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简述PCB双层板布线技巧

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2020-04-03 10:51    浏览量:
   在电池供电产品竞争激烈的市场中,在考虑目标成本时,总是要求设计师在设计中使用双板。虽然可以在尺寸,噪声和性能方面更好地解决多层面板(四个,六个和八个)的问题,但成本压力迫使工程师尽可能多地使用双面板。本文讨论了带或不带自动布线,带或不带接地表面的电流返回路径的概念,以及如何布置双板零件。
 
   使用自动路由器来设计印刷电路板(PCB)很有吸引力。在大多数情况下,纯数字电路(尤其是低频信号和低密度电路)的自动布线不是问题。但是,当您尝试使用接线App提供的自动接线工具来路由模拟,混合信号或高速电路时,可能会出现一些问题,这些问题可能会导致极为严重的电路性能问题。
 
   关于布线,有很多事情要考虑,但是更麻烦的是接地方法。如果接地路径是从上层开始的,则每个单元的接地都通过该层上的电缆连接到接地线。对于下层的每个单元,通过在上层的电路板的右侧连接一个穿孔,形成接地回路。用户在检查接线图时看到的马上红色标记表示存在多个接地回路。另外,较低水平的接地电路被水平信号线切断。这种接地结构的唯一优势是模拟器件(MCP3202; 12位AD转换器和MCP4125; 2.5V参考电压)集中在板的右侧。这种布置确保了数字地面信号不会通过这些模拟芯片。
使用人工布线,请遵循以下设计准则以确保获得良好的结果:
1.地面被设计成作为电流返回路径的地对地。
2.将模拟地与数字地分开。
3.如果无法避免信号走线和地线在同一层上,则将信号线和地线设计为彼此垂直,以减少信号线与地电流之间的干扰。
4.将模拟电路放置在电路板旁边,数字电路系统应放置在距电源最近的位置。可以减少数字开关对模拟电路的影响。
但是,重要的是要注意,两个双层板在电路板的下层均接地。这样设计的目的是使工程师可以在故障排除期间快速查看接线,该接线通常出现在设备制造商的演示和评估板上。但是,更典型的做法是在电路板的上层接地,以减少电磁干扰(EMI)。

地面电流是否返回路径
处应当前返回路径时要考虑的基本问题是:
(1)如果仅使用本地电缆,则应尽可能宽,并且如果将该电缆视为电路板的接地线,则电缆应尽可能宽。拇指的尺寸是一个很好的标准,但是也必须知道接地线的最小宽度是指从该点到电缆末端的有效铜箔宽度,其中“末端”的定义最远从电源连接点。
(2)避免形成闭合的接地回路。
(3)如果没有接地,则可以使用星形连接模式。
如果电流返回路径不能设计为接地,则可以使用“星形”接线处理。这样,每个单元的接地电流分别返回到电源侧。用户会发现并非图V中的所有设备都有自己的返回路径。 U1与U2共享返回路径,并且前提是要满足以下设计要求。
 
不允许数字电路通过模拟设备
   数字电路在切换期间会在接地电路上产生相当大的电流,但时间很短。此现象是由接地电路的等效电感器和电阻引起的。地线或地线的感性部分将产生VL?i / t的压降,L是地线或地线的等效电感器,数字设备产生的电流变化为tt为时间。当前的变化。通过计算接地或接地等效电阻的一部分而引起的电压变化为v-RI,R为接地或接地等效电阻,I为数字设备的电流变化。地线或地线之间的电压变化将影响模拟设备的输入和地之间的正常信号。
 
不允许低速设备通过高速电流
   高速电路在地面上的接地返回信号的变化具有与上述类似的影响,确定该干扰影响的公式为:就对接接地或等效接地电感而言,VL / t,以及RI为对接接地或接地等效电阻。当数字电路或高速电路的地线或接地线与模拟设备上的电缆交叉时,会导致模拟设备的输入和接地之间发生信号变化。无论使用哪种技术,都必须将接地回路的等效电阻和电感设计为最小。如果使用接地,则切断接地可能会改善或降低电路的性能,应谨慎使用。
有时,连续接地的效果要比分离接地的效果差。
确切的模拟信号更靠近连接器,但与数字电路和电源电路的开关电流隔离。这是有效分离接地回路的一种方法。先前在图3和图4中讨论的电缆中也使用了此技术。
 
结论
   在讨论与布线相关的技术时,将讨论两个问题:如果管理人员不能使用双层或地对地,但仍需要减少电路中的噪声该怎么办?您如何设计满足地面需求的电路?通常,解决方案是通知管理人员,如果要实现可靠的电路性能,则必须接地。使用地对地的主要原因是低地阻抗和EMI降低。但是,如果成本限制使用户无法满足要求,则本文提供的一些建议(例如星形网络和正确的电流返回路径)也可以稍微降低电路噪声。


 

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