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畫(huà)PCB時(shí),一些非常好的布線(xiàn)技巧
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小融一號
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發(fā)表于 2016-11-4 09:59:22
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布線(xiàn)
布線(xiàn)是
PCB
設計過(guò)程中技巧最細、限定最高的,即使布了十幾年布線(xiàn)的工程師也往往覺(jué)得自己不會(huì )布線(xiàn),因為看到了形形色色的問(wèn)題,知道了這根線(xiàn)布了出去就會(huì )導致什么惡果,所以,就變的不知道怎么布了。但是高手還是有的,他們有著(zhù)很理性的知識,同時(shí)又帶著(zhù)一些自我創(chuàng )作的情感去布線(xiàn),布出來(lái)的線(xiàn)就頗為美觀(guān)有藝術(shù)感。
下面是一些好的布線(xiàn)技巧和要領(lǐng):
首先,先對做個(gè)基礎介紹,PCB的層數可以分為單層,雙層和多層的,單層現在基本淘汰了。雙層板現在音響系統中用的挺多,一般是作為功放粗狂型的板子,多層板就是指4層及4層以上的板,對于元器件的密度要求不高的一般來(lái)講4層就足夠了。從過(guò)孔的角度可以分成通孔,盲孔,和埋孔。通孔就是一個(gè)孔是從頂層直接通到底層的;盲孔是從頂層或底層的孔穿到中間層,然后就不繼續穿了,這個(gè)好處就是這個(gè)過(guò)孔的位置不是從頭堵到尾的,其他層在這個(gè)過(guò)孔的位置上還是可以走線(xiàn)的;埋孔就是這個(gè)過(guò)孔是中間層到中間層的,被埋起來(lái)的,表面是完全看不到。具體情況如下圖所示。
在自動(dòng)布線(xiàn)之前,預先用交互式對要求比較高的線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn),輸入端與輸出端的邊線(xiàn)不應相鄰平行,避免產(chǎn)生反射干擾。在必要時(shí),可加地線(xiàn)進(jìn)行隔離,且兩相鄰層的布線(xiàn)要互相垂直,因為平行比較容易產(chǎn)生寄生耦合。自動(dòng)布線(xiàn)的布通率依賴(lài)于良好的布局,可預先設定布線(xiàn)規則,如走線(xiàn)彎曲次數、導通孔數目、步進(jìn)數目等。一般是先進(jìn)行探索式布線(xiàn),快速的連通短線(xiàn),再通過(guò)迷宮式布線(xiàn),把要布的連線(xiàn)進(jìn)行全局布線(xiàn)路徑優(yōu)化,它可以根據需要斷開(kāi)已布的線(xiàn)并試著(zhù)重新再布線(xiàn),從而改進(jìn)總體的布線(xiàn)效果。
對于布局而言,一個(gè)原則是數字和模擬盡可能的分開(kāi),令一個(gè)原則是低速的不要和高速的接近。最基本的原則就是把數字接地和模擬接地分開(kāi),數字接地由于都是開(kāi)關(guān)器件,
電流
在開(kāi)關(guān)的一瞬間都很大,不動(dòng)的時(shí)候又很小,所以數字接地不可以和模擬接地混在一起。一個(gè)推薦的布局可以像下圖所示。
1.webp.jpg
一、電源與地線(xiàn)之間布線(xiàn)注意事項
2.webp.jpg
(1)要在電源、地線(xiàn)之間加上去耦
電容
。一定要電源經(jīng)過(guò)了去耦電容之后再連接到芯片的管腳,下圖中列舉了幾種錯誤的連接法和一個(gè)正確的連接法,大家對著(zhù)參照下,是不是有犯這樣的錯誤呢?去耦電容一般來(lái)說(shuō)有兩個(gè)作用,一個(gè)是提供芯片瞬間的大電流,二是去除電源噪聲,一方面是讓電源的噪聲盡量少的影響芯片,另一方面是芯片產(chǎn)生的噪聲不要影響到電源。
(2)盡量加寬電源及地線(xiàn),最好是地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬,其關(guān)系為:地線(xiàn)>電源線(xiàn)>信號線(xiàn)。
(3)可以使用大面積的銅層作地線(xiàn),在印制板上把沒(méi)被使用的地方都與地相連,作地線(xiàn)使用,或是做成多層板,電源,地線(xiàn)各占用一層。
二、數字
電路
與
模擬電路
混合時(shí)的處理
3.webp.jpg
現在,許多的PCB不再是單一功能的電路了,而是由數字電路和模擬電路混合構成,因此在布線(xiàn)時(shí)就需要考慮到它們之間互相干擾的問(wèn)題,特別是地線(xiàn)上的噪音干擾。
由于數字電路頻率高,模擬電路敏感度強,對信號線(xiàn)來(lái)說(shuō),高頻的信號線(xiàn)要盡可能的遠離敏感的模擬電路器件,但是對于整個(gè)PCB來(lái)說(shuō),PCB的地線(xiàn)對外界的結點(diǎn)只能有一個(gè),所以必須要在PCB內部處理號數字電路及模擬電路共地的問(wèn)題,而在電路板內部,數字電路的地和模擬電路的地實(shí)際上是分開(kāi)的,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數字電路的地與模擬電路地有一點(diǎn)短接,請注意,只有一個(gè)連接點(diǎn),也有在PCB上不共地的,這由系統設計來(lái)決定。
三、對于線(xiàn)拐角的處理
通常線(xiàn)的拐角處會(huì )有粗細變化,但是在線(xiàn)徑粗細發(fā)生變化的時(shí)候,會(huì )發(fā)生一些反射的現象。拐角方式對于線(xiàn)的粗細變化情況,直角是最差的,45度角好一些,圓角是最好的。但是圓角對PCB設計來(lái)講處理比較麻煩,所以一般是看信號的敏感程度來(lái)定,一般的信號用45度角就可以了,只有那些非常敏感的線(xiàn)才需要用圓角。
4.webp.jpg
四、布好線(xiàn)后要進(jìn)行設計規則檢查
無(wú)論做什么,在完成后都要檢查,就像我們考試的時(shí)候如果有時(shí)間剩余都要對我們的作答情況進(jìn)行檢查,這是我們拿到高分的重要途徑,同樣我們畫(huà)PCB板也一樣。這樣我們才能更有把握我們畫(huà)出來(lái)的電路板是合格產(chǎn)品。我們一般檢查有如下幾個(gè)方面:
(1)線(xiàn)與線(xiàn),線(xiàn)與元件焊盤(pán),線(xiàn)與貫通孔,元件焊盤(pán)與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。
(2)電源線(xiàn)和地線(xiàn)的寬度是否合適,電源與地線(xiàn)之間是否緊耦合(低的波阻抗),在PCB中是否還有能讓地線(xiàn)加寬的地方。
(3)對于關(guān)鍵的信號線(xiàn)是否采取了最佳措施,如長(cháng)度最短,加保護線(xiàn),輸入線(xiàn)及輸出線(xiàn)被明顯地分開(kāi)。
(4)模擬電路和數字電路部分,是否有各自獨立的地線(xiàn)。
(5)后加在PCB中的圖形(如圖示、注標)是否會(huì )造成信號短路。
(6)對一些不理想的線(xiàn)形進(jìn)行修改。
(7)在PCB上是否加有工藝線(xiàn),阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標志是否壓在器件焊盤(pán)上,以免影響電裝質(zhì)量。
(8)多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。
總之,以上的技巧和方法要領(lǐng)都是經(jīng)驗之談,非常值得我們在畫(huà)PCB板的時(shí)候學(xué)習借鑒,在畫(huà)PCB圖過(guò)程中除了熟練運用制圖工具軟件,還要有扎實(shí)的理論知識和豐富的實(shí)戰經(jīng)驗,這些可以幫你快速有效地完成你的PCB圖。但是還有一點(diǎn)非常重要,那就是一定要細心,無(wú)論是布線(xiàn)還是整體布局每一步都要很細心認真地對待,因為你的一個(gè)很小的差錯可能會(huì )導致你最終的產(chǎn)品成為廢品,然后還找不到哪里出錯了,所以我們在畫(huà)圖的過(guò)程寧愿多花點(diǎn)時(shí)間細心核對細節部分也不愿意出問(wèn)題了再返回來(lái)檢查,那樣可能會(huì )花更多的時(shí)間。簡(jiǎn)而言之,畫(huà)PCB的過(guò)程注意細節部分。
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