中，将设计方案送交SI模型进行信号完整性分析，并综合元器件和PCB板参数的公差范围、PCB版图设计中可能的拓扑结构和参数变化等因素，计算分析设计方案的解空间。 在电路设计完成后，各高速数字信号应该都具有一个连续的、可实现的解空间。即当PCB及元器件参数在一定的范围内变化、元器件在PCB板上的布局以及信号线在PCB板上的布线方式具有一定的灵活性的情况下

48、，仍然能够保证对信号完整性的要求。 PCB版图设计开始之前，将获得的各信号解空间的边界值作为版图设计的约束条件，以此作为PCB版图布局、布线的设计依据。 在PCB版图设计过程中，将部分完成或全部完成的设计送回SI模型进行设计后的信号完整性分析，以确认实际的版图设计是否符合预计的信号完整性要求。若仿真结果不能满足要求，则需修改版图设计甚至电路设计，这样可以降低因设计不当而导致产品失败的风险。 在PCB设计完成后，就可以进行PCB板制作。PCB板制造参数的公差范围应在信号完整性分析的解空间的范围之内。 当PCB板制造好后，再用仪器进行测量调试，以验证SI模型及SI分析的正确性，并以此作为修正模型的

49、依据。 在SI模型以及分析方法正确的基础上，通常PCB板不需要或只需要很少的重复修改设计及制作就能够最终定稿，从而可以缩短产品开发周期，降低开发成本。 4. 信号完整性分析模型 在基于信号完整性计算机分析的PCB设计方法中，最为核心的部分就是PCB板级信号完整性模型的建立，这是与传统的设计方法的区别之处。 SI模型的正确性将决定设计的正确性，而SI模型的可建立性则决定了这种设计方法的可行性。 4.1. PCB设计的SI模型 在电子设计中已经有多种可以用于PCB板级信号完整性分析的模型。其中最为常用的有三种,分别是SPICE、IBIS和Verilog-A。 a. SPICE模型 SPICE是一种

50、功能强大的通用模拟电路仿真器。现在SPICE模型已经广泛应用于电子设计中，并且衍生出两个主要的版本：HSPICE和PSPICE，HSPICE主要应用于集成电路设计，而PSPICE主要应用于PCB板和系统级的设计。 SPICE模型由两部分组成：模型方程式(Model Equations)和模型参数(Model Parameters)。由于提供了模型方程式，因而可以把SPICE模型与仿真器的算法非常紧密地联接起来，可以获得更好的分析效率和分析结果。 采用SPICE模型在PCB板级进行SI分析时，需要集成电路设计者和制造商提供详细准确描述集成电路I/O 单元子电路的SPICE模型和半导体特性的制造参

51、数。由于这些资料通常都属于设计者和制造商的知识产权和机密，所以只有较少的半导体制造商会在提供芯片产品的同时提供相应的SPICE模型。 SPICE模型的分析精度主要取决于模型参数的来源(即数据的精确性)，以及模型方程式的适用范围。而模型方程式与各种不同的数字仿真器相结合时也可能会影响分析的精度。除此之外，PCB板级的SPICE模型仿真计算量较大，分析比较费时。 b. IBIS模型 IBIS模型最初是由Intel公司开发专门为用于PCB板级和系统级的数字信号完整性分析的模型。现在由IBIS开放论坛管理，并且成为了正式的工业标准(EIA/ANSI 656-A)。 IBIS模型采用I/V和V/T表的形

52、式来描述数字集成电路I/O单元和引脚的特性。由于IBIS模型无需描述I/O 单元的内部设计和晶体管制造参数，因而得到了半导体厂商的欢迎和支持。现在各主要的数字集成电路制造商都能够在提供芯片的同时提供相应的IBIS模型。 IBIS模型的分析精度主要取决于I/V和V/T表的数据点数和数据的精确度。由于基于IBIS模型的PCB板级仿真采用查表计算，因而计算量较小，通常只有相应的SPICE模型的1/10到1/100。 c. Verilog-AMS模型和VHDL-AMS模型 Verilog-AMS和VHDL-AMS出现还不到4年，是一种新的标准。作为硬件行为级的建模语言，Verilog-AMS和VHDL

53、-AMS分别是Verilog和VHDL的超集，而Verilog-A则是Verilog-AMS的一个子集。 与SPICE和IBIS模型不同的是，在AMS语言中是由用户来编写描述元器件行为的方程式。与IBIS模型相类似，AMS建模语言是独立的模型格式，可以应用在多种不同类型的仿真工具中。AMS方程式还能够在多种不同的层次上来编写：晶体管级、I/O 单元级、I/O 单元组等。 由于Verilog-AMS和VHDL-AMS是一种新的标准，迄今为止只有少数的半导体厂商能够提供AMS模型，目前能够支持AMS的仿真器也比SPICE和IBIS的要少。但AMS模型在PCB板级信号完整性分析中的可行性和计算精度毫

54、不逊色于SPICE和IBIS模型。 上述几种模型的性能对比如表中所示： 4.2 模型的选用 由于目前还没有一种统一的模型来完成所有的PCB板级信号完整性分析，因此在高速数字PCB板设计中，需要混合上述几种模型来最大程度地建立关键信号和敏感信号的传输模型。 对于分立的无源器件，可以寻求厂家提供的SPICE模型，或者通过实验测量直接建立并使用简化的SPICE模型。 对于关键的数字集成电路，则必须寻求厂家提供的IBIS模型。目前大多数集成电路设计和制造商都能够通过Web网站或其它方式在提供芯片的同时提供所需的IBIS模型。 对于非关键的集成电路，若无法得到厂家的IBIS模型，还可以依据芯片引脚的功能

55、选用相似的或缺省的IBIS模型。当然，也可以通过实验测量来建立简化的IBIS模型。 对于PCB板上的传输线，在进行信号完整性预分析及解空间分析时可采用简化的传输线SPICE模型，而在布线后的分析中则需要依据实际的版图设计使用完整的传输线SPICE模型。 5. 设计方法与现有EDA软件的结合 目前在PCB设计业还没有一个集成的EDA软件来完成上述的设计方法，因此必须通过一些通用的软件工具的结合来实现。 运用通用的SPICE软件(如PSPICE，HSPICE等)，对分立、无源器件和PCB上的传输线建立SPICE模型，并调试验证。 将已经获得的各元器件及传输线的SPICE/IBIS模型加入到通用的信

56、号完整性分析软件中，如SPECCTRAQuest、HyperLynx、Tau、IS_Analyzer等，建立信号在PCB板上的SI分析模型，并进行信号完整性的分析计算。 运用SI分析软件自带的数据库功能，或使用其它通用的数据库软件，对仿真运算的结果进行进一步整理和分析，搜寻理想的解空间。 将解空间的边界值作为PCB电路设计的依据和版图设计的约束条件，采用通用PCB设计的EDA软件，如OrCAD、Protel、PADS、PowerPCB、Allegro和Mentor等来完成PCB电路设计和版图设计。 当PCB版图设计完成后，可以通过上述版图设计软件将实际设计线路的参数(如拓扑结构、长度、间距等)

57、自动或手动地提取出来，送回到前面的信号完整性分析软件进行布线后的SI分析，以验证实际设计是否符合解空间的要求。 当PCB板制造出来后，还可通过实验仪器的测量来验证各模型及仿真计算的正确性。 本文小结： 该设计方法对于高速数字PCB板的设计开发具有很强的实用意义，不仅能够有效地提高产品设计的性能，而且可以大幅缩短产品开发周期，降低开发成本。可以预见，随着信号完整性分析的模型以及计算分析算法的不断完善和提高，基于信号完整性计算机分析的PCB设计方法将会越来越多地应用于电子产品设计之中。 参考文献： High-Speed Digital System Design Stephen H. Hall,

58、Garrett W. Hall, James A. McCall; Wiley-Interscience Publication; 2000. High-Speed Digital Design，A Handbook of Black Magic Howard Johnson, Martin Graham; Prentice Hall PTR; 1993. Modeling and Simulation for Signal Integrity Dr. Lynne Green；Cadence Design Systems Inc. 2000.PCB板剖制的方法及技巧2008-06-09 00:

59、29:07   来源：转载   作者：不详   【大 中 小】 点击： 1 评论：0 条PCB板剖制是PCB设计中的一项重要的内容。但是由于其中涉及到砂纸磨板（属有害工种）、描线（属简单重复劳动），不少设计人员不愿从事这项工作。甚至许多设计人员认为PCB板剖制不是技术工作，初级设计人员稍加培训即可胜任这项工作。这种观念有一定的普遍性，但是正如许多工作一样，PCB板的剖制还是存在着一些技巧的。如果设计人员掌握这些技巧可以节省大量的时间，也可以大幅度减少劳动量。下面我们就详细谈谈这方面的知识。 一、 PCB板剖制的概念 PCB板剖制是指根据原有的PCB板实物得到原理图和板图（PCB图）的过程。其目的是进行后期的开发。后期开发包括安装元器件、深层测试、修改电路等。因为不属于PCB板剖制的范畴又与之相关，因此仅做介绍不再详述。 二、 PCB板剖制的流程 1、 拆除原板上的器件。 2、 将原板扫描，得到图形文件。 3、 将表面层磨去，得到中间层。 4、 将中间层扫描，得到图形文件。