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贴片电感和贴片磁珠有啥区别?

设备硬件类 chloe 2017-01-03 10:06 发表了文章 来自相关话题

电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号,如一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR, SDRAM ,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、 查看全部
电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号,如一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR, SDRAM ,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、
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PCB板价格是可以估算的!

设备硬件类 邓紫棋 2016-12-20 12:53 发表了文章 来自相关话题

PCB的价格是很多采购者一直很困惑的事情,很多人在线下单时也会疑问这些价格是怎么算出来的,下面我们就一起谈论一下PCB价格的组成因素。

一、PCB所用材料不同造成价格的多样性

普通双面板为例,板料一般有FR4(生益、建滔、国纪,三种价钱由上而下),板厚从0.2mm到3.0mm不等,铜厚从0.5oz到3oz不同,所 查看全部
PCB的价格是很多采购者一直很困惑的事情,很多人在线下单时也会疑问这些价格是怎么算出来的,下面我们就一起谈论一下PCB价格的组成因素。

一、PCB所用材料不同造成价格的多样性

普通双面板为例,板料一般有FR4(生益、建滔、国纪,三种价钱由上而下),板厚从0.2mm到3.0mm不等,铜厚从0.5oz到3oz不同,所
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PCB板寻找故障调试的常用三种方法

设备硬件类 功夫熊猫 2016-12-07 11:33 发表了文章 来自相关话题

对于一个新设计的电路板,调试起来往往会遇到一些困难,特别是当板比较大、元件比较多时,往往无从下手。但如果掌握好一套合理的调试方法,调试起来将会事半功倍。

    对于刚拿回来的新pcb板,我们首先要大概观察一下,板上是否存在问题,例如是否有明显的裂痕,有无短路、开路等现象。如果有必要的话,可以检查一下电源跟地线之间 查看全部
对于一个新设计的电路板,调试起来往往会遇到一些困难,特别是当板比较大、元件比较多时,往往无从下手。但如果掌握好一套合理的调试方法,调试起来将会事半功倍。

    对于刚拿回来的新pcb板,我们首先要大概观察一下,板上是否存在问题,例如是否有明显的裂痕,有无短路、开路等现象。如果有必要的话,可以检查一下电源跟地线之间
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SAR ADC PCB布局布线:参考路径

机械自动化类 善思惟 2016-11-03 11:09 发表了文章 来自相关话题

在设计高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择高精度模数转换器(ADC)以及模拟前端调节电路所需的其他元件。在几个星期的设计工作之后,执行模拟并优化电路原理图,为了赶工期,设计人员迅速地将电路板布局布线组合在一起。一个星期之后,对第一个原型电路板进行测试。出乎预料的是,电路板性能与预期的不一样。

这种情景在你身上 查看全部
在设计高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择高精度模数转换器(ADC)以及模拟前端调节电路所需的其他元件。在几个星期的设计工作之后,执行模拟并优化电路原理图,为了赶工期,设计人员迅速地将电路板布局布线组合在一起。一个星期之后,对第一个原型电路板进行测试。出乎预料的是,电路板性能与预期的不一样。

这种情景在你身上
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ICT测试PCB板夹具装配

智能制造类 流浪的心 2016-10-07 05:07 发表了文章 来自相关话题

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小论高速高频设计中的电容

设备硬件类 妙莲华 2016-09-27 13:22 发表了文章 来自相关话题

      电容器在电子电路中有重要而广泛的用途。与传统的PCB设计相比,高速高密度PCB设计面临很多新挑战,对所使用的电容器提出很多新要求。此外,电容器技术和高速高密度PCB设计技术又都在不断发展。因而在调整高密度PCB设计中,电容器的选择是一个非常值得大家研究的问题。结合高速高密度PCB的基本特点,分析了电容器在 查看全部
      电容器在电子电路中有重要而广泛的用途。与传统的PCB设计相比,高速高密度PCB设计面临很多新挑战,对所使用的电容器提出很多新要求。此外,电容器技术和高速高密度PCB设计技术又都在不断发展。因而在调整高密度PCB设计中,电容器的选择是一个非常值得大家研究的问题。结合高速高密度PCB的基本特点,分析了电容器在
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【知识分享】详解PCB设计中各层的意义

电气控制类 我是谁 2016-09-10 21:55 发表了文章 来自相关话题

      1、信号层(Signal Layers)

      Altium Designer最多可提供32个信号层,包括顶层(Top Layer)、底层(Bottom Layer)和中间层(Mid-Layer)。各层之间可通过通孔(Via)、盲孔(Blind Via)和埋孔(Buried Via)实现互相连接。 查看全部
      1、信号层(Signal Layers)

      Altium Designer最多可提供32个信号层,包括顶层(Top Layer)、底层(Bottom Layer)和中间层(Mid-Layer)。各层之间可通过通孔(Via)、盲孔(Blind Via)和埋孔(Buried Via)实现互相连接。
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设计的PCB板有翘曲现象,怎么解决?

智能制造类 小胖哥 2016-09-09 16:24 回复了问题 • 7 人关注 来自相关话题 产生赞赏:¥5.00

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一块好的PCB板是怎样炼成的?

设备硬件类 熊出没 2016-08-16 07:39 发表了文章 来自相关话题

大家都知道做PCB板就是把设计好的原理图变成一块实实在在的PCB电路板,请别小看这一过程,有很多原理上行得通的东西在工程中却难以实现,或是别人能实现的东西另一些人却实现不了,因此说做一块PCB板不难,但要做好一块PCB板却不是一件容易的事情。

微电子领域的两大难点在于高频信号和微弱信号的处理,在这方面PCB制作水平 查看全部
大家都知道做PCB板就是把设计好的原理图变成一块实实在在的PCB电路板,请别小看这一过程,有很多原理上行得通的东西在工程中却难以实现,或是别人能实现的东西另一些人却实现不了,因此说做一块PCB板不难,但要做好一块PCB板却不是一件容易的事情。

微电子领域的两大难点在于高频信号和微弱信号的处理,在这方面PCB制作水平
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小胖哥

小胖哥 回答了问题 • 2016-09-09 16:19 • 7 个回复 不感兴趣

设计的PCB板有翘曲现象,怎么解决?

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印制电路板翘曲的成因,一个方面是所采用的基板(覆铜板)可能翘曲,但在印制电路板加工过程中,因为热应力,化学因素影响,及生产工艺不当也会造成印制电路板产生翘曲。
印制电路板翘曲的成因,一个方面是所采用的基板(覆铜板)可能翘曲,但在印制电路板加工过程中,因为热应力,化学因素影响,及生产工艺不当也会造成印制电路板产生翘曲。
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设计的PCB板有翘曲现象,怎么解决?

智能制造类 小胖哥 2016-09-09 16:24 回复了问题 • 7 人关注 来自相关话题 产生赞赏:¥5.00

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贴片电感和贴片磁珠有啥区别?

设备硬件类 chloe 2017-01-03 10:06 发表了文章 来自相关话题

电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号,如一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR, SDRAM ,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。




1.片式电感

在电子设备的 PCB 板电路中会大量使用感性元件和EMI滤波器元件。这些元件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值,载流能力以及其他类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。在需要使用片式电感的场合,要求电感实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流电抗。谐 振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路等等。谐振电路还包括高Q带通滤波器电路。

要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容,这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中,电感必须具有高Q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的要求。高Q电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。

电感结构包括介质材料(通常为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈,或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。在功率应用场合,作为扼流圈使用时,电感的主要参数是直流电阻(DCR),额定电流,和低Q值。当作为滤波器使用时,希望宽的带宽特性,因此,并不需要电感的高Q特性。低的DCR可以保证最小的电压降,DCR定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。

2.片式磁珠

片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构( PCB电路 )中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(EMI)。要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。

片式磁珠由软磁铁氧体材料组成,构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。

3.使用片式磁珠的好处

小型化和轻量化。在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的电磁干扰。 闭合磁路结构,更好地消除信号的串绕。 极好的磁屏蔽结构。降低直流电阻,以免对有用信号产生过大的衰减。

显著的高频特性和阻抗特性(更好的消除 RF 能量)。在高频放大电路中消除寄生振荡。有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。要正确的选择磁珠,必须注意以下几点: 不需要的信号的频率范围为多少。 噪声源是谁。需要多大的噪声衰减。 环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度)。 电路和负载阻抗是多少。是否有空间在PCB板上放置磁珠。前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要,即电阻,感抗和总阻抗。总阻抗通过Z=[R2+(2πfL)2]1/2来描述。典型的阻抗曲线可参见磁珠的DATASHEET。

通过这一曲线,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。 片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响。

使用片式磁珠和片式电感的原因:是使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择。

4.片式磁珠和片式电感应用

片式电感:射频(RF)和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车电子,蜂窝电话,寻呼机,音频设备,PDAs(个人数字助理),无线遥控系统以及低压供电模块等。

片式磁珠:时钟发生电路,模拟电路和数字电路之间的滤波,I/O输入/输出内部连接器(比如串口,并口,键盘,鼠标,长途电信,本地局域网),射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,打印机,录像机(VCRS),电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。
 
 
来源:网络 查看全部
电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件。电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰;磁珠多用于信号回路,主要用于EMI方面。磁珠用来吸收超高频信号,如一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR, SDRAM ,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。
QQ截图20170103100559.png

1.片式电感

在电子设备的 PCB 板电路中会大量使用感性元件和EMI滤波器元件。这些元件包括片式电感和片式磁珠,以下就这两种器件的特点进行描述并分析他们的普通应用场合以及特殊应用场合。表面贴装元件的好处在于小的封装尺寸和能够满足实际空间的要求。除了阻抗值,载流能力以及其他类似物理特性不同外,通孔接插件和表面贴装器件的其他性能特点基本相同。在需要使用片式电感的场合,要求电感实现以下两个基本功能:电路谐振和扼流电抗。谐 振电路包括谐振发生电路,振荡电路,时钟电路,脉冲电路,波形发生电路等等。谐振电路还包括高Q带通滤波器电路。

要使电路产生谐振,必须有电容和电感同时存在于电路中。在电感的两端存在寄生电容,这是由于器件两个电极之间的铁氧体本体相当于电容介质而产生的。在谐振电路中,电感必须具有高Q,窄的电感偏差,稳定的温度系数,才能达到谐振电路窄带,低的频率温度漂移的要求。高Q电路具有尖锐的谐振峰值。窄的电感偏置保证谐振频率偏差尽量小。稳定的温度系数保证谐振频率具有稳定的温度变化特性。标准的径向引出电感和轴向引出电感以及片式电感的差异仅仅在于封装不一样。

电感结构包括介质材料(通常为氧化铝陶瓷材料)上绕制线圈,或者空心线圈以及铁磁性材料上绕制线圈。在功率应用场合,作为扼流圈使用时,电感的主要参数是直流电阻(DCR),额定电流,和低Q值。当作为滤波器使用时,希望宽的带宽特性,因此,并不需要电感的高Q特性。低的DCR可以保证最小的电压降,DCR定义为元件在没有交流信号下的直流电阻。

2.片式磁珠

片式磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构( PCB电路 )中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(EMI)。要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。

片式磁珠由软磁铁氧体材料组成,构成高体积电阻率的独石结构。涡流损耗同铁氧体材料的电阻率成反比。涡流损耗随信号频率的平方成正比。

3.使用片式磁珠的好处

小型化和轻量化。在射频噪声频率范围内具有高阻抗,消除传输线中的电磁干扰。 闭合磁路结构,更好地消除信号的串绕。 极好的磁屏蔽结构。降低直流电阻,以免对有用信号产生过大的衰减。

显著的高频特性和阻抗特性(更好的消除 RF 能量)。在高频放大电路中消除寄生振荡。有效的工作在几个MHz到几百MHz的频率范围内。要正确的选择磁珠,必须注意以下几点: 不需要的信号的频率范围为多少。 噪声源是谁。需要多大的噪声衰减。 环境条件是什么(温度,直流电压,结构强度)。 电路和负载阻抗是多少。是否有空间在PCB板上放置磁珠。前三条通过观察厂家提供的阻抗频率曲线就可以判断。在阻抗曲线中三条曲线都非常重要,即电阻,感抗和总阻抗。总阻抗通过Z=[R2+(2πfL)2]1/2来描述。典型的阻抗曲线可参见磁珠的DATASHEET。

通过这一曲线,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。 片式磁珠在过大的直流电压下,阻抗特性会受到影响,另外,如果工作温升过高,或者外部磁场过大,磁珠的阻抗都会受到不利的影响。

使用片式磁珠和片式电感的原因:是使用片式磁珠还是片式电感主要还在于应用。在谐振电路中需要使用片式电感。而需要消除不需要的EMI噪声时,使用片式磁珠是最佳的选择。

4.片式磁珠和片式电感应用

片式电感:射频(RF)和无线通讯,信息技术设备,雷达检波器,汽车电子,蜂窝电话,寻呼机,音频设备,PDAs(个人数字助理),无线遥控系统以及低压供电模块等。

片式磁珠:时钟发生电路,模拟电路和数字电路之间的滤波,I/O输入/输出内部连接器(比如串口,并口,键盘,鼠标,长途电信,本地局域网),射频(RF)电路和易受干扰的逻辑设备之间,供电电路中滤除高频传导干扰,计算机,打印机,录像机(VCRS),电视系统和手提电话中的EMI噪声抑止。
 
 
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PCB板价格是可以估算的!

设备硬件类 邓紫棋 2016-12-20 12:53 发表了文章 来自相关话题

PCB的价格是很多采购者一直很困惑的事情,很多人在线下单时也会疑问这些价格是怎么算出来的,下面我们就一起谈论一下PCB价格的组成因素。

一、PCB所用材料不同造成价格的多样性

普通双面板为例,板料一般有FR4(生益、建滔、国纪,三种价钱由上而下),板厚从0.2mm到3.0mm不等,铜厚从0.5oz到3oz不同,所有这些在板料一项上就造成了巨大的价格差异;在阻焊油墨方面,普通热固油和感光绿油也存在着一定的价格差。

二、表面处理工艺不同造成价格的多样性

常见的有:OSP(抗氧化)、有铅喷锡、无铅喷锡(环保)、镀金、沉金还有一些组合工艺等等,以上工艺价格越往后越贵。

三、PCB本身难度不同造成的价格多样性

两 种线路板上都有1000个孔,一块板孔径大于0.2mm与另一块板孔径小于0.2mm就会形成不同的钻孔成本;如两种线路板其他相同,但线宽线距不同,一 种均大于4mil,一种均小于4mil,也会造成不同的生产成本;其次还有一些不走普通板工艺流程的设计也是加收钱的,比如半孔、埋盲孔、盘中孔、按键板 印碳油。

四、铜箔厚度不同造成价格多样性

常见铜铂厚度有:18um(1/2OZ),35um(1OZ),70um(2OZ),105um(3OZ),140um(4OZ)等,以上铜箔厚度越往后越贵。

五、客户的品质验收标准

常用的是:IPC2、IPC3、企标、军标等等,标准越高,价格也会越高。 ¬

六、模具费与测试架

(1)模具费用,样板跟小批量的话一般板厂是采用的钻铣外形,就不会另外加收铣边费,在做大批量时就要求开模具冲板,这样就有一套模具费用,板厂一般报价在1000人民币往上。

(2)测试费:样板一般采用飞针测试,板厂一般收取测试费100-400元不等;批量就要开测试架来测,测试架一般板厂的报价在1000-1500元之间。 ¬

七、付款方式不同造成的价格差异

到账时间越短的付账方式,如现金付款,价格会比较低。 

八、订单量/交期

(1)数量越少,价钱相对就越贵,因为就算是做1PCS,板厂也得做工程资料,出菲林,哪个工序都少不了

(2)交期:交付给PCB工厂的数据要齐全(GERBER资料,板的层数,板材,板厚,表面处理做什么,油墨颜色,字符颜色以及一些特殊要求要写清楚)

总结:

通过以上论述不难看出,PCB加工价格的多样性是有其内在的必然因素的,本文仅可提供一个大致的价格范围,以供参考,具体价格当然还是和厂家直接联系。

对于PCB我们有一套估价公式(即板材利用率方式)具体如下:

以1平方米板材为基准其尺寸为1020mm*1020mm

假设需估价PCB长为L,宽为H. 那1平方米基材可生产此板

数量为(1020/L+5)*(1020/H+5)=Z(即为排版数量)

Unit price =X/Z

X即为以下价格:

材料:                                  

1L FR-1 每平方米价格(含加工费): 130RMB

2L FR-4每平方米价格(含加工费):430RMB

4L FR-4每平方米价格(含加工费): 720RMB

6L FR-4每平方米价格(含加工费): 1200RMB

8L FR-4每平方米价格(含加工费): 1800RMB

10L FR-4每平方米价格(含加工费): 3500RMB

12L FR-4每平方米价格(含加工费): 5500RMB


板层数:

2层板第一次单价=(长*宽*0.12*数量+长*宽*0.12*4+80)/数量

2层板第二次单价=(长*宽*0.12*数量+80)/数量

四层板1次单价=(长*宽*0.6*数量+长*宽*0.12*6+1500+300)/数量

四层板2次单价=(长*宽*0.6*数量+300)/数量

六层板1次单价=(长*宽*0.8*数量+长*宽*0.12*8+1800+300)/数量

六层板2次单价=(长*宽*0.8*数量+300)/数量


就这样,多的话去找厂家谈!




PCB价格估算

PCB是把板的面积乘以以下的单价计算的,可供大家参考:

工艺:

一般单面喷锡:0.035/平方M

双面喷锡:厚度1.2以上的是0.45/平方M

1.2以下的是0.41/平方M

双面镀金:厚度1.6以上0.48/平方M

1.6以下0.45/平方M

PCB报价有样板和批量板报价

样板报价分有普通样板和快板

普通样板的交期看层数而定,单面一般一天就可以了,双面一般三天,多层就要几天到十天这些了。

报价是单面工程费150元+制板费0.04元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

双面板工程费250元+制板费0.05元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

四层板工程费600元+制板费0.01元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

看板的难度而定,有些厂也会加上测试费.测试费一般是0.002元/点

快板的交期短一些.但会在普通板的基础上加多一项加急板.双面一天加急深圳一般收200-400元/款,四层三天加急是600-1000元/款.六层三天加急是800-1000元/款

批量分有小批量和大批量

小板量的单价比大批量的高很多.比如双面1.6MM的板大批量做是450元/平方米就可以了.小批量的话不做到500元/平方以上可能PCB加工厂家都不会很乐意接单做。
 
 
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PCB的价格是很多采购者一直很困惑的事情,很多人在线下单时也会疑问这些价格是怎么算出来的,下面我们就一起谈论一下PCB价格的组成因素。

一、PCB所用材料不同造成价格的多样性

普通双面板为例,板料一般有FR4(生益、建滔、国纪,三种价钱由上而下),板厚从0.2mm到3.0mm不等,铜厚从0.5oz到3oz不同,所有这些在板料一项上就造成了巨大的价格差异;在阻焊油墨方面,普通热固油和感光绿油也存在着一定的价格差。

二、表面处理工艺不同造成价格的多样性

常见的有:OSP(抗氧化)、有铅喷锡、无铅喷锡(环保)、镀金、沉金还有一些组合工艺等等,以上工艺价格越往后越贵。

三、PCB本身难度不同造成的价格多样性

两 种线路板上都有1000个孔,一块板孔径大于0.2mm与另一块板孔径小于0.2mm就会形成不同的钻孔成本;如两种线路板其他相同,但线宽线距不同,一 种均大于4mil,一种均小于4mil,也会造成不同的生产成本;其次还有一些不走普通板工艺流程的设计也是加收钱的,比如半孔、埋盲孔、盘中孔、按键板 印碳油。

四、铜箔厚度不同造成价格多样性

常见铜铂厚度有:18um(1/2OZ),35um(1OZ),70um(2OZ),105um(3OZ),140um(4OZ)等,以上铜箔厚度越往后越贵。

五、客户的品质验收标准

常用的是:IPC2、IPC3、企标、军标等等,标准越高,价格也会越高。 ¬

六、模具费与测试架

(1)模具费用,样板跟小批量的话一般板厂是采用的钻铣外形,就不会另外加收铣边费,在做大批量时就要求开模具冲板,这样就有一套模具费用,板厂一般报价在1000人民币往上。

(2)测试费:样板一般采用飞针测试,板厂一般收取测试费100-400元不等;批量就要开测试架来测,测试架一般板厂的报价在1000-1500元之间。 ¬

七、付款方式不同造成的价格差异

到账时间越短的付账方式,如现金付款,价格会比较低。 

八、订单量/交期

(1)数量越少,价钱相对就越贵,因为就算是做1PCS,板厂也得做工程资料,出菲林,哪个工序都少不了

(2)交期:交付给PCB工厂的数据要齐全(GERBER资料,板的层数,板材,板厚,表面处理做什么,油墨颜色,字符颜色以及一些特殊要求要写清楚)

总结:

通过以上论述不难看出,PCB加工价格的多样性是有其内在的必然因素的,本文仅可提供一个大致的价格范围,以供参考,具体价格当然还是和厂家直接联系。

对于PCB我们有一套估价公式(即板材利用率方式)具体如下:

以1平方米板材为基准其尺寸为1020mm*1020mm

假设需估价PCB长为L,宽为H. 那1平方米基材可生产此板

数量为(1020/L+5)*(1020/H+5)=Z(即为排版数量)

Unit price =X/Z

X即为以下价格:

材料:                                  

1L FR-1 每平方米价格(含加工费): 130RMB

2L FR-4每平方米价格(含加工费):430RMB

4L FR-4每平方米价格(含加工费): 720RMB

6L FR-4每平方米价格(含加工费): 1200RMB

8L FR-4每平方米价格(含加工费): 1800RMB

10L FR-4每平方米价格(含加工费): 3500RMB

12L FR-4每平方米价格(含加工费): 5500RMB


板层数:

2层板第一次单价=(长*宽*0.12*数量+长*宽*0.12*4+80)/数量

2层板第二次单价=(长*宽*0.12*数量+80)/数量

四层板1次单价=(长*宽*0.6*数量+长*宽*0.12*6+1500+300)/数量

四层板2次单价=(长*宽*0.6*数量+300)/数量

六层板1次单价=(长*宽*0.8*数量+长*宽*0.12*8+1800+300)/数量

六层板2次单价=(长*宽*0.8*数量+300)/数量


就这样,多的话去找厂家谈!




PCB价格估算

PCB是把板的面积乘以以下的单价计算的,可供大家参考:

工艺:

一般单面喷锡:0.035/平方M

双面喷锡:厚度1.2以上的是0.45/平方M

1.2以下的是0.41/平方M

双面镀金:厚度1.6以上0.48/平方M

1.6以下0.45/平方M

PCB报价有样板和批量板报价

样板报价分有普通样板和快板

普通样板的交期看层数而定,单面一般一天就可以了,双面一般三天,多层就要几天到十天这些了。

报价是单面工程费150元+制板费0.04元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

双面板工程费250元+制板费0.05元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

四层板工程费600元+制板费0.01元/平方厘米+菲林费+0.05元/平方厘米.

看板的难度而定,有些厂也会加上测试费.测试费一般是0.002元/点

快板的交期短一些.但会在普通板的基础上加多一项加急板.双面一天加急深圳一般收200-400元/款,四层三天加急是600-1000元/款.六层三天加急是800-1000元/款

批量分有小批量和大批量

小板量的单价比大批量的高很多.比如双面1.6MM的板大批量做是450元/平方米就可以了.小批量的话不做到500元/平方以上可能PCB加工厂家都不会很乐意接单做。
 
 
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PCB板寻找故障调试的常用三种方法

设备硬件类 功夫熊猫 2016-12-07 11:33 发表了文章 来自相关话题

对于一个新设计的电路板,调试起来往往会遇到一些困难,特别是当板比较大、元件比较多时,往往无从下手。但如果掌握好一套合理的调试方法,调试起来将会事半功倍。

    对于刚拿回来的新pcb板,我们首先要大概观察一下,板上是否存在问题,例如是否有明显的裂痕,有无短路、开路等现象。如果有必要的话,可以检查一下电源跟地线之间的电阻是否足够大。

    然后就是安装元件了。相互独立的模块,如果您没有把握保证它们工作正常时,最好不要全部都装上,而是一部分一部分的装上(对于比较小的电路,可以一次全部装上),这样容易确定故障范围,免得到时遇到问题时,无从下手。一般来说,可以把电源部分先装好,然后就上电检测电源输出电压是否正常。如果在上电时您没有太大的把握(即使有很大的把握,也建议您加上一个保险丝,以防万一),可考虑使用带限流功能的可调稳压电源。先预设好过流保护电流,然后将稳压电电源的电压值慢慢往上调,并监测输入电流、输入电压以及输出电压。如果往上调的过程中,没有出现过流保护等问题,且输出电压也达到了正常,则说明电源部分OK。反之,则要断开电源,寻找故障点,并重复上述步骤,直到电源正常为止。

    接下来逐渐安装其它模块,每安装好一个模块,就上电测试一下,上电时也是按照上面的步骤,以避免因为设计错误或/和安装错误而导致过流而烧坏元件。

    寻找故障的办法一般有下面几种:

    ①测量电压法。首先要确认的是各芯片电源引脚的电压是否正常,其次检查各种参考电压是否正常,另外还有各点的工作电压是否正常等。例如,一般的硅三极管导通时,BE结电压在0.7V左右,而CE结电压则在0.3V左右或者更小。如果一个三极管的BE结电压大于0.7V(特殊三极管除外,例如达林顿管等),可能就是BE结就开路。

    ②信号注入法。将信号源加至输入端,然后依次往后测量各点的波形,看是否正常,以找到故障点。有时我们也会用更简单的办法,例如用手握一个镊子,去碰触各级的输入端,看输出端是否有反应,这在音频、视频等放大电路中常使用(但要注意,热底板的电路或者电压高的电路,不能使用此法,否则可能会导致触电)。如果碰前一级没有反应,而碰后一级有反应,则说明问题出在前一级,应重点检查。

    ③当然,还有很多其它的寻找故障点的方法,例如看、听、闻、摸等。“看”就是看元件有无明显的机械损坏,例如破裂、烧黑、变形等;“听”就是听工作声音是否正常,例如一些不该响的东西在响,该响的地方不响或者声音不正常等;“闻”就是检查是否有异味,例如烧焦的味道、电容电解液的味道等,对于一个有经验的电子维修人员来说,对这些气味是很敏感的;“摸”就是用手去试探器件的温度是否正常,例如太热,或者太凉。一些功率器件,工作起来时会发热,如果摸上去是凉的,则基本上可以判断它没有工作起来。但如果不该热的地方热了或者该热的地方太热了,那也是不行的。一般的功率三极管、稳压芯片等,工作在70度以下是完全没问题的。70度大概是怎样的一个概念呢?如果你将手压上去,可以坚持三秒钟以上,就说明温度大概在70度以下(注意要先试探性的去摸,千万别把手烫伤了)。

    好了,关于调试的问题,我们今天就暂时讲这么多,如果想要了解更多的调试方法和经验,可以去找一些家用电器维修的书来看看,一个好的设计人员,首先应该是一个好的维修人员。 
 
 
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对于一个新设计的电路板,调试起来往往会遇到一些困难,特别是当板比较大、元件比较多时,往往无从下手。但如果掌握好一套合理的调试方法,调试起来将会事半功倍。

    对于刚拿回来的新pcb板,我们首先要大概观察一下,板上是否存在问题,例如是否有明显的裂痕,有无短路、开路等现象。如果有必要的话,可以检查一下电源跟地线之间的电阻是否足够大。

    然后就是安装元件了。相互独立的模块,如果您没有把握保证它们工作正常时,最好不要全部都装上,而是一部分一部分的装上(对于比较小的电路,可以一次全部装上),这样容易确定故障范围,免得到时遇到问题时,无从下手。一般来说,可以把电源部分先装好,然后就上电检测电源输出电压是否正常。如果在上电时您没有太大的把握(即使有很大的把握,也建议您加上一个保险丝,以防万一),可考虑使用带限流功能的可调稳压电源。先预设好过流保护电流,然后将稳压电电源的电压值慢慢往上调,并监测输入电流、输入电压以及输出电压。如果往上调的过程中,没有出现过流保护等问题,且输出电压也达到了正常,则说明电源部分OK。反之,则要断开电源,寻找故障点,并重复上述步骤,直到电源正常为止。

    接下来逐渐安装其它模块,每安装好一个模块,就上电测试一下,上电时也是按照上面的步骤,以避免因为设计错误或/和安装错误而导致过流而烧坏元件。

    寻找故障的办法一般有下面几种:

    ①测量电压法。首先要确认的是各芯片电源引脚的电压是否正常,其次检查各种参考电压是否正常,另外还有各点的工作电压是否正常等。例如,一般的硅三极管导通时,BE结电压在0.7V左右,而CE结电压则在0.3V左右或者更小。如果一个三极管的BE结电压大于0.7V(特殊三极管除外,例如达林顿管等),可能就是BE结就开路。

    ②信号注入法。将信号源加至输入端,然后依次往后测量各点的波形,看是否正常,以找到故障点。有时我们也会用更简单的办法,例如用手握一个镊子,去碰触各级的输入端,看输出端是否有反应,这在音频、视频等放大电路中常使用(但要注意,热底板的电路或者电压高的电路,不能使用此法,否则可能会导致触电)。如果碰前一级没有反应,而碰后一级有反应,则说明问题出在前一级,应重点检查。

    ③当然,还有很多其它的寻找故障点的方法,例如看、听、闻、摸等。“看”就是看元件有无明显的机械损坏,例如破裂、烧黑、变形等;“听”就是听工作声音是否正常,例如一些不该响的东西在响,该响的地方不响或者声音不正常等;“闻”就是检查是否有异味,例如烧焦的味道、电容电解液的味道等,对于一个有经验的电子维修人员来说,对这些气味是很敏感的;“摸”就是用手去试探器件的温度是否正常,例如太热,或者太凉。一些功率器件,工作起来时会发热,如果摸上去是凉的,则基本上可以判断它没有工作起来。但如果不该热的地方热了或者该热的地方太热了,那也是不行的。一般的功率三极管、稳压芯片等,工作在70度以下是完全没问题的。70度大概是怎样的一个概念呢?如果你将手压上去,可以坚持三秒钟以上,就说明温度大概在70度以下(注意要先试探性的去摸,千万别把手烫伤了)。

    好了,关于调试的问题,我们今天就暂时讲这么多,如果想要了解更多的调试方法和经验,可以去找一些家用电器维修的书来看看,一个好的设计人员,首先应该是一个好的维修人员。 
 
 
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SAR ADC PCB布局布线:参考路径

机械自动化类 善思惟 2016-11-03 11:09 发表了文章 来自相关话题

在设计高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择高精度模数转换器(ADC)以及模拟前端调节电路所需的其他元件。在几个星期的设计工作之后,执行模拟并优化电路原理图,为了赶工期,设计人员迅速地将电路板布局布线组合在一起。一个星期之后,对第一个原型电路板进行测试。出乎预料的是,电路板性能与预期的不一样。

这种情景在你身上发生过吗?

最优PCB布局布线对于使ADC达到预期的性能至关重要。当设计包含混合信号器件的电路时,应该始终从良好的接地安排入手,并且使用最佳元件放置位置和信号走线将设计分为模拟、数字和电源部分。

参考路径是ADC布局布线中最关键的,这是因为所有转换都是基准电压的函数。在传统逐次逼近寄存器 (SAR) ADC架构中,参考路径也是最敏感的,因为基准引脚上有到基准源的动态负载。

由于基准电压在每次转换期间被数次采样,高电流瞬变出现在这个终端上,其中ADC内部电容器阵列在这个位置位时被开启和充电。基准电压在每个转换时钟周期内必须保持稳定,并且稳定至所需的N位分辨率,否则的话会出现线性误差和丢码错误。

图1显示典型12位SAR ADC基准终端上的转换阶段期间的电流瞬变。





图1. 12位SAR ADC基准引脚上的电流瞬变

 由于这些动态电流,需要使用高质量旁路电容器(CREF)对基准引脚进行去耦合操作。此旁路电容器用作一个电荷存储器,在这些高频瞬变电流期间提供瞬时充电。应该将基准旁路电容器放置在尽量靠近基准引脚的位置上,并使用较短的低电感连接将它们连接在一起。

图2为有两个独立内部电压基准的14位双ADC ADS7851的电路板布局布线示例。




图2. 具有两个独立内部电压基准的双ADC布局布线示例

 在这个四层PCB电路板示例中,设计人员使用了位于元件正下方的坚固接地平面,并将电路板划分为模拟和数字部分,以使敏感输入和基准信号远离噪声源。他用10μF,X7R级,0805尺寸的陶瓷电容器 (CREF-x) 来旁路REFOUT-A和REFOUT-B基准输出,以实现最优性能,并且将他们连接至使用小型0.1 Ω串联电阻的元件上,以保持总体阻抗高频时较低且恒定。他还使用宽迹线来减少电感。

我强烈建议把CREF与ADC放在同一层上。还应该避免在基准引脚和旁路电容器之间放置导孔。ADS7851的每一个基准接地引脚都有单独的接地连接,而每个旁路电容器都有到接地路径的低电感连接。

如果你正在使用需要外部基准源的ADC,你应该尽量降低参考信号路径中的电感——从基准缓冲器输出到旁路电容器,到ADC基准输入。

图3为使用外部基准和缓冲器的18位SAR ADC ADS8881的布局布线示例。通过将电容器放置在引脚的0.1英寸范围以内,并且将其与宽度为20密耳的迹线和多个15密耳的接地导孔相连,设计人员将基准电容器和REF引脚之间的电感保持在小于2nH的水平上。我推荐使用额定电压至少为10V的单个,10uF,X7R级,0805尺寸的陶瓷电容器。

基准缓冲器电路到REF引脚的迹线长度保持为尽可能的短,以确保快速稳定响应。

REF引脚的正确去耦合对于实现最优性能十分关键。此外,在参考路径中保持低电感连接使得基准驱动电路在转换期间保持稳定,使你向获得所需的效果又迈进了一步。





图3. 具有外部基准和缓冲器的ADC布局布线示例




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在设计高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择高精度模数转换器(ADC)以及模拟前端调节电路所需的其他元件。在几个星期的设计工作之后,执行模拟并优化电路原理图,为了赶工期,设计人员迅速地将电路板布局布线组合在一起。一个星期之后,对第一个原型电路板进行测试。出乎预料的是,电路板性能与预期的不一样。

这种情景在你身上发生过吗?

最优PCB布局布线对于使ADC达到预期的性能至关重要。当设计包含混合信号器件的电路时,应该始终从良好的接地安排入手,并且使用最佳元件放置位置和信号走线将设计分为模拟、数字和电源部分。

参考路径是ADC布局布线中最关键的,这是因为所有转换都是基准电压的函数。在传统逐次逼近寄存器 (SAR) ADC架构中,参考路径也是最敏感的,因为基准引脚上有到基准源的动态负载。

由于基准电压在每次转换期间被数次采样,高电流瞬变出现在这个终端上,其中ADC内部电容器阵列在这个位置位时被开启和充电。基准电压在每个转换时钟周期内必须保持稳定,并且稳定至所需的N位分辨率,否则的话会出现线性误差和丢码错误。

图1显示典型12位SAR ADC基准终端上的转换阶段期间的电流瞬变。

QQ截图20161101090618.png

图1. 12位SAR ADC基准引脚上的电流瞬变

 由于这些动态电流,需要使用高质量旁路电容器(CREF)对基准引脚进行去耦合操作。此旁路电容器用作一个电荷存储器,在这些高频瞬变电流期间提供瞬时充电。应该将基准旁路电容器放置在尽量靠近基准引脚的位置上,并使用较短的低电感连接将它们连接在一起。

图2为有两个独立内部电压基准的14位双ADC ADS7851的电路板布局布线示例。
QQ截图20161101090628.png

图2. 具有两个独立内部电压基准的双ADC布局布线示例

 在这个四层PCB电路板示例中,设计人员使用了位于元件正下方的坚固接地平面,并将电路板划分为模拟和数字部分,以使敏感输入和基准信号远离噪声源。他用10μF,X7R级,0805尺寸的陶瓷电容器 (CREF-x) 来旁路REFOUT-A和REFOUT-B基准输出,以实现最优性能,并且将他们连接至使用小型0.1 Ω串联电阻的元件上,以保持总体阻抗高频时较低且恒定。他还使用宽迹线来减少电感。

我强烈建议把CREF与ADC放在同一层上。还应该避免在基准引脚和旁路电容器之间放置导孔。ADS7851的每一个基准接地引脚都有单独的接地连接,而每个旁路电容器都有到接地路径的低电感连接。

如果你正在使用需要外部基准源的ADC,你应该尽量降低参考信号路径中的电感——从基准缓冲器输出到旁路电容器,到ADC基准输入。

图3为使用外部基准和缓冲器的18位SAR ADC ADS8881的布局布线示例。通过将电容器放置在引脚的0.1英寸范围以内,并且将其与宽度为20密耳的迹线和多个15密耳的接地导孔相连,设计人员将基准电容器和REF引脚之间的电感保持在小于2nH的水平上。我推荐使用额定电压至少为10V的单个,10uF,X7R级,0805尺寸的陶瓷电容器。

基准缓冲器电路到REF引脚的迹线长度保持为尽可能的短,以确保快速稳定响应。

REF引脚的正确去耦合对于实现最优性能十分关键。此外,在参考路径中保持低电感连接使得基准驱动电路在转换期间保持稳定,使你向获得所需的效果又迈进了一步。

QQ截图20161101090640.png

图3. 具有外部基准和缓冲器的ADC布局布线示例




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ICT测试PCB板夹具装配

智能制造类 流浪的心 2016-10-07 05:07 发表了文章 来自相关话题

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小论高速高频设计中的电容

设备硬件类 妙莲华 2016-09-27 13:22 发表了文章 来自相关话题

      电容器在电子电路中有重要而广泛的用途。与传统的PCB设计相比,高速高密度PCB设计面临很多新挑战,对所使用的电容器提出很多新要求。此外,电容器技术和高速高密度PCB设计技术又都在不断发展。因而在调整高密度PCB设计中,电容器的选择是一个非常值得大家研究的问题。结合高速高密度PCB的基本特点,分析了电容器在高频应用时主要寄生参数及其影响,指出了需要纠正或放弃的一些传统认识或做法,总结了适用于高速度高密度PCB的电容器的基本特点,介绍了适用于高速高密度PCB的电容器的若干新进展。

 

       电容器是电子电路中的基本元件之一,有重要而广泛的用途。按应用分类,大多数电容器常分为四种类型:交流耦合,包括旁路(通交流隔直流);去耦(滤除交流信号或滤除叠加在直流信号上的高频信号或滤除电源、基准电源和信号电路中的低频成分);有源或无源RC滤波或选频网络;模拟积分器或采样保持电路(捕获和存储电荷)。

    电容器的各类很多,分类方法也较多,根据制造材料和工艺的不同,常用的有以下几类:NPO陶瓷电容器、聚苯乙烯陶瓷电容器、聚丙稀电容器、聚四氟乙稀电容器、MOS电容器、聚碳酸酯电容器、聚酯电容器、单片陶瓷电容器、云母电容器、铝电解电容器、钽电解电容器等。这些电容器各有其特点,以满足不同的应用需要。


      现在高速高密度已成为电子产品的重要发展趋势之一。与传统的PCB设计相比,高速高密度PCB设计面临不少新挑战,对所使用的电容器提出很多新要求,很多传统的电容器已不能用于高速高度PCB。本文结合高速高密度PCB的基本特点,分析了电容器在高频应用时主要寄生参数及其影响,指出了需要纠正或放弃的一些传统认识或做法,总结了适用于高速高密度PCB的电容器的基本特点,介绍了适用于高速高密度PCB的电容器的若干新进展。

 

  1、电容器高频应用时寄生参数影响

  大量的理论研究和实践都表明,高速电路必须按高频电路来设计。对高速高密度PCB中使用的电容器,基本要求是高频性能好和占用空间小。实际电容器都有寄生参数。对高速高密度PCB中使用的电容器,寄生参数的影响尤为重要,很多考虑都是从减小寄生参数的影响出发的。

  实际电容器的寄生参数较多,主要的寄生参数是等效串联电容RS和等效串联电感LS。在分析电路时,为简便计,通常采用图1所示的简化电容器等效模型。一般认为,RS是由电容器的引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻串联构成,LS是由电容器的引脚电感与电容器两个极板的等效电感串联构成。

     




   
          图1 实际电容模型

 

  由图1可知,电容器的等效阻抗为

   












图2 电容器的阻抗特性

 

阻抗特性曲线如图2所示。自谐振频率为









         在fR点,︱Z︱最小,且等于RS。由此认为,应用先RS和LS都尽可能小的电容器,以使电容器有尽可能小的阻抗和尽可能高的自谐振频率。

  

         以上是分析电容器在高频应用时寄生参数及其影响的常见做法,很多资料上给出的自谐振频率值也是基本这样的前提。

       然而,实际项目证明:电容器在高频应用时,自谐振频率不仅与其自身的寄生电感有关,而且还与PCB上过孔的寄生电感、电容器与其它元件(如芯片)的连接导线(包括印制导线)的寄生电感等都有关系。如果不注意到这一点,查资料或自己估算的自谐振频率可能与实际情况相去甚远。另外,在高频应用时,集肤效应和分布参数使连接导线的电阻明显变大,这部分电阻实际上相当于电容器等效串联电阻的一部分,应一并加以考虑。

  此外,在实际中,为了达到预期效果,常根据不同电容的性能特点,将不同的电容器并联使用(如将电解电容器与瓷片电容器并联作退耦用)。选择不同的电容器(参数不同)或选择不同的搭配方式,可得到不同的阻抗特性(阻抗特性是分析电容器应用效果的重要依据之一)。有工程师对相关问题进行了全面、深入地研究、并给出了以下结论:

         ①当RS变小时,阻抗特性曲线的槽变深、峰变高;

         ②最小阻抗值不一定等于RS(或RS/n,当n个相同的电容器并联时),可以小于RS;

         ③最小阻抗值不一定出现在fR点;

         ④对于给定的电容器个数,精心选择各个自谐振频率,且使电容值的种数更多、RS适中,并在一定范围内取值,要比使电容值的种数较少、RS很小,效果更好。   

       可见,在高速高密度PCB设计中,选择和应用电容器时,需要纠正或放弃一些传统的认识与做法。电容器的实际应用效果,不仅取决于其自身的性能,而且与应用设计和PCB上的具体情况密切相关,只有将这些因素综合加以考虑,所得出的结论才能准确地反映电容器在电路中的作用。

       对电容器较复杂的应用设计,作理论分析可能较困难。

 

2、适用于高速高密度PCB的电容器的基本特点

       在高速高密度PCB设计中,虽然不同的具体应用对电容器的具体要求不尽相同,但大多要求电容器具有以下基本特点。




  2.1 片式化

   片式电容器的寄生电感几乎为零,总的电感可以减小到元件本身的电感,通常只是传统电容器寄生电感的1/3~1/5,自谐振频率可达到同样容量的带引线电容器的2倍(也有资料说可达10倍)。所以,高速高密度PCB中使用的电容器,几科都选择片式电容器。




  2.2 微型化

       片式电容器的封装尺寸同12060、0805向0603、0402、0201等发展、主流已由0603过渡到0402甚至0201。MurataManufacturing公司已经生产出01005的微型电容器。微型化不仅满足了高密度的需要,而且可以减小寄生参数和分布参数的影响。




  2.3 高频高速化

       许多现代化电子产品的速度越来越高,计算机的时钟频率提高到GHz,数字无线传输的频率达到上百GHz以上。因而信号及其高次谐波引起的噪声也相应地出现在更高的频率范围,相应地对电容器的高频性能提出越来越高的要求。




   2.4埋容化

         随着埋容专利的失效接近,会有越来越多的埋容使用到高频小型化的产品上。












    总之,高速高频电子技术的不短发展,对所使用的电容器性能要求越来越高,随着电容器件技术的不断进步,新型电容器也会不断出现。
 
 
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      电容器在电子电路中有重要而广泛的用途。与传统的PCB设计相比,高速高密度PCB设计面临很多新挑战,对所使用的电容器提出很多新要求。此外,电容器技术和高速高密度PCB设计技术又都在不断发展。因而在调整高密度PCB设计中,电容器的选择是一个非常值得大家研究的问题。结合高速高密度PCB的基本特点,分析了电容器在高频应用时主要寄生参数及其影响,指出了需要纠正或放弃的一些传统认识或做法,总结了适用于高速度高密度PCB的电容器的基本特点,介绍了适用于高速高密度PCB的电容器的若干新进展。

 

       电容器是电子电路中的基本元件之一,有重要而广泛的用途。按应用分类,大多数电容器常分为四种类型:交流耦合,包括旁路(通交流隔直流);去耦(滤除交流信号或滤除叠加在直流信号上的高频信号或滤除电源、基准电源和信号电路中的低频成分);有源或无源RC滤波或选频网络;模拟积分器或采样保持电路(捕获和存储电荷)。

    电容器的各类很多,分类方法也较多,根据制造材料和工艺的不同,常用的有以下几类:NPO陶瓷电容器、聚苯乙烯陶瓷电容器、聚丙稀电容器、聚四氟乙稀电容器、MOS电容器、聚碳酸酯电容器、聚酯电容器、单片陶瓷电容器、云母电容器、铝电解电容器、钽电解电容器等。这些电容器各有其特点,以满足不同的应用需要。


      现在高速高密度已成为电子产品的重要发展趋势之一。与传统的PCB设计相比,高速高密度PCB设计面临不少新挑战,对所使用的电容器提出很多新要求,很多传统的电容器已不能用于高速高度PCB。本文结合高速高密度PCB的基本特点,分析了电容器在高频应用时主要寄生参数及其影响,指出了需要纠正或放弃的一些传统认识或做法,总结了适用于高速高密度PCB的电容器的基本特点,介绍了适用于高速高密度PCB的电容器的若干新进展。

 

  1、电容器高频应用时寄生参数影响

  大量的理论研究和实践都表明,高速电路必须按高频电路来设计。对高速高密度PCB中使用的电容器,基本要求是高频性能好和占用空间小。实际电容器都有寄生参数。对高速高密度PCB中使用的电容器,寄生参数的影响尤为重要,很多考虑都是从减小寄生参数的影响出发的。

  实际电容器的寄生参数较多,主要的寄生参数是等效串联电容RS和等效串联电感LS。在分析电路时,为简便计,通常采用图1所示的简化电容器等效模型。一般认为,RS是由电容器的引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻串联构成,LS是由电容器的引脚电感与电容器两个极板的等效电感串联构成。

     
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          图1 实际电容模型

 

  由图1可知,电容器的等效阻抗为

   
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图2 电容器的阻抗特性

 

阻抗特性曲线如图2所示。自谐振频率为

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         在fR点,︱Z︱最小,且等于RS。由此认为,应用先RS和LS都尽可能小的电容器,以使电容器有尽可能小的阻抗和尽可能高的自谐振频率。

  

         以上是分析电容器在高频应用时寄生参数及其影响的常见做法,很多资料上给出的自谐振频率值也是基本这样的前提。

       然而,实际项目证明:电容器在高频应用时,自谐振频率不仅与其自身的寄生电感有关,而且还与PCB上过孔的寄生电感、电容器与其它元件(如芯片)的连接导线(包括印制导线)的寄生电感等都有关系。如果不注意到这一点,查资料或自己估算的自谐振频率可能与实际情况相去甚远。另外,在高频应用时,集肤效应和分布参数使连接导线的电阻明显变大,这部分电阻实际上相当于电容器等效串联电阻的一部分,应一并加以考虑。

  此外,在实际中,为了达到预期效果,常根据不同电容的性能特点,将不同的电容器并联使用(如将电解电容器与瓷片电容器并联作退耦用)。选择不同的电容器(参数不同)或选择不同的搭配方式,可得到不同的阻抗特性(阻抗特性是分析电容器应用效果的重要依据之一)。有工程师对相关问题进行了全面、深入地研究、并给出了以下结论:

         ①当RS变小时,阻抗特性曲线的槽变深、峰变高;

         ②最小阻抗值不一定等于RS(或RS/n,当n个相同的电容器并联时),可以小于RS;

         ③最小阻抗值不一定出现在fR点;

         ④对于给定的电容器个数,精心选择各个自谐振频率,且使电容值的种数更多、RS适中,并在一定范围内取值,要比使电容值的种数较少、RS很小,效果更好。   

       可见,在高速高密度PCB设计中,选择和应用电容器时,需要纠正或放弃一些传统的认识与做法。电容器的实际应用效果,不仅取决于其自身的性能,而且与应用设计和PCB上的具体情况密切相关,只有将这些因素综合加以考虑,所得出的结论才能准确地反映电容器在电路中的作用。

       对电容器较复杂的应用设计,作理论分析可能较困难。

 

2、适用于高速高密度PCB的电容器的基本特点

       在高速高密度PCB设计中,虽然不同的具体应用对电容器的具体要求不尽相同,但大多要求电容器具有以下基本特点。




  2.1 片式化

   片式电容器的寄生电感几乎为零,总的电感可以减小到元件本身的电感,通常只是传统电容器寄生电感的1/3~1/5,自谐振频率可达到同样容量的带引线电容器的2倍(也有资料说可达10倍)。所以,高速高密度PCB中使用的电容器,几科都选择片式电容器。




  2.2 微型化

       片式电容器的封装尺寸同12060、0805向0603、0402、0201等发展、主流已由0603过渡到0402甚至0201。MurataManufacturing公司已经生产出01005的微型电容器。微型化不仅满足了高密度的需要,而且可以减小寄生参数和分布参数的影响。




  2.3 高频高速化

       许多现代化电子产品的速度越来越高,计算机的时钟频率提高到GHz,数字无线传输的频率达到上百GHz以上。因而信号及其高次谐波引起的噪声也相应地出现在更高的频率范围,相应地对电容器的高频性能提出越来越高的要求。




   2.4埋容化

         随着埋容专利的失效接近,会有越来越多的埋容使用到高频小型化的产品上。


QQ截图20160927111737.png







    总之,高速高频电子技术的不短发展,对所使用的电容器性能要求越来越高,随着电容器件技术的不断进步,新型电容器也会不断出现。
 
 
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【知识分享】详解PCB设计中各层的意义

电气控制类 我是谁 2016-09-10 21:55 发表了文章 来自相关话题

      1、信号层(Signal Layers)

      Altium Designer最多可提供32个信号层,包括顶层(Top Layer)、底层(Bottom Layer)和中间层(Mid-Layer)。各层之间可通过通孔(Via)、盲孔(Blind Via)和埋孔(Buried Via)实现互相连接。






      (1)、顶层信号层(Top Layer)

      也称元件层,主要用来放置元器件,对于双层板和多层板可以用来布置导线或覆铜。

      (2)、底层信号层(Bottom Layer)

      也称焊接层,主要用于布线及焊接,对于双层板和多层板可以用来放置元器件。

      (3)中间信号层(Mid-Layers)

      最多可有30层,在多层板中用于布置信号线,这里不包括电源线和地线。

     2、内部电源层(Internal Planes)

      通常简称为内电层,仅在多层板中出现,PCB板层数一般是指信号层和内电层相加的总和数。与信号层相同,内电层与内电层之间、内电层与信号层之间可通过通孔、盲孔和埋孔实现互相连接。






      3、丝印层(Silkscreen Layers)

      一块PCB板最多可以有2个丝印层,分别是顶层丝印层(Top Overlay)和底层丝印层(Bottom Overlay),一般为白色,主要用于放置印制信息,如元器件的轮廓和标注,各种注释字符等,方便PCB的元器件焊接和电路检查。

      (1)顶层丝印层(Top Overlay)

      用于标注元器件的投影轮廓、元器件的标号、标称值或型号以及各种注释字符。

      (2)底层丝印层(Bottom Overlay)

      与顶层丝印层相同,若所有标注在顶层丝印层都已经包含,底层丝印层可关闭。

      4、机械层(Mechanical Layers)

      机械层,一般用于放置有关制板和装配方法的指示性信息,如PCB的外形尺寸、尺寸标记、数据资料、过孔信息、装配说明等信息。这些信息因设计公司或PCB制造厂家的要求而有所不同,下面举例说明我们的常用方法。

      Mechanical 1:一般用来绘制PCB的边框,作为其机械外形,故也称为外形层;

      Mechanical 2:我们用来放置PCB加工工艺要求表格,包括尺寸、板材、板层等信息;

      Mechanical 13 & Mechanical 15:ETM库中大多数元器件的本体尺寸信息,包括元器件的三维模型;为了页面的简洁,该层默认未显示;

      Mechanical 16:ETM库中大多数元器件的占位面积信息,在项目早期可用来估算PCB尺寸;为了页面的简洁,该层默认未显示,而且颜色为黑色。

      5、遮蔽层(Mask Layers)

      Altium Designer提供了阻焊层(Solder Mask)和锡膏层(Paste Mask)两种类型的遮蔽层(Mask Layers),在其中分别有顶层和底层两层,这里就不详细介绍了。
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      1、信号层(Signal Layers)

      Altium Designer最多可提供32个信号层,包括顶层(Top Layer)、底层(Bottom Layer)和中间层(Mid-Layer)。各层之间可通过通孔(Via)、盲孔(Blind Via)和埋孔(Buried Via)实现互相连接。

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      (1)、顶层信号层(Top Layer)

      也称元件层,主要用来放置元器件,对于双层板和多层板可以用来布置导线或覆铜。

      (2)、底层信号层(Bottom Layer)

      也称焊接层,主要用于布线及焊接,对于双层板和多层板可以用来放置元器件。

      (3)中间信号层(Mid-Layers)

      最多可有30层,在多层板中用于布置信号线,这里不包括电源线和地线。

     2、内部电源层(Internal Planes)

      通常简称为内电层,仅在多层板中出现,PCB板层数一般是指信号层和内电层相加的总和数。与信号层相同,内电层与内电层之间、内电层与信号层之间可通过通孔、盲孔和埋孔实现互相连接。

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      3、丝印层(Silkscreen Layers)

      一块PCB板最多可以有2个丝印层,分别是顶层丝印层(Top Overlay)和底层丝印层(Bottom Overlay),一般为白色,主要用于放置印制信息,如元器件的轮廓和标注,各种注释字符等,方便PCB的元器件焊接和电路检查。

      (1)顶层丝印层(Top Overlay)

      用于标注元器件的投影轮廓、元器件的标号、标称值或型号以及各种注释字符。

      (2)底层丝印层(Bottom Overlay)

      与顶层丝印层相同,若所有标注在顶层丝印层都已经包含,底层丝印层可关闭。

      4、机械层(Mechanical Layers)

      机械层,一般用于放置有关制板和装配方法的指示性信息,如PCB的外形尺寸、尺寸标记、数据资料、过孔信息、装配说明等信息。这些信息因设计公司或PCB制造厂家的要求而有所不同,下面举例说明我们的常用方法。

      Mechanical 1:一般用来绘制PCB的边框,作为其机械外形,故也称为外形层;

      Mechanical 2:我们用来放置PCB加工工艺要求表格,包括尺寸、板材、板层等信息;

      Mechanical 13 & Mechanical 15:ETM库中大多数元器件的本体尺寸信息,包括元器件的三维模型;为了页面的简洁,该层默认未显示;

      Mechanical 16:ETM库中大多数元器件的占位面积信息,在项目早期可用来估算PCB尺寸;为了页面的简洁,该层默认未显示,而且颜色为黑色。

      5、遮蔽层(Mask Layers)

      Altium Designer提供了阻焊层(Solder Mask)和锡膏层(Paste Mask)两种类型的遮蔽层(Mask Layers),在其中分别有顶层和底层两层,这里就不详细介绍了。
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一块好的PCB板是怎样炼成的?

设备硬件类 熊出没 2016-08-16 07:39 发表了文章 来自相关话题

大家都知道做PCB板就是把设计好的原理图变成一块实实在在的PCB电路板,请别小看这一过程,有很多原理上行得通的东西在工程中却难以实现,或是别人能实现的东西另一些人却实现不了,因此说做一块PCB板不难,但要做好一块PCB板却不是一件容易的事情。

微电子领域的两大难点在于高频信号和微弱信号的处理,在这方面PCB制作水平就显得尤其重要,同样的原理设计,同样的元器件,不同的人制作出来的PCB就具有不同的结果,那么如何才能做出一块好的PCB板呢?根据我们以往的经验,想就以下几方面谈谈自己的看法:

一、要明确设计目标

接受到一个设计任务,首先要明确其设计目标,是普通的PCB板、高频PCB板、小信号处理PCB板还是既有高频率又有小信号处理的PCB板,如果是普通的PCB板,只要做到布局布线合理整齐,机械尺寸准确无误即可,如有中负载线和长线,就要采用一定的手段进行处理,减轻负载,长线要加强驱动,重点是防止长线反射。 当板上有超过40MHz的信号线时,就要对这些信号线进行特殊的考虑,比如线间串扰等问题。如果频率更高一些,对布线的长度就有更严格的限制,根据分布参数的网络理论,高速电路与其连线间的相互作用是决定性因素,在系统设计时不能忽略。随着门传输速度的提高,在信号线上的反对将会相应增加,相邻信号线间的串扰将成正比地增加,通常高速电路的功耗和热耗散也都很大,在做高速PCB时应引起足够的重视。

当板上有毫伏级甚至微伏级的微弱信号时,对这些信号线就需要特别的关照,小信号由于太微弱,非常容易受到其它强信号的干扰,屏蔽措施常常是必要的,否则将大大降低信噪比。以致于有用信号被噪声淹没,不能有效地提取出来。

对板子的调测也要在设计阶段加以考虑,测试点的物理位置,测试点的隔离等因素不可忽略,因为有些小信号和高频信号是不能直接把探头加上去进行测量的。

此外还要考虑其他一些相关因素,如板子层数,采用元器件的封装外形,板子的机械强度等。在做PCB板子前,要做出对该设计的设计目标心中有数。

二、了解所用元器件的功能对布局布线的要求

我们知道,有些特殊元器件在布局布线时有特殊的要求,比如LOTI和APH所用的模拟信号放大器,模拟信号放大器对电源要求要平稳、纹波小。模拟小信号部分要尽量远离功率器件。在OTI板上,小信号放大部分还专门加有屏蔽罩,把杂散的电磁干扰给屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工艺,功耗大发热厉害,对散热问题必须在布局时就必须进行特殊考虑,若采用自然散热,就要把GLINK芯片放在空气流通比较顺畅的地方,而且散出来的热量还不能对其它芯片构成大的影响。如果板子上装有喇叭或其他大功率的器件,有可能对电源造成严重的污染这一点也应引起足够的重视。

三、元器件布局的考虑

元器件的布局首先要考虑的一个因素就是电性能,把连线关系密切的元器件尽量放在一起,尤其对一些高速线,布局时就要使它尽可能地短,功率信号和小信号器件要分开。在满足电路性能的前提下,还要考虑元器件摆放整齐、美观,便于测试,板子的机械尺寸,插座的位置等也需认真考虑。

高速系统中的接地和互连线上的传输延迟时间也是在系统设计时首先要考虑的因素。信号线上的传输时间对总的系统速度影响很大,特别是对高速的ECL电路,虽然集成电路块本身速度很高,但由于在底板上用普通的互连线(每30cm线长约有2ns的延迟量)带来延迟时间的增加,可使系统速度大为降低.象移位寄存器,同步计数器这种同步工作部件最好放在同一块插件板上,因为到不同插件板上的时钟信号的传输延迟时间不相等,可能使移位寄存器产主错误,若不能放在一块板上,则在同步是关键的地方,从公共时钟源连到各插件板的时钟线的长度必须相等。

四、对布线的考虑

随着OTNI和星形光纤网的设计完成,以后会有更多的100MHz以上的具有高速信号线的板子需要设计,这里将介绍高速线的一些基本概念。

传输线:

印制电路板上的任何一条“长”的信号通路都可以视为一种传输线。如果该线的传输延迟时间比信号上升时间短得多,那么信号上升期间所产主的反射都将被淹没。不再呈现过冲、反冲和振铃,对现时大多数的MOS电路来说,由于上升时间对线传输延迟时间之比大得多,所以走线可长以米计而无信号失真。而对于速度较快的逻辑电路,特别是超高速ECL。

集成电路来说,由于边沿速度的增快,若无其它措施,走线的长度必须大大缩短,以保持信号的完整性。

有两种方法能使高速电路在相对长的线上工作而无严重的波形失真,TTL对快速下降边沿采用肖特基二极管箝位方法,使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上,这就减少了后面的反冲幅度,较慢的上升边缘允许有过冲,但它被在电平“H”状态下电路的相对高的输出阻抗(50~80Ω)所衰减。此外,由于电平“H”状态的抗扰度较大,使反冲问题并不十分突出,对HCT系列的器件,若采用肖特基二极管箝位和串联电阻端接方法相结合,其改善的效果将会更加明显。  

当沿信号线有扇出时,在较高的位速率和较快的边沿速率下,上述介绍的TTL整形方法显得有些不足。因为线中存在着反射波,它们在高位速率下将趋于合成,从而引起信号严重失真和抗干扰能力降低。因此,为了解决反射问题,在ECL系统中通常使用另外一种方法:线阻抗匹配法。用这种方法能使反射受到控制,信号的完整性得到保证。

严格他说,对于有较慢边沿速度的常规TTL和CMOS器件来说,传输线并不是十分需要的.对有较快边沿速度的高速ECL器件,传输线也不总是需要的。但是当使用传输线时,它们具有能预测连线时延和通过阻抗匹配来控制反射和振荡的优点。

1、 决定是否采用传输线的基本因素有以下五个:

它们是: (1)系统信号的沿速率, (2)连线距离 (3)容性负载(扇出的多少), (4)电阻性负载(线的端接方式); (5)允许的反冲和过冲百分比(交流抗扰度的降低程度)。

2、传输线的几种类型

(1)同轴电缆和双绞线:它们经常用在系统与系统之间的连接。同轴电缆的特性阻抗通常有50Ω和75Ω,双绞线通常为110Ω。

(2)印制板上的微带线






微带线是一根带状导(信号线),与地平面之间用一种电介质隔离开。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的,则它的特性阻抗也是可以控制的。微带线的特性阻抗Z0为:

(3)印制板中的带状线

带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的,那么线的特性阻抗也是可控的,带状线的特性阻抗为:






3、端接传输线

在一条线的接收端用一个与线特性阻抗相等的电阻端接,则称该传输线为并联端接线。它主要是为了获得最好的电性能,包括驱动分布负载而采用的。

有时为了节省电源消耗,对端接的电阻上再串接一个104电容形成交流端接电路,它能有效地降低直流损耗。

在驱动器和传输线之间串接一个电阻,而线的终端不再接端接电阻,这种端接方法称之为串联端接。较长线上的过冲和振铃可用串联阻尼或串联端接技术来控制.串联阻尼是利用一个与驱动门输出端串联的小电阻(一般为10~75Ω)来实现的.这种阻尼方法适合与特性阻抗来受控制的线相联用(如底板布线,无地平面的电路板和大多数绕接线等。

串联端接时串联电阻的值与电路(驱动门)输出阻抗之和等于传输线的特性阻抗.串联联端接线存在着只能在终端使用集总负载和传输延迟时间较长的缺点.但是,这可以通过使用多余串联端接传输线的方法加以克服。

4、非端接传输线

如果线延迟时间比信号上升时间短得多,可以在不用串联端接或并联端接的情况下使用传输线,如果一根非端接线的双程延迟(信号在传输线上往返一次的时间)比脉冲信号的上升时间短,那么由于非端接所引起的反冲大约是逻辑摆幅的15%。最大开路线长度近似为:

Lmax<tr/2tpd

式中:tr为上升时间

tpd为单位线长的传输延迟时间

5、几种端接方式的比较

并联端接线和串联端接线都各有优点,究竟用哪一种,还是两种都用,这要看设计者的爱好和系统的要求而定。 

并联端接线的主要优点是系统速度快和信号在线上传输完整无失真。长线上的负载既不会影响驱动长线的驱动门的传输延迟时间,又不会影响它的信号边沿速度,但将使信号沿该长线的传输延迟时间增大。在驱动大扇出时,负载可经分支短线沿线分布,而不象串联端接中那样必须把负载集总在线的终端。

串联端接方法使电路有驱动几条平行负载线的能力,串联端接线由于容性负载所引起的延迟时间增量约比相应并联端接线的大一倍,而短线则因容性负载使边沿速度放慢和驱动门延迟时间增大,但是,串联端接线的串扰比并联端接线的要小,其主要原因是沿串联端接线传送的信号幅度仅仅是二分之一的逻辑摆幅,因而开关电流也只有并联端接的开关电流的一半,信号能量小串扰也就小。

做PCB时是选用双面板还是多层板,要看最高工作频率和电路系统的复杂程度以及对组装密度的要求来决定。在时钟频率超过200MHZ时最好选用多层板。如果工作频率超过350MHz,最好选用以聚四氟乙烯作为介质层的印制电路板,因为它的高频衰耗要小些,寄生电容要小些,传输速度要快些,还由于Z0较大而省功耗,对印制电路板的走线有如下原则要求:


(1)所有平行信号线之间要尽量留有较大的间隔,以减少串扰。如果有两条相距较近的信号线,最好在两线之间走一条接地线,这样可以起到屏蔽作用。

(2)设计信号传输线时要避免急拐弯,以防传输线特性阻抗的突变而产生反射,要尽量设计成具有一定尺寸的均匀的圆弧线。

(3)印制线的宽度可根据上述微带线和带状线的特性阻抗计算公式计算,印制电路板上的微带线的特性阻抗一般在50~120Ω之间。要想得到大的特性阻抗,线宽必须做得很窄。但很细的线条又不容易制作。综合各种因素考虑,一般选择68Ω左右的阻抗值比较合适,因为选择68Ω的特性阻抗,可以在延迟时间和功耗之间达到最佳平衡。一条50Ω的传输线将消耗更多的功率;较大的阻抗固然可以使消耗功率减少,但会使传输延迟时间憎大。由于负线电容会造成传输延迟时间的增大和特性阻抗的降低。但特性阻抗很低的线段单位长度的本征电容比较大,所以传输延迟时间及特性阻抗受负载电容的影响较小。具有适当端接的传输线的一个重要特征是,分枝短线对线延迟时间应没有什么影响。当Z0为50Ω时。分枝短线的长度必须限制在2.5cm以内.以免出现很大的振铃。

(4)对于双面板(或六层板中走四层线).电路板两面的线要互相垂直,以防止互相感应产主串扰。

(5)印制板上若装有大电流器件,如继电器、指示灯、喇叭等,它们的地线最好要分开单独走,以减少地线上的噪声,这些大电流器件的地线应连到插件板和背板上的一个独立的地总线上去,而且这些独立的地线还应该与整个系统的接地点相连接。

(6)如果板上有小信号放大器,则放大前的弱信号线要远离强信号线,而且走线要尽可能地短,如有可能还要用地线对其进行屏蔽。 
 
 
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大家都知道做PCB板就是把设计好的原理图变成一块实实在在的PCB电路板,请别小看这一过程,有很多原理上行得通的东西在工程中却难以实现,或是别人能实现的东西另一些人却实现不了,因此说做一块PCB板不难,但要做好一块PCB板却不是一件容易的事情。

微电子领域的两大难点在于高频信号和微弱信号的处理,在这方面PCB制作水平就显得尤其重要,同样的原理设计,同样的元器件,不同的人制作出来的PCB就具有不同的结果,那么如何才能做出一块好的PCB板呢?根据我们以往的经验,想就以下几方面谈谈自己的看法:

一、要明确设计目标

接受到一个设计任务,首先要明确其设计目标,是普通的PCB板、高频PCB板、小信号处理PCB板还是既有高频率又有小信号处理的PCB板,如果是普通的PCB板,只要做到布局布线合理整齐,机械尺寸准确无误即可,如有中负载线和长线,就要采用一定的手段进行处理,减轻负载,长线要加强驱动,重点是防止长线反射。 当板上有超过40MHz的信号线时,就要对这些信号线进行特殊的考虑,比如线间串扰等问题。如果频率更高一些,对布线的长度就有更严格的限制,根据分布参数的网络理论,高速电路与其连线间的相互作用是决定性因素,在系统设计时不能忽略。随着门传输速度的提高,在信号线上的反对将会相应增加,相邻信号线间的串扰将成正比地增加,通常高速电路的功耗和热耗散也都很大,在做高速PCB时应引起足够的重视。

当板上有毫伏级甚至微伏级的微弱信号时,对这些信号线就需要特别的关照,小信号由于太微弱,非常容易受到其它强信号的干扰,屏蔽措施常常是必要的,否则将大大降低信噪比。以致于有用信号被噪声淹没,不能有效地提取出来。

对板子的调测也要在设计阶段加以考虑,测试点的物理位置,测试点的隔离等因素不可忽略,因为有些小信号和高频信号是不能直接把探头加上去进行测量的。

此外还要考虑其他一些相关因素,如板子层数,采用元器件的封装外形,板子的机械强度等。在做PCB板子前,要做出对该设计的设计目标心中有数。

二、了解所用元器件的功能对布局布线的要求

我们知道,有些特殊元器件在布局布线时有特殊的要求,比如LOTI和APH所用的模拟信号放大器,模拟信号放大器对电源要求要平稳、纹波小。模拟小信号部分要尽量远离功率器件。在OTI板上,小信号放大部分还专门加有屏蔽罩,把杂散的电磁干扰给屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工艺,功耗大发热厉害,对散热问题必须在布局时就必须进行特殊考虑,若采用自然散热,就要把GLINK芯片放在空气流通比较顺畅的地方,而且散出来的热量还不能对其它芯片构成大的影响。如果板子上装有喇叭或其他大功率的器件,有可能对电源造成严重的污染这一点也应引起足够的重视。

三、元器件布局的考虑

元器件的布局首先要考虑的一个因素就是电性能,把连线关系密切的元器件尽量放在一起,尤其对一些高速线,布局时就要使它尽可能地短,功率信号和小信号器件要分开。在满足电路性能的前提下,还要考虑元器件摆放整齐、美观,便于测试,板子的机械尺寸,插座的位置等也需认真考虑。

高速系统中的接地和互连线上的传输延迟时间也是在系统设计时首先要考虑的因素。信号线上的传输时间对总的系统速度影响很大,特别是对高速的ECL电路,虽然集成电路块本身速度很高,但由于在底板上用普通的互连线(每30cm线长约有2ns的延迟量)带来延迟时间的增加,可使系统速度大为降低.象移位寄存器,同步计数器这种同步工作部件最好放在同一块插件板上,因为到不同插件板上的时钟信号的传输延迟时间不相等,可能使移位寄存器产主错误,若不能放在一块板上,则在同步是关键的地方,从公共时钟源连到各插件板的时钟线的长度必须相等。

四、对布线的考虑

随着OTNI和星形光纤网的设计完成,以后会有更多的100MHz以上的具有高速信号线的板子需要设计,这里将介绍高速线的一些基本概念。

传输线:

印制电路板上的任何一条“长”的信号通路都可以视为一种传输线。如果该线的传输延迟时间比信号上升时间短得多,那么信号上升期间所产主的反射都将被淹没。不再呈现过冲、反冲和振铃,对现时大多数的MOS电路来说,由于上升时间对线传输延迟时间之比大得多,所以走线可长以米计而无信号失真。而对于速度较快的逻辑电路,特别是超高速ECL。

集成电路来说,由于边沿速度的增快,若无其它措施,走线的长度必须大大缩短,以保持信号的完整性。

有两种方法能使高速电路在相对长的线上工作而无严重的波形失真,TTL对快速下降边沿采用肖特基二极管箝位方法,使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上,这就减少了后面的反冲幅度,较慢的上升边缘允许有过冲,但它被在电平“H”状态下电路的相对高的输出阻抗(50~80Ω)所衰减。此外,由于电平“H”状态的抗扰度较大,使反冲问题并不十分突出,对HCT系列的器件,若采用肖特基二极管箝位和串联电阻端接方法相结合,其改善的效果将会更加明显。  

当沿信号线有扇出时,在较高的位速率和较快的边沿速率下,上述介绍的TTL整形方法显得有些不足。因为线中存在着反射波,它们在高位速率下将趋于合成,从而引起信号严重失真和抗干扰能力降低。因此,为了解决反射问题,在ECL系统中通常使用另外一种方法:线阻抗匹配法。用这种方法能使反射受到控制,信号的完整性得到保证。

严格他说,对于有较慢边沿速度的常规TTL和CMOS器件来说,传输线并不是十分需要的.对有较快边沿速度的高速ECL器件,传输线也不总是需要的。但是当使用传输线时,它们具有能预测连线时延和通过阻抗匹配来控制反射和振荡的优点。

1、 决定是否采用传输线的基本因素有以下五个:

它们是: (1)系统信号的沿速率, (2)连线距离 (3)容性负载(扇出的多少), (4)电阻性负载(线的端接方式); (5)允许的反冲和过冲百分比(交流抗扰度的降低程度)。

2、传输线的几种类型

(1)同轴电缆和双绞线:它们经常用在系统与系统之间的连接。同轴电缆的特性阻抗通常有50Ω和75Ω,双绞线通常为110Ω。

(2)印制板上的微带线

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微带线是一根带状导(信号线),与地平面之间用一种电介质隔离开。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的,则它的特性阻抗也是可以控制的。微带线的特性阻抗Z0为:

(3)印制板中的带状线

带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的,那么线的特性阻抗也是可控的,带状线的特性阻抗为:

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3、端接传输线

在一条线的接收端用一个与线特性阻抗相等的电阻端接,则称该传输线为并联端接线。它主要是为了获得最好的电性能,包括驱动分布负载而采用的。

有时为了节省电源消耗,对端接的电阻上再串接一个104电容形成交流端接电路,它能有效地降低直流损耗。

在驱动器和传输线之间串接一个电阻,而线的终端不再接端接电阻,这种端接方法称之为串联端接。较长线上的过冲和振铃可用串联阻尼或串联端接技术来控制.串联阻尼是利用一个与驱动门输出端串联的小电阻(一般为10~75Ω)来实现的.这种阻尼方法适合与特性阻抗来受控制的线相联用(如底板布线,无地平面的电路板和大多数绕接线等。

串联端接时串联电阻的值与电路(驱动门)输出阻抗之和等于传输线的特性阻抗.串联联端接线存在着只能在终端使用集总负载和传输延迟时间较长的缺点.但是,这可以通过使用多余串联端接传输线的方法加以克服。

4、非端接传输线

如果线延迟时间比信号上升时间短得多,可以在不用串联端接或并联端接的情况下使用传输线,如果一根非端接线的双程延迟(信号在传输线上往返一次的时间)比脉冲信号的上升时间短,那么由于非端接所引起的反冲大约是逻辑摆幅的15%。最大开路线长度近似为:

Lmax<tr/2tpd

式中:tr为上升时间

tpd为单位线长的传输延迟时间

5、几种端接方式的比较

并联端接线和串联端接线都各有优点,究竟用哪一种,还是两种都用,这要看设计者的爱好和系统的要求而定。 

并联端接线的主要优点是系统速度快和信号在线上传输完整无失真。长线上的负载既不会影响驱动长线的驱动门的传输延迟时间,又不会影响它的信号边沿速度,但将使信号沿该长线的传输延迟时间增大。在驱动大扇出时,负载可经分支短线沿线分布,而不象串联端接中那样必须把负载集总在线的终端。

串联端接方法使电路有驱动几条平行负载线的能力,串联端接线由于容性负载所引起的延迟时间增量约比相应并联端接线的大一倍,而短线则因容性负载使边沿速度放慢和驱动门延迟时间增大,但是,串联端接线的串扰比并联端接线的要小,其主要原因是沿串联端接线传送的信号幅度仅仅是二分之一的逻辑摆幅,因而开关电流也只有并联端接的开关电流的一半,信号能量小串扰也就小。

做PCB时是选用双面板还是多层板,要看最高工作频率和电路系统的复杂程度以及对组装密度的要求来决定。在时钟频率超过200MHZ时最好选用多层板。如果工作频率超过350MHz,最好选用以聚四氟乙烯作为介质层的印制电路板,因为它的高频衰耗要小些,寄生电容要小些,传输速度要快些,还由于Z0较大而省功耗,对印制电路板的走线有如下原则要求:


(1)所有平行信号线之间要尽量留有较大的间隔,以减少串扰。如果有两条相距较近的信号线,最好在两线之间走一条接地线,这样可以起到屏蔽作用。

(2)设计信号传输线时要避免急拐弯,以防传输线特性阻抗的突变而产生反射,要尽量设计成具有一定尺寸的均匀的圆弧线。

(3)印制线的宽度可根据上述微带线和带状线的特性阻抗计算公式计算,印制电路板上的微带线的特性阻抗一般在50~120Ω之间。要想得到大的特性阻抗,线宽必须做得很窄。但很细的线条又不容易制作。综合各种因素考虑,一般选择68Ω左右的阻抗值比较合适,因为选择68Ω的特性阻抗,可以在延迟时间和功耗之间达到最佳平衡。一条50Ω的传输线将消耗更多的功率;较大的阻抗固然可以使消耗功率减少,但会使传输延迟时间憎大。由于负线电容会造成传输延迟时间的增大和特性阻抗的降低。但特性阻抗很低的线段单位长度的本征电容比较大,所以传输延迟时间及特性阻抗受负载电容的影响较小。具有适当端接的传输线的一个重要特征是,分枝短线对线延迟时间应没有什么影响。当Z0为50Ω时。分枝短线的长度必须限制在2.5cm以内.以免出现很大的振铃。

(4)对于双面板(或六层板中走四层线).电路板两面的线要互相垂直,以防止互相感应产主串扰。

(5)印制板上若装有大电流器件,如继电器、指示灯、喇叭等,它们的地线最好要分开单独走,以减少地线上的噪声,这些大电流器件的地线应连到插件板和背板上的一个独立的地总线上去,而且这些独立的地线还应该与整个系统的接地点相连接。

(6)如果板上有小信号放大器,则放大前的弱信号线要远离强信号线,而且走线要尽可能地短,如有可能还要用地线对其进行屏蔽。 
 
 
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如何优雅地进行PCB布线?

设备硬件类 黄金手表 2016-08-10 09:01 发表了文章 来自相关话题

作为一名电子工程师,电子产品的小型化和系统设计的复杂性使得PCB设计越来越复杂。如今高度集成化的使得电路板越来越小,封装器件的管脚越来越密,这些都给布线带来了巨大的压力。
 

布线作为PCB设计过程的重中之重,这将直接影响PCB板的性能好坏,设计过程也最繁琐,要求更高。虽然现在很多高级的EDA工具提供了自动布线功能,而且也相当智能化,但是自动布线并不能保证100%的布通率。因此,很多工程师对自动布线的结果并不满意,手工布线现在还是大部分工程师的选择,通过进行电器规则约束布线,以达到信号完整性的要求。 
在PCB的设计过程中,布线可以大致划分为三种境界:
“第一是布通,这也是PCB设计最基础的要求。线路不通,那么板子的基础作用都没有,那就是一块废板,更不用提别的了。
 
第二是性能,这是衡量一块印刷电路板好坏的标准。布线完成,就要考虑如何达到最佳性能,避免出现各种的干扰。
 
第三是美观,线路通畅,性能优异,但是画面很美你却不敢看的话就应该考虑如何把杂乱无章的线路进行美化。布线整齐划一,也可以为以后的测试和维修带来极大的方便,这也是高级工程师所应具备的基本素质。

布线远远没有想象中的那样简单,也不仅仅是简单的工作,但如果把布线当做一项艺术去完成时,会有不一样的收获。 

那么如何优雅的布线呢?布线的方式可以千差万别,为了在布线时避免输入端与输出端的边线相邻平行而产生反射干扰和两相邻布线层互相平行产生寄生耦合等干扰而影响线路的稳定性,甚至在干扰严重时造成电路板根本无法工作,布线时需要考虑诸多因素的影响,现在就给大家安利一下PCB布线的规则。

 3W规则 这里3W是线与线之间的距离保持3倍线宽。你说3H也可以。但是这里H指的是线宽度。不是介质厚度。为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,如果线中心距不少于3倍线宽时,则可保持70%的线间电场不互相干扰,称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W规则。
 





20H规则  "20H规则"的采用是指要确保电源平面的边缘要比0V平面边缘至少缩入相当于两个平面间层距的20倍。是指电源层相对地层内缩20H的距离,当然也是为抑制边缘辐射效应。在板的边缘会向外辐射电磁干扰。将电源层内缩,使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H(电源和地之间的介质厚度)为单位,若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩100H则可以将98%的电场限制在内。






五五规则印制板层数选择规则,即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns,则PCB板须采用多层板,这是一般的规则,有的时候出于成本等因素的考虑,采用双层板结构时,这种情况下,最好将印制板的一面做为一个完整的地平面层。

 电源、地线规则 

电源与底线的干扰直接影响着产品的性能好坏,所以电源、地线的布线应当力求把产生的噪声干扰减小到最低,以保证产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述: 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。

 信号线布在电(地)层规则 

在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。

 数字电路与模拟电路的共地规则现在PCB大多由数字电路和模拟电路组成,布线时应考虑相互之间的干扰问题,特别是地线上的噪声干扰。数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。

 大面积导体中连接腿的处理规则 

在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电(地)层腿的处理相同。

 网络系统规则 

网格接地系统是减少走线电感的有效方法,并提供射频电流返回路径。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场的数据量过大,这必然对设备的存贮空间有更高的要求,同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的,如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏,通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

 设计规则检查(DRC)规则 

布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面: 

1、线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。

2、电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。

3、对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。

4、模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线。

5、后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。

6、对一些不理想的线形进行修改。在PCB上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。

7、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。

 

PCB布线中需要注意的点有很多,以上规则仅仅是其中一部分,在实际的工作中遇到的问题会更多。而且自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等都需要提前预定。所以想要真正的掌握好PCB布线仍需要勤加练习,不断积累丰富的经验,掌握更多地规则技巧,才能优雅地进行PCB布线,设计出精而美的PCB板。
 
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作为一名电子工程师,电子产品的小型化和系统设计的复杂性使得PCB设计越来越复杂。如今高度集成化的使得电路板越来越小,封装器件的管脚越来越密,这些都给布线带来了巨大的压力。
 

布线作为PCB设计过程的重中之重,这将直接影响PCB板的性能好坏,设计过程也最繁琐,要求更高。虽然现在很多高级的EDA工具提供了自动布线功能,而且也相当智能化,但是自动布线并不能保证100%的布通率。因此,很多工程师对自动布线的结果并不满意,手工布线现在还是大部分工程师的选择,通过进行电器规则约束布线,以达到信号完整性的要求。 
在PCB的设计过程中,布线可以大致划分为三种境界:
“第一是布通,这也是PCB设计最基础的要求。线路不通,那么板子的基础作用都没有,那就是一块废板,更不用提别的了。
 
第二是性能,这是衡量一块印刷电路板好坏的标准。布线完成,就要考虑如何达到最佳性能,避免出现各种的干扰。
 
第三是美观,线路通畅,性能优异,但是画面很美你却不敢看的话就应该考虑如何把杂乱无章的线路进行美化。布线整齐划一,也可以为以后的测试和维修带来极大的方便,这也是高级工程师所应具备的基本素质。

布线远远没有想象中的那样简单,也不仅仅是简单的工作,但如果把布线当做一项艺术去完成时,会有不一样的收获。 

那么如何优雅的布线呢?布线的方式可以千差万别,为了在布线时避免输入端与输出端的边线相邻平行而产生反射干扰和两相邻布线层互相平行产生寄生耦合等干扰而影响线路的稳定性,甚至在干扰严重时造成电路板根本无法工作,布线时需要考虑诸多因素的影响,现在就给大家安利一下PCB布线的规则。

 3W规则 这里3W是线与线之间的距离保持3倍线宽。你说3H也可以。但是这里H指的是线宽度。不是介质厚度。为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,如果线中心距不少于3倍线宽时,则可保持70%的线间电场不互相干扰,称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W规则。
 
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20H规则  "20H规则"的采用是指要确保电源平面的边缘要比0V平面边缘至少缩入相当于两个平面间层距的20倍。是指电源层相对地层内缩20H的距离,当然也是为抑制边缘辐射效应。在板的边缘会向外辐射电磁干扰。将电源层内缩,使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H(电源和地之间的介质厚度)为单位,若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩100H则可以将98%的电场限制在内。

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五五规则印制板层数选择规则,即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns,则PCB板须采用多层板,这是一般的规则,有的时候出于成本等因素的考虑,采用双层板结构时,这种情况下,最好将印制板的一面做为一个完整的地平面层。

 电源、地线规则 

电源与底线的干扰直接影响着产品的性能好坏,所以电源、地线的布线应当力求把产生的噪声干扰减小到最低,以保证产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述: 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。

 信号线布在电(地)层规则 

在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。

 数字电路与模拟电路的共地规则现在PCB大多由数字电路和模拟电路组成,布线时应考虑相互之间的干扰问题,特别是地线上的噪声干扰。数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。

 大面积导体中连接腿的处理规则 

在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电(地)层腿的处理相同。

 网络系统规则 

网格接地系统是减少走线电感的有效方法,并提供射频电流返回路径。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场的数据量过大,这必然对设备的存贮空间有更高的要求,同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的,如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏,通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

 设计规则检查(DRC)规则 

布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面: 

1、线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。

2、电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。

3、对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。

4、模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线。

5、后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。

6、对一些不理想的线形进行修改。在PCB上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。

7、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。

 

PCB布线中需要注意的点有很多,以上规则仅仅是其中一部分,在实际的工作中遇到的问题会更多。而且自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等都需要提前预定。所以想要真正的掌握好PCB布线仍需要勤加练习,不断积累丰富的经验,掌握更多地规则技巧,才能优雅地进行PCB布线,设计出精而美的PCB板。
 
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高速PCB信号走线的九条规则

电气控制类 嗡班匝萨埵吽 2016-08-08 10:28 发表了文章 来自相关话题

规则一:高速信号走线屏蔽规则在高速的PCB设计中,时钟等关键的高速信号线,走线需要进行屏蔽处理,如果没有屏蔽或只屏蔽了部分,都会造成EMI的泄漏。建议屏蔽线,每1000mil,打孔接地。




规则二:高速信号的走线闭环规则由于PCB板的密度越来越高,很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中,很容易出现一种失误,即时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果,这样的闭环结果将产生环形天线,增加EMI的辐射强度。





规则三:高速信号的走线开环规则规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射,然而开环同样会造成EMI辐射。






时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候一旦产生了开环的结果,将产生线形天线,增加EMI的辐射强度。
规则四:高速信号的特性阻抗连续规则高速信号,在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续,否则会增加EMI的辐射。也就是说,同层的布线的宽度必须连续,不同层的走线阻抗必须连续。






规则五:高速PCB设计的布线方向规则相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则,否则会造成线间的串扰,增加EMI辐射。





简而言之,相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向,垂直的布线可以抑制线间的串扰。


规则六:高速PCB设计中的拓扑结构规则在高速PCB设计中,线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计,直接决定着产品的成功还是失败。





图示为菊花链式拓扑结构,一般用于几Mhz的情况下为益。高速PCB设计中建议使用后端的星形对称结构。

规则七:走线长度的谐振规则检查信号线的长度和信号的频率是否构成谐振,即当布线长度为信号波长1/4的时候的整数倍时,此布线将产生谐振,而谐振就会辐射电磁波,产生干扰。






规则八:回流路径规则所有的高速信号必须有良好的回流路径。尽可能地保证时钟等高速信号的回流路径最小。否则会极大的增加辐射,并且辐射的大小和信号路径和回流路径所包围的面积成正比。






规则九:器件的退耦电容摆放规则退耦电容的摆放的位置非常的重要。摆放不合理根本起不到退耦的效果。其原则是:靠近电源的管脚,并且电容的电源走线和地线所包围的面积最小。





 
 
 
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规则一:高速信号走线屏蔽规则在高速的PCB设计中,时钟等关键的高速信号线,走线需要进行屏蔽处理,如果没有屏蔽或只屏蔽了部分,都会造成EMI的泄漏。建议屏蔽线,每1000mil,打孔接地。
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规则二:高速信号的走线闭环规则由于PCB板的密度越来越高,很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中,很容易出现一种失误,即时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果,这样的闭环结果将产生环形天线,增加EMI的辐射强度。

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规则三:高速信号的走线开环规则规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射,然而开环同样会造成EMI辐射。

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时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候一旦产生了开环的结果,将产生线形天线,增加EMI的辐射强度。
规则四:高速信号的特性阻抗连续规则高速信号,在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续,否则会增加EMI的辐射。也就是说,同层的布线的宽度必须连续,不同层的走线阻抗必须连续。

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规则五:高速PCB设计的布线方向规则相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则,否则会造成线间的串扰,增加EMI辐射。

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简而言之,相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向,垂直的布线可以抑制线间的串扰。


规则六:高速PCB设计中的拓扑结构规则在高速PCB设计中,线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计,直接决定着产品的成功还是失败。

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图示为菊花链式拓扑结构,一般用于几Mhz的情况下为益。高速PCB设计中建议使用后端的星形对称结构。

规则七:走线长度的谐振规则检查信号线的长度和信号的频率是否构成谐振,即当布线长度为信号波长1/4的时候的整数倍时,此布线将产生谐振,而谐振就会辐射电磁波,产生干扰。

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规则八:回流路径规则所有的高速信号必须有良好的回流路径。尽可能地保证时钟等高速信号的回流路径最小。否则会极大的增加辐射,并且辐射的大小和信号路径和回流路径所包围的面积成正比。
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规则九:器件的退耦电容摆放规则退耦电容的摆放的位置非常的重要。摆放不合理根本起不到退耦的效果。其原则是:靠近电源的管脚,并且电容的电源走线和地线所包围的面积最小。

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