設(shè)計增加阻抗線路板的成本是否會增加?
1.布局
首先,要考慮PCB板尺寸大小。PCB板尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后.再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)線路的功能單元,對線路的全部元器件進行布局。
在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:
(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠離。
(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。
(3)應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。
根據(jù)電路的功能單元.對線路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:
(1)按照線路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。
(2)以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
(3)在高頻下工作的線路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般線路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生產(chǎn)。
(4)位于線路板邊緣的元器件,離線路板邊緣一般不小于2mm。線路板的最佳形狀為矩形。長寬比為3:2成4:3。線路板面尺寸大于200x150mm時.應(yīng)考慮線路板所受的機械強度。
2.布線
布線的原則如下:
(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發(fā)生反饋藕合。
(2)印制攝導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。
(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則.長時間受熱時,易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀.這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。
3.焊盤
焊盤中心孔(直插式器件)要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數(shù)字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。
PCB板與線路抗干擾措施:
印制線路板的抗干擾設(shè)計與具體線路有著密切的關(guān)系,這里僅就PCB板抗干擾設(shè)計的幾項常用措施做一些說明。
1.電源線設(shè)計
根據(jù)印制電路板電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環(huán)路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,這樣有助于增強抗噪聲能力。
2.地段設(shè)計
地線設(shè)計的原則是:
(1)數(shù)字地與模擬地分開。若電路板上既有邏輯線路又有線性電線,應(yīng)使它們盡量分開。低頻線路的地應(yīng)盡量采用單點并聯(lián)接地,實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地,地線應(yīng)短而租,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。
(2)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能,接地線應(yīng)在2~3mm以上。
(3)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字線路組成的印制板,其接地線路布成團環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。
4.退藕電容配置
PCB設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?。退藕電容的一般配置原則是:
(1)電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能,接100uF以上的更好。
(2)原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一個0.01uf~0.1uf的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可每4~8個芯片布置一個1~10pF的但電容。
(3)對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲器件,應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。
5.過孔設(shè)計
在高速PCB 設(shè)計中,看似簡單的過孔也往往會給線路的設(shè)計帶來很大的負面效應(yīng),為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響,在設(shè)計中可以盡量做到
(1)從成本和信號質(zhì)量兩方面來考慮,選擇合理尺寸的過孔大小。例如對6- 10 層的內(nèi)存模塊PCB 設(shè)計來說,選用10/20mil(鉆孔/焊盤)的過孔較好,對于一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使用8/18Mil 的過孔。在目前技術(shù)條件下,很難使用更小尺寸的過孔了(當(dāng)孔的深度超過鉆孔直徑的6 倍時,就無法保證孔壁能均勻鍍銅);對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗.
(2)PCB 板上的信號走線盡量不換層,即盡量不要使用不必要的過孔.
(3)電源和地的管腳要就近打過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好
(4)在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔,以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB 板上大量放置一些多余的接地過孔.
6.降低噪聲與電磁干擾的一些經(jīng)驗
(1)能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在關(guān)鍵地方
(2)可用串一個電阻的方法,降低控制電路上下沿跳變速率。
(3)盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼,如RC 設(shè)置電流阻尼
(4)使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率時鐘。
(5)時鐘應(yīng)盡量靠近到用該時鐘的器件,石英晶體振蕩器的外殼要接地,用地線將時鐘區(qū)圈起來,時鐘線盡量短,石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線。時鐘、總線、片選信號要遠離I/O 線和接插件,時鐘線垂直于I/O 線比平行于I/O 線干擾小.
(6)閑置不用的門電路輸入端不要懸空,閑置不用的運放正輸入端接地,負輸入端接輸出端。