PCB設(shè)計(jì)與布局布線2017年_第1頁
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文檔簡介

PCB設(shè)計(jì)與布局布線2017年第一頁,共80頁。公司PCB板卡大致分類第二頁,共80頁。心腦電樣板第三頁,共80頁。血壓樣板第四頁,共80頁。電源樣板第五頁,共80頁。血氧樣板第六頁,共80頁。PCB設(shè)計(jì)基本概念PCB板設(shè)計(jì)的工作流程印制線路板上的元器件布局的基本原則以及布局過程中常見問題分析PCB布線的基本原則以及差分線的處理,蛇形線的走線方式結(jié)合本公司實(shí)例講解高速電路布局布線的注意事項(xiàng)及思路分析第七頁,共80頁。工程的建立第八頁,共80頁。一:原理圖封裝的繪制

元件原理圖封裝庫,其擴(kuò)展名為“.Schlib”。原理圖元件是實(shí)際元件的電氣圖形符號,包括原理圖元件的外形和元件引腳兩個部分。外形部分不具有任何電氣特性,對其大小沒有特定的要求,和實(shí)際元件的大小也沒有對應(yīng)關(guān)系。引腳部分的電氣特性則需要考慮實(shí)際元件引腳特性進(jìn)行定義,原理圖元件的引腳編號和實(shí)際元件對應(yīng)的引腳編號必須是一致的,但是在繪制原理圖元件時,其引腳排列順序可以與實(shí)際的元件引腳排列順序有所區(qū)別,原理圖封裝繪制的大致流程如下圖所示原理圖封裝的繪制第九頁,共80頁。開始打開元件原理圖庫編輯器創(chuàng)建一個新元件繪制元件外形放置引腳設(shè)置引腳屬性設(shè)置元件屬性追加元件的封裝模型↓↓↓↓↓↓↓原理圖封裝的繪制第十頁,共80頁。1.繪制元件的外形

元件外形不具有電氣特性,因此需要采用非電氣繪圖工具來繪制,或者也可單擊Place/Rectangle,放置一個矩形,可根據(jù)設(shè)計(jì)需要適當(dāng)調(diào)整矩形尺寸原理圖封裝的繪制第十一頁,共80頁。2.放置引腳元件引腳就是元件與導(dǎo)線或其他器件之間相連接的地方,是具有電氣屬性的地方。執(zhí)行菜單命令Place/Pin,或者利用繪圖工具欄里的PlacePin按鈕來實(shí)現(xiàn)引腳的放置,在實(shí)際的操作中也可以用快捷鍵P+P啟動,這時引腳出現(xiàn)在光標(biāo)上,將其放置到預(yù)想位置即可。

注意與光標(biāo)相連的一端是與其他元件或?qū)Ь€相連的電氣熱點(diǎn)端,元件引腳的電氣熱點(diǎn)端必須放置在元件輪廓的外側(cè)如下圖所示原理圖封裝的繪制第十二頁,共80頁。

原理圖封裝的繪制其中右側(cè)12腳引腳放置是正確的,左側(cè)34引腳放置是錯誤的第十三頁,共80頁。3.設(shè)置引腳屬性在元件引腳處于浮動狀態(tài)下按住TAB鍵,彈出【PinProperties】對話框,或者雙擊已放置好的引腳也可以設(shè)置引腳的相關(guān)屬性,如下圖所示

●【DisplayName】,此文本框中要求輸入引腳的名稱,這里注意引腳的名稱上有表示低電平有效的標(biāo)志,想輸入具有這樣特性的引腳名稱,需要在引腳名稱的每一個字母后面都加右斜杠“\”,如74HC245的19腳OE,則在文本框里面輸入“O\E\”●【Designator】,此文本框中輸入唯一確定的引腳編號,注意:此引腳編號務(wù)必與元件的PCB封裝中的引腳編號一致!原理圖封裝的繪制第十四頁,共80頁。

●【ElectricalType】,下拉列表用來選擇設(shè)置引腳電氣連接的電氣類型,例如【Input】為輸入端口,【Output】為輸出端口,【IO】為輸入/輸出端口等●【Description】文本框可以對每個引腳作簡單的描述●【Hide】復(fù)選框,隱藏引腳●【Length】設(shè)置引腳長度原理圖封裝的繪制第十五頁,共80頁。二:原理圖的繪制

電路原理圖設(shè)計(jì)是PCB設(shè)計(jì)的前提,一般來講,原理圖設(shè)計(jì)的大致流程如下所示原理圖的繪制第十六頁,共80頁?!瘛網(wǎng)iring】工具欄中各按鈕的功能如下放置導(dǎo)線放置總線放置總線入口放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽放置電源地放置電源放置元件放置圖紙符號放置圖紙入口放置端口放置忽略ERC檢查指示符原理圖的繪制第十七頁,共80頁。6.原理圖布線6.1繪制導(dǎo)線(PlaceWire)點(diǎn)擊此按鈕啟動繪制導(dǎo)線命令,將光標(biāo)移動到需要連接導(dǎo)線的元件引腳處,點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵確定導(dǎo)線的起點(diǎn),移動光標(biāo)到導(dǎo)線的下一個端點(diǎn)處單擊鼠標(biāo)左鍵完成一條導(dǎo)線的繪制在放置導(dǎo)線過程中,可以同時按【Shift】+【Space】切換導(dǎo)線的角度(2)元件的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)●利用快捷鍵【Space】使元件逆時針旋轉(zhuǎn)90°,利用快捷鍵【Shift+Space】使元件順時針旋轉(zhuǎn)90°●利用快捷鍵X、Y實(shí)現(xiàn)元件水平翻轉(zhuǎn)注意:在對元件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)操作時,輸入法一定要在英文狀態(tài)原理圖的繪制第十八頁,共80頁。

1:原理圖封裝引腳順序與PCB封裝引腳順序不符如圖所示

原理圖的繪制第十九頁,共80頁。2:兩個相同的地網(wǎng)絡(luò)GND,放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽時內(nèi)部內(nèi)容不同。看似相同的兩個地網(wǎng)絡(luò),但是雙擊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽后發(fā)現(xiàn)里面內(nèi)容一個為GND另一個卻為DGND3:電或地網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽沒放到引腳電氣節(jié)點(diǎn)上。如圖所示R1地連接錯誤R2地連接正確原理圖的繪制第二十頁,共80頁。4:兩條交叉的導(dǎo)線在電氣特性上是沒有連接到一起的左邊兩條導(dǎo)線看似是連接到一起的,但在實(shí)際電氣特性上兩條導(dǎo)線是分開的,這時需要用到放置節(jié)點(diǎn)功能,單擊鼠標(biāo)右鍵【Place】/【ManualJunction】,放置節(jié)點(diǎn)后的連接如中間圖所示原理圖的繪制第二十一頁,共80頁。三:PCB封裝的繪制3.1元件封裝的分類

按照元件的安裝方式,元件封裝可以分為通孔直插式封裝和表面粘貼式封裝兩大類。

●通孔直插式元件封裝見下圖,通孔直插式元件焊接時先要將元件引腳插入焊盤通孔中,然后再焊錫。由于焊點(diǎn)導(dǎo)孔貫穿整個電路板,所以其焊盤中心必須有通孔,焊盤至少占用兩層電路板,因此通孔直插式焊盤屬性對話框中,Layer(層)的屬性必須為“MultiLayer”

PCB封裝的繪制第二十二頁,共80頁。

●表面粘貼式元件封裝如下圖,此類封裝的焊盤沒有導(dǎo)通孔,焊盤與元件在同一層面,元件直接貼在焊盤上焊接。所以表面安裝式封裝的焊盤只限于PCB表面板層,即頂層或底層,因此表面粘貼式元件焊盤屬性對話框中,Layer(層)的屬性必須為單一板層,例如“TopLayer”或者“BottomLayer”

PCB封裝的繪制第二十三頁,共80頁。

PCB封裝的繪制3.2常用元件封裝介紹●DIP(DualIn-IinePackage)封裝,即雙列直插式封裝,其封裝形式如圖所示,這種封裝的外形呈長方形,引腳從封裝兩側(cè)引出,引腳數(shù)量少,一般不超過100個,絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路芯片(IC)均采用這種封裝形式,DIP封裝名稱為“DIP-*”,如“DIP-16”,后綴數(shù)字表示引腳數(shù)量。第二十四頁,共80頁。

PCB封裝的繪制●PLCC(PlasticLeadedChipCarrier)封裝,即塑料有引線芯片載體封裝,其元件外形和封裝如下圖所示,引腳從封裝的4個側(cè)面引出,引腳向芯片底部彎曲,呈J字形。J形引腳不易變形,但焊接后的外觀檢查較為困難第二十五頁,共80頁?!馭OP(SmallOutlinePackage)封裝,即小外形封裝,其元件外形和封裝如下圖所示,引腳從封裝兩側(cè)引出呈海鷗翼狀(L形),它是最普及的表面貼片封裝。

PCB封裝的繪制第二十六頁,共80頁?!馪QFP(PlasticQuadFlatPackage)封裝,即塑料方形扁平式封裝,元件外形和封裝如下圖所示,該封裝的元件4邊都有引腳,引腳向外張開。該封裝在大規(guī)?;虺笠?guī)模集成電路封裝經(jīng)常被采用,因?yàn)樗闹芏加幸_,所以引腳數(shù)目比較多,而且引腳距離也很短。

PCB封裝的繪制第二十七頁,共80頁。

PCB封裝的繪制●BGA(BallGridArray)封裝,即球狀柵格陣列封裝,元件外形和封裝如下圖所示,該封裝表面無引腳,其引腳成球狀矩陣式排列于元件底部,該封裝引腳數(shù)多,集成度高第二十八頁,共80頁。

PCB封裝的繪制3.3元件封裝的繪制

繪制PCB元件封裝的一般步驟可以大體概括為一下幾步打開或者新建一個PCB封裝庫放置元件引腳焊盤繪制元件封裝輪廓保存↓↓↓第二十九頁,共80頁。

PCB封裝的繪制

3.3.1打開或者新建一個PCB封裝庫

PCB元件封裝庫的文件擴(kuò)展名為:“.PcbLib”,是用于定義元件引腳分布信息的重要庫。執(zhí)行菜單命令【File】→【New】→【library】→【PCBlibrary】,此時將會自動啟動PCB元件封裝庫編輯器,【Project】工作面板會自動彈出,并且一個默認(rèn)名為“PcbLib1.PcbLib”的空白元件封裝庫文件將會出現(xiàn)在元件封裝庫編輯器的設(shè)計(jì)工作平面上。繪制元件封裝時必須做到準(zhǔn)確掌握元件的外形尺寸,焊盤尺寸,焊盤間距和元件與焊盤之間的間距等一系列問題

3.3.2:放置焊盤放置焊盤的按鈕為不要與過孔按鈕混淆第三十頁,共80頁。

PCB封裝的繪制雙擊焊盤會彈出焊盤屬性對話框,也可以在放置焊盤的同時按Tab打開屬性對話框,在對話框中進(jìn)行焊盤屬性的設(shè)置。例如焊盤的大小焊盤的形狀等。應(yīng)廠家生產(chǎn)工藝要求,在設(shè)計(jì)過孔式焊盤時注意最小孔徑不得小于0.65mm第三十一頁,共80頁。3.3.3封裝輪廓線的繪制焊盤放置完成后,可以繪制元件的外輪廓,因?yàn)橥廨喞€不具有電氣屬性,繪制外輪廓時應(yīng)選擇當(dāng)前工作層為【TopOverlay】層,再單擊繪圖工具繪制,線寬最小允許值5mil。繪制外輪廓時注意外輪廓大小要與實(shí)際元件的尺寸保持一致。3.3.4將繪制完成的封裝保存

PCB封裝的繪制第三十二頁,共80頁。

2:PCB設(shè)計(jì)中的基本概念

2.1:PCB的工作層面

PCB的工作層面主要包括信號層(SignalLayers),內(nèi)部電源/接地層(InternalPlanes),機(jī)械層(MechanicalLayers),防護(hù)層(MasksLayers),絲印層(SilkscreenLayers),其它層(OtherLayers)

●信號層信號層包括頂層、底層和中間信號層,也就是我們放置元件焊盤以及走線的層

PCB的繪制第三十三頁,共80頁?!駜?nèi)部電源/接地層內(nèi)部電源/接地層簡稱內(nèi)電層,主要用于放置電源/地線?!駲C(jī)械層機(jī)械層沒有電氣特性,在實(shí)際電路板中也沒有實(shí)際的對象與其對應(yīng),是PCB編輯器便于電路板廠家規(guī)劃尺寸制版而設(shè)置的,屬于邏輯層(即在實(shí)際電路板中不存在實(shí)際的物理層與其對應(yīng))●防護(hù)層防護(hù)層包括兩個阻焊層(SolderMaskLayer)和兩個助焊層(PasteMaskLayer)主要用于保護(hù)銅線以及防止元件被焊接到不正確的地方。阻焊層主要為一些不需要焊錫的銅箔部分(如導(dǎo)線,填充區(qū),覆銅區(qū)等)涂上一層阻焊漆(一般為綠色),用于阻止焊接時焊盤以外區(qū)域粘上不必要的焊錫。還可防止電路板在惡劣的環(huán)境中長期使用時的氧化腐蝕。助焊層用來提高焊盤的可焊性能。

PCB的繪制第三十四頁,共80頁?!衿渌麑影ㄒ粋€禁止布線層(KeepOutLayer),2個鉆孔層(DrillLayer)和1個多層。禁止布線層在實(shí)際電路板中也沒有實(shí)際的層面與之對應(yīng),屬于邏輯層,主要用于定義電路板邊框或電路板中的挖空區(qū)域。鉆孔位置層(DrillGuide)用于標(biāo)識PCB上鉆孔的位置,鉆孔繪圖層(DrillDrawing)用于設(shè)定鉆孔形狀。多層(MultiLayer)主要是為了設(shè)計(jì)人員編輯,繪圖的方便,一般用于顯示焊盤和過孔

2.2:銅膜導(dǎo)線銅膜導(dǎo)線是覆銅板經(jīng)過蝕刻后形成的銅膜布線,簡稱為導(dǎo)線。銅膜導(dǎo)線是電路板的實(shí)際走線,用于連接元件的各個焊盤,是PCB的重要組成部分。導(dǎo)線的主要屬性是導(dǎo)線寬度,它取決于承載電流的大小和銅箔的厚度,通常情況下我們1A電流走40mil寬的線

PCB的繪制第三十五頁,共80頁。1、“板”的概念

一般所謂的PCB電路板有單面板、雙面板、四層板、多層板等(本公司所用最多的板層數(shù)是2,4,6,8層)1.1單面板單面板是一種單面敷銅,因此只能利用它敷了銅的一面設(shè)計(jì)電路導(dǎo)線和組件的焊接。1.2雙面板雙面板是包括頂層和底層的雙面都敷有銅的電路板,雙面都可以布線焊接,中間為一層絕緣層,為常用的一種電路板。PCB設(shè)計(jì)基本概念第三十六頁,共80頁。1.3多層板概念如果在雙面板的頂層和底層之間加上其它層,即構(gòu)成了多層板,比如放置兩個電源板層構(gòu)成的四層板,這就是多層板。(一般的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)用雙面板和四層板即可滿足設(shè)計(jì)需要,只是在較高級電路設(shè)計(jì)中,或者有特殊需要,比如對抗高頻干擾要求很高情況下才使用六層及六層以上的多層板。多層板制作時是一層一層壓合的,所以層數(shù)越多,無論設(shè)計(jì)或制作過程都將更復(fù)雜,設(shè)計(jì)時間與成本都將大大提高)PCB設(shè)計(jì)基本概念第三十七頁,共80頁。

PCB設(shè)計(jì)基本概念在PCB電路板布上銅膜導(dǎo)線后,還要在頂層和底層上印刷一層SolderMask(阻焊層),它是一種特殊的化學(xué)物質(zhì),通常為綠色。該層不粘焊錫,防止在焊接時相鄰焊接點(diǎn)的多余焊錫短路。防焊層將銅膜導(dǎo)線覆蓋住,防銅膜過快在空氣中氧化,但是在焊點(diǎn)處留出位置,并不覆蓋焊點(diǎn)。第三十八頁,共80頁。2、過孔(Via)過孔就是用于連接不同板層之間的導(dǎo)線,過孔分為3種:通孔:從頂層直接通到底層的過孔;盲孔:只從頂層通到某一層里層,并沒有穿透所有層,或者從里層穿透出來的到底層的過孔;埋孔:只在內(nèi)部兩個里層之間相互連接,沒有穿透底層或頂層的過孔。過孔使用原則:(1)盡量少用過孔(2)需要的載流量越大,所需的過孔尺寸越大,如電源層和地層與其它層連接所用的過孔就要大一些。

PCB設(shè)計(jì)基本概念第三十九頁,共80頁。

3:焊盤焊盤分為通孔和表貼倆種:3.1通孔:通孔與過孔及機(jī)械孔的區(qū)別:PCB設(shè)計(jì)基本概念第四十頁,共80頁。PCB設(shè)計(jì)基本概念通孔焊盤大多用于直插器件注意:由于廠家制做焊盤時要噴上一層錫,進(jìn)而或多或少影響孔徑的大小,所以為了保證焊盤制作回來后能夠裝插合適,通孔焊盤的孔徑不宜太小,例如:JTAG下載孔要求孔徑最小是0.65mm。注意:機(jī)械孔的設(shè)置:第四十一頁,共80頁。

PCB設(shè)計(jì)基本概念正確錯誤第四十二頁,共80頁。

PCB板設(shè)計(jì)的工作流程一、設(shè)計(jì)PCB板設(shè)計(jì)流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個步驟。導(dǎo)入pcb輪廓新建一個pcb文檔,直接在DXP裝載.DXF格式的文件,選擇選擇文件類型,更改線的層,選擇MM為單位,然后點(diǎn)ok,修改和定義板型,完成。第四十三頁,共80頁。

規(guī)則設(shè)置Design-rules快捷鍵D→R

PCB板設(shè)計(jì)的工作流程第四十四頁,共80頁。

布線完成后運(yùn)行電氣規(guī)則檢查(T→D→R)

布線設(shè)計(jì)完成后,需認(rèn)真檢查布線設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則,同時也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求,一般檢查有如下幾個方面:(1)板子上的安全間距是否滿足生產(chǎn)工藝要求。(2)電源線和地線的寬度是否合適(3)對于關(guān)鍵的信號線是否采取了最佳措施,如長度最短,加保護(hù)線,輸入線及輸出線被明顯地分開。(4)字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上?(5)對一些不理想的線形進(jìn)行修改。

PCB板設(shè)計(jì)的工作流程第四十五頁,共80頁。大面積敷銅:印制線路板上的大面積敷銅常用于兩種作用,一種是散熱,一種用于屏蔽來減小干擾同時地形成的環(huán)路,越小越好,如圖:

PCB板設(shè)計(jì)的工作流程第四十六頁,共80頁。PCB板設(shè)計(jì)的工作流程同時在線路板上應(yīng)盡可能多地保留銅箔做地線,這樣得到的屏蔽效果,比一長條地線要好,傳輸線特性和屏蔽作用將得到改善,另外起到了減小分布電容的作用。印制導(dǎo)線的公共地線最好形成環(huán)路或網(wǎng)狀,多層印制線路板可采取其中若干層作屏蔽層,電源層、地線層均可視為屏蔽層,一般地線層和電源層設(shè)計(jì)在多層印制線路板的內(nèi)層,信號線設(shè)計(jì)在內(nèi)層和外層。第四十七頁,共80頁。

PCB板設(shè)計(jì)的工作流程

拼板根據(jù)本公司慣用鋼網(wǎng)的尺寸,決定了PCB拼板的大小,要求拼板長度小于300MM,拼板數(shù)量以2,5,10最佳,正式生產(chǎn)用到的鋼網(wǎng)文件正面,反面分開制作。如果需要波峰焊,因?yàn)橛兄凭叩囊螅壍缹捯笥?0MM,若無波峰焊需求,那么大于55MM工藝要求:1:貼片方面2:波峰焊方面:3:制具方面PCB快捷鍵Q:在英制與毫米之間轉(zhuǎn)換N:設(shè)置顯示和隱藏網(wǎng)絡(luò)L:板層的設(shè)置J+C:在電路板中查找元件Ctrl+F:在原理圖中查找元件Shift+S:分別顯示各層第四十八頁,共80頁。

PCB板設(shè)計(jì)的工作流程Ctrl+D:設(shè)置各層的顯示與隱藏狀態(tài)Ctrl+M:在電路板中測量距離+/-:在電路板中用于各層之間的轉(zhuǎn)換PageUp/PageDown:放大/縮小電路板圖Tab:啟動浮動圖件的屬性窗口X:將所選元件左右翻轉(zhuǎn)。Y:將所選元件上下翻轉(zhuǎn)。E+A:特殊粘貼(帶有網(wǎng)絡(luò)的粘貼)T+S:原理圖所選元件對應(yīng)在PCB元件S+C:在原理圖查找相同網(wǎng)絡(luò)T+D+R檢查規(guī)則第四十九頁,共80頁。

1:印制線路板上的元器件放置的通常順序放置與結(jié)構(gòu)有緊密配合的固定位置的元器件,如電源插座、指示燈、開關(guān)、按鍵,連接件之類,這些器件放置好后用軟件的LOCK功能將其鎖定,使之在以后的布局中不會被誤移動;放置線路上的特殊元件和大的元器件,如發(fā)熱元件、變壓器、IC等;擺放小器件。PCB布局第五十頁,共80頁。

2:布局的基本原則(布局完成后的檢查):(1)布局應(yīng)均勻、整齊、緊湊。相同結(jié)構(gòu)電路部分,盡可能采用“對稱式”標(biāo)準(zhǔn)布局;(2)可能的話所有的元器件均應(yīng)放置離板的邊緣3mm以內(nèi),距離板邊太近,外形加工時容易引起邊緣部分的缺損。(3)考慮信號流向,合理安排布局,使信號流向盡可能保持一致,輸入、輸出元件盡量遠(yuǎn)離。(4)有高頻連線的元件盡可能靠近,以減少高頻信號的分布參數(shù)和電磁干擾。

PCB布局第五十一頁,共80頁。

(5)表貼元件布局時應(yīng)注意焊盤方向盡量取一致,元器件的排列要便于調(diào)試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元器件周圍要有足夠的空間以利于焊接,同時減少焊連的可能。(6)IC去偶電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳,并使之與電源和地之間形成的回路最短。同時元件布局時,應(yīng)適當(dāng)考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起,以便于將來的電源分隔(方便內(nèi)電層的分割)(7)用于阻抗匹配目的阻容器件的布局,要根據(jù)其屬性合理布置。串聯(lián)匹配電阻的布局要靠近該信號的驅(qū)動端,匹配電阻、電容的布局一定要分清信號的源端與終端,對于多負(fù)載的終端匹配一定要在信號的最遠(yuǎn)端匹配。PCB布局第五十二頁,共80頁。

(8)認(rèn)真分析電路結(jié)構(gòu),對電路進(jìn)行分塊處理(如高頻放大電路,混頻電路等)盡可能將強(qiáng)電信號和弱電信號分開,將數(shù)字信號電路和模擬信號電路分開,完成同一功能的電路應(yīng)盡量安排在一定的范圍之內(nèi),從而減小信號環(huán)路面積。各部分電路的濾波網(wǎng)絡(luò)必須就近連接,這樣不僅可以減小輻射,并且可以減少被干擾的幾率同時提高電路的抗干擾能力。PCB布局第五十三頁,共80頁。

PCB布局3:布局過程中常見問題解析:我們在布局的過程中會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有一些網(wǎng)絡(luò)沒有連上(焊盤是無網(wǎng)絡(luò)的)如圖:不規(guī)范的連線方式主要有:1.超過元器件的端點(diǎn)連線2.連線的兩部分有重復(fù)3.網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號沒放在線上在原理圖連線時,應(yīng)盡量做到1.在元器件端點(diǎn)處連線2.元器件端點(diǎn)連線盡量一線連3.連線不應(yīng)有重復(fù)4.二元器件的端點(diǎn)要用線連接,不要通過直接將二者端點(diǎn)對接上的方法來實(shí)現(xiàn)。第五十四頁,共80頁。

布局過程中發(fā)現(xiàn)有的元器件網(wǎng)絡(luò)沒有導(dǎo)進(jìn)來,查原理圖時發(fā)現(xiàn)沒有問題,網(wǎng)絡(luò)連接正常,封裝加的也對,那原因很可能就是你繪制原理圖時,器件的設(shè)計(jì)不正確,如圖:PCB布局布局時發(fā)現(xiàn)焊盤是單一的網(wǎng)絡(luò),沒有與之相連接的器件多數(shù)是因?yàn)樵韴D上網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號寫錯:例如:

第五十五頁,共80頁。

PCB布局第五十六頁,共80頁。

PCB布線三:布線1:PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角(產(chǎn)生不必要的輻射,同時工藝性能也不好)。2:布線層設(shè)置:在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中,電源與地層應(yīng)盡量靠在一起,中間不安排布線。所有布線層都盡量靠近一平面層,優(yōu)選地平面為走線隔離層。同時為了減少層間信號的電磁干擾,相鄰布線層的信號線走向應(yīng)取垂直方向。(PCB圖進(jìn)行舉例說明)3:線寬和線間距的設(shè)置線寬和線間距的設(shè)置要考慮的因素A.單板的密度。板的密度越高,傾向于使用更細(xì)的線寬和更窄的間隙。B.信號的電流強(qiáng)度。當(dāng)信號的平均電流較大時,應(yīng)考慮布線寬度所能承載的的電流。第五十七頁,共80頁。

PCB布線4:差分布線方式是如何實(shí)現(xiàn)的?差分對的布線有兩點(diǎn)要注意:一是兩條線的長度要盡量一樣長,另一是兩線的間距要一直保持不變,也就是要保持平行。需要平行也是因?yàn)橐3植罘肿杩沟囊恢滦?。若兩線忽遠(yuǎn)忽近,差分阻抗就會不一致,就會影響信號完整性及時間延遲。(PCB圖進(jìn)行舉例說明)平行的方式有兩種,一為兩條線走在同一走線層,一為兩條線走在上下相鄰兩層。(PCB圖進(jìn)行舉例說明)第五十八頁,共80頁。

PCB布線疑問:差分布線的應(yīng)用條件?要用差分布線一定是信號源和接收端也都是差分信號才有意義。所以對只有一個輸出端的時鐘信號是無法使用差分布線的。舉例:第五十九頁,共80頁。

PCB布線第六十頁,共80頁。

處理等長的基本方式:蛇形走線PCB布線蛇形走線的主要作用是補(bǔ)償“同一組相關(guān)”信號線中延時較小的部分為了使各信號的延遲差保持在一個范圍內(nèi),保證系統(tǒng)在同一周期內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)的有效性(延遲差超過一個時鐘周期時會錯讀下一周期的數(shù)據(jù)),一般要求延遲差不超過1/4時鐘周期,單位長度的線延遲差也是固定的。第六十一頁,共80頁。

注意:1、PCB上的蛇行走線主要作用僅僅在于delay信號,并非能夠提高抗干擾能力。理由如下:導(dǎo)線越長,使得被干擾的機(jī)會增加,使得信號衰減程度加大,影響信號的完整性。如有可能,導(dǎo)線要盡可能的短。2、蛇行線對信號穩(wěn)定性沒有幫助,對串?dāng)_也沒有幫助,在概念上不要和差分走線混淆。

PCB布線第六十二頁,共80頁。高速電路1:高速電路的發(fā)展由于高密度引腳及引腳尺寸日趨物理極限,導(dǎo)致低的布通率;以及系統(tǒng)時鐘頻率的提高,引起的時序及信號完整性問題;因此我們不難看出:高速數(shù)字電路(即高時鐘頻率及快速邊沿速率)的設(shè)計(jì)成為主流。產(chǎn)品小型化及高性能必須面對在同一塊PCB板上由于混合信號設(shè)計(jì)技術(shù)(即數(shù)字,模擬,及射頻混合設(shè)計(jì))所帶來的分布效應(yīng)問題。2:高速電路的概念:

通常認(rèn)為如果數(shù)字邏輯電路的頻率達(dá)到或者超過45MHZ~50MHZ,而且工作在這個頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個電子系統(tǒng)一定的份量(比如說1/3),就稱為高速電路。第六十三頁,共80頁。

公司產(chǎn)品3:本公司主板中DDR3的應(yīng)用速度已經(jīng)高達(dá)1600Mbps,對于如此高的速度,從PCB的設(shè)計(jì)角度來講,力求做到嚴(yán)格的時序匹配,以滿足波形的完整性(以S5P4418核心板為講解)第六十四頁,共80頁。S5P4418核心板第六十五頁,共80頁。S5P4418核心板實(shí)物圖第六十六頁,共80頁。S5P4418核心板的應(yīng)用第六十七頁,共80頁。其它應(yīng)用圖片第六十八頁,共80頁。高速S5P4418處理器芯片CPU采用的是S5P4418處理器,S5P4418是一款面向視頻應(yīng)用及通用應(yīng)用,高性價比、高集成度、高性能、低功耗的處理器。1.6GHz主頻的Cortex-A9四核

可提供快速的數(shù)據(jù)處理和流暢的界面切換。該產(chǎn)品自帶2路RS232,1路USBOTG、1路千兆以太網(wǎng)等接口,具有強(qiáng)大的通訊功能。工業(yè)級性能保證,可用于便攜式導(dǎo)航系統(tǒng)、工業(yè)自動化、人機(jī)界面等多個行業(yè)。并集成了諸多功能,以降低產(chǎn)品系統(tǒng)整體成本及開發(fā)難度

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