1、考慮整體
一個(gè)產(chǎn)品的成功與否,一是要注重內(nèi)在質(zhì)量,二是兼顧整體的美觀,兩者都較完美才能認(rèn)為該產(chǎn)品是成功的。
在一個(gè)PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序,不能頭重腳輕或一頭沉。
· PCB是否會(huì)有變形?
· 是否預(yù)留工藝邊?
· 是否預(yù)留MARK點(diǎn)?
· 是否需要拼板?
· 多少層板,可以保證阻抗控制、信號(hào)屏蔽、信號(hào)完整性、經(jīng)濟(jì)性、可實(shí)現(xiàn)性?
2、排除低級(jí)錯(cuò)誤
· 印制板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符?能否符合PCB制造工藝要求?有無(wú)定位標(biāo)記?
· 元件在二維、三維空間上有無(wú)沖突?
· 元件布局是否疏密有序,排列整齊?是否全部布完?
· 需經(jīng)常更換的元件能否方便地更換?插件板插入設(shè)備是否方便?
· 熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x?
· 調(diào)整可調(diào)元件是否方便?
· 在需要散熱的地方,裝了散熱器沒(méi)有?空氣流是否通暢?
· 信號(hào)流程是否順暢且互連最短?
· 插頭、插座等與機(jī)械設(shè)計(jì)是否矛盾?
· 線路的干擾問(wèn)題是否有所考慮?
3、旁路或去耦電容
在布線時(shí),模擬器件和數(shù)字器件都需要這些類型的電容,都需要靠近其電源引腳連接一個(gè)旁路電容,此電容值通常為 0.1μF。引腳盡量短,減小走線的感抗,且要盡量靠近器件。
在電路板上加旁路或去耦電容,以及這些電容在板上的布置,對(duì)于數(shù)字和模擬設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)都屬于基本常識(shí),但其功能卻是有區(qū)別的。
在模擬布線設(shè)計(jì)中旁路電容通常用于旁路電源上的高頻信號(hào),如果不加旁路電容,這些高頻信號(hào)可能通過(guò)電源引腳進(jìn)入敏感的模擬芯片。一般來(lái)說(shuō),這些高頻信號(hào) 的頻率超出 模擬器件抑制高頻信號(hào)的能力。
如果在模擬電路中不使用旁路電容的話,就可能在信號(hào)路徑 上引入噪聲,更嚴(yán)重的情況甚至?xí)鹫駝?dòng)。而對(duì)于控制器和處理器這樣的數(shù)字器件 來(lái)說(shuō),同樣需要去耦電容,但原因不同。
這些電容的一個(gè)功能是用作“微型”電荷庫(kù),這是因?yàn)樵跀?shù)字電路中,執(zhí)行門狀態(tài)的切換(即開關(guān) 切換)通常需要很大的電流,當(dāng)開關(guān)時(shí)芯片上產(chǎn)生開關(guān)瞬態(tài)電流并流經(jīng)電路板,有這額外的 “備用”電荷是有利的。
如果執(zhí)行開關(guān)動(dòng)作時(shí)沒(méi)有足夠的電荷,會(huì)造成電源電壓發(fā)生很大變化。電壓變化太大,會(huì)導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)電平進(jìn)入不確定狀態(tài),并很可能引起數(shù)字器件中的狀態(tài)機(jī)錯(cuò)誤運(yùn)行。
流經(jīng)電路板走線的開關(guān)電流將引起電壓發(fā)生變化,由于電路板走線 存在寄生電感,則可采用如下公式計(jì)算電壓的變化:
V=Ldl/dt
其中V=電壓的變化,L=電路板走線感抗,dI=流經(jīng)走線的電流變化,dt=電流變化的時(shí)間。
因此,基于多種原因,在供電電源處或有源器件的電源引腳處施加旁路(或去耦)電容是 非常好的做法。
4、輸入電源如果電流比較大,建議減少走線長(zhǎng)度和面積,不要滿場(chǎng)跑
輸入上的開關(guān)噪聲耦合到了電源輸出的平面。輸出電源的MOS管的開關(guān)噪聲影響了前級(jí)的輸入電源。
如果電路板上存在大量大電流DCDC,則有不同頻率,大電流高電壓跳變干擾。
所以我們需要減小輸入電源的面積,滿足通流就可以。所以在電源布局的時(shí)候,要考慮避免輸入電源滿板跑。
電源線和地線的位置良好配合,可以降低電磁干擾(EMl)的可能性。如果電源線和地線配合不當(dāng),會(huì)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)環(huán)路,并很可能會(huì)產(chǎn)生噪聲。
電源線和地線配合不當(dāng)?shù)腜CB 設(shè)計(jì)示例如圖所示。在此電路板上,使用不同的路線來(lái)布電源線和地線,由于這種不恰當(dāng)?shù)呐浜希?strong>電路板的電子元器件和線路受電磁干擾 (EMI)的可能性比較大。
5、數(shù)模分離
在每個(gè) PCB 設(shè)計(jì)中,電路的噪聲部分和“安靜”部分(非噪聲部分)要分隔開。
一般來(lái)說(shuō),數(shù)字電路可以容忍噪聲干擾,而且對(duì)噪聲不敏感(因?yàn)閿?shù)字電 路有較大的電壓噪聲容限);相反,模擬電路的電壓噪聲容限就小得多。兩者之中,模擬電路對(duì)開關(guān)噪聲最為敏感。在混合信號(hào)系統(tǒng)的布線中,這兩種電路要分隔開。
6、散熱考慮
在布局過(guò)程中,需要考慮散熱風(fēng)道,散熱死角;熱敏感器件不要放在熱源風(fēng)后面。
優(yōu)先考慮DDR這樣散熱困難戶的布局位置。避免由于熱仿真不通過(guò),導(dǎo)致反復(fù)調(diào)整。
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