標(biāo)題: 布線的基本原則 [打印本頁]

作者: qq8426030    時(shí)間: 2014-1-22 10:54
標(biāo)題: 布線的基本原則

在組裝密度許可情況下后,盡量選用低密度布線設(shè)計(jì),并且信號(hào)走線盡量粗細(xì)一致,有利于阻抗匹配。
對(duì)于RF電路,信號(hào)線的走向、寬度、線間距的不合理設(shè)計(jì),可能造成信號(hào)信號(hào)傳輸線之間的交叉干擾。而信號(hào)通路對(duì)音頻輸出噪音和失真的影響非常有限,也就是說為了保證性能需要提供的折中措施很有限。音頻放大器通常由電池直接供電,需要相當(dāng)大的電流。如果使用長而細(xì)的電源引線,會(huì)增大電源紋波。與短而寬的引線相比,又長又細(xì)的引線阻抗較大,引線阻抗產(chǎn)生的電流變化會(huì)轉(zhuǎn)變成電壓變化,饋送到器件內(nèi)部。為了優(yōu)化性能,放大器電源應(yīng)使用盡可能短的引線。應(yīng)該盡可能使用差分信號(hào)。差分輸入具有較高的噪聲抑制,使得差分接收器能夠抑制正、負(fù)信號(hào)線上的共模噪聲。為充分利用差分放大器的優(yōu)勢(shì),布線時(shí)保持相同的差分信號(hào)線對(duì)的長度非常重要,使其具有相同的阻抗,二者盡可能相互靠近使其耦合噪聲相同。放大器的差分輸入對(duì)抑制來自系統(tǒng)數(shù)字電路的噪聲非常有效。另外,系統(tǒng)電源自身還存在噪聲干擾,所以在設(shè)計(jì)RF電路PCB時(shí)一定要綜合考慮,合理布線。
  3.2 布線技巧
布線時(shí),所有走線應(yīng)遠(yuǎn)離PCB板的邊框(2mm左右),以免PCB板制作時(shí)造成斷線或有斷線的隱患。電源線要盡中能寬,以減少環(huán)路電阻,同時(shí),使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,以提高抗干擾能力;所布信號(hào)線應(yīng)盡可能短,并盡量減少過孔數(shù)目;各元器件間的連線越短越好,以減少分布參數(shù)和相互間的電磁干擾;對(duì)于不相容的信號(hào)線應(yīng)量相互遠(yuǎn)離,而且盡量避免平行走線,而在正向兩面的信號(hào)線應(yīng)用互垂直;布線時(shí)在需要拐角的地址方應(yīng)以135°角為宜,避免拐直角。
  4、接地
  在射頻電路PCB設(shè)計(jì)中,電源線和地線的正確布線顯得尤其重要,合理的設(shè)計(jì)是克服電磁干擾的最重要的手段。PCB上相當(dāng)多的干擾源是通過電源和地線產(chǎn)生的,其中地線引起的噪聲干擾最大。地線容易形成電磁干擾的主要原因于地線存在阻抗。當(dāng)有電流流過地線時(shí),就會(huì)在地線上產(chǎn)生電壓,從而產(chǎn)生地線環(huán)路電流,形成地線的環(huán)路干擾。當(dāng)多個(gè)電路共用一段地線時(shí),就會(huì)形成公共阻抗耦合,從而產(chǎn)生所謂的地線噪聲。因此,在對(duì)RF電路PCB的地線進(jìn)行布線時(shí)應(yīng)該做到:
  對(duì)電路進(jìn)行分塊處理,射頻電路基本上可分成高頻放大、混頻、解調(diào)、本振等部分,要為各個(gè)電路模塊PCB設(shè)計(jì)時(shí)提供一個(gè)公共電位參考點(diǎn)即各模塊電路各自的地線,這樣信號(hào)就可以在不同的電路模塊PCB設(shè)計(jì)時(shí)之間傳輸。然后,匯總于射頻電路PCB接入地線的地方,即匯總于總地線。由于只存在一個(gè)參考點(diǎn),因此沒有公共阻抗耦合存在,從而也就沒有相互干擾問題。
  數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)盡可能地線進(jìn)行隔離,并且數(shù)字地與模擬地要分離,最后接于電源地。
  在空間允許的情況下,各模塊之間最好能以地線進(jìn)行隔離,防止相互之間的信號(hào)耦合效應(yīng)。
  對(duì)于音頻電路,接地對(duì)于是否能夠達(dá)到音頻系統(tǒng)的性能要求至關(guān)重要。任何系統(tǒng)中接地有兩個(gè)重要考慮:首先它是流過器件的電流返回路徑,其次是數(shù)字和模擬電路的參考電位。這里給出了適用于所有系統(tǒng)的技巧:
  為數(shù)字電路建立一個(gè)連續(xù)的地平面。地層的數(shù)字電流通過信號(hào)路徑返回,該環(huán)路的面積應(yīng)保持最小,以降低天線效應(yīng)和寄生電感。確保所有數(shù)字信號(hào)引線具有對(duì)應(yīng)的接地通路,這一層應(yīng)該與數(shù)字信號(hào)引線覆蓋相同的面積,具有盡可能少的斷點(diǎn)。地層的斷點(diǎn),包括過孔,會(huì)使地電流流過更大的環(huán)路,因而產(chǎn)生更大的輻射和噪聲。
  保證地電流隔離。數(shù)字電路和模擬電路的地電流要保持隔離,以阻止數(shù)字電流對(duì)模擬電路的干擾。為了達(dá)到這一目標(biāo),需要正確排列元件。如果把模擬電路布置在PCB的一個(gè)區(qū)域,把數(shù)字電路布置在另一區(qū)域,地電流會(huì)自然隔離開。最好使模擬電路具有獨(dú)立的PCB分層。
  模擬電路采用星形接地。星形接地是將PCB的一點(diǎn)看作公共接地點(diǎn),而且只有這一點(diǎn)被當(dāng)作地電位,蜂窩電話中,電池地端通常被作為星形接地點(diǎn),流入地平面的電流不會(huì)自動(dòng)消失,所有地電流都將匯入到這個(gè)接地點(diǎn)。音頻放大器吸收相當(dāng)大的電流,這會(huì)影響電路本身的參考地和其它系統(tǒng)的參考地。為了解決這一問題,最好提供一個(gè)專用的返回回路橋接放大器的功率地和耳機(jī)插孔的地回路。注意,這些專用的回路不要穿越數(shù)字信號(hào)線,因?yàn)樗鼈儠?huì)阻礙數(shù)字返回電流。
最大化旁路電容作用。幾乎所有器件都需要一個(gè)旁路電容,以提供電源不能提供的瞬態(tài)電流。這些電容需盡可能靠近電源引腳放置,以減少電容和器件引腳之間的寄生電感,電感會(huì)降低旁路電容的作用。
  5、結(jié)論
  以上設(shè)計(jì)良好的PCB是一件耗時(shí),同時(shí)也是極具挑戰(zhàn)性的工作,但這種投入也的確是值得的。好的PCB布局有助于降低系統(tǒng)噪音,提高RF信號(hào)的抑制能力,減小信號(hào)失真。好的PCB設(shè)計(jì)還會(huì)改善EMI性能,有可能需要更少的屏蔽。如果PCB不合理,會(huì)在測(cè)試階段出現(xiàn)本來可以避免的問題。這時(shí)在采取措施的話,可能為時(shí)已晚,很難解決所面臨的問題,需要投入更多的時(shí)間、花費(fèi)更大的精力,有時(shí)還要添加額外的元件,增加系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。
麥斯艾姆(massembly)貼片知識(shí)課堂
,用通俗的文字介紹專業(yè)貼片知識(shí)。全國首家PCB 樣板打板,元器件代采購,及貼片的一站式服務(wù)提供者!
Massembly, 麥斯艾姆科技有限公司






歡迎光臨 (http://www.torrancerestoration.com/bbs/) Powered by Discuz! X3.1