|设计电路板需要哪些知识?简述基本操作步骤( 二 )


ESD对接口与保护可以遵循如下设计规则:
(1)一般电源防雷保护器件的顺序是压敏电阻、熔丝、抑制二极管、EMI滤波器、电感或共模电感 , 对于原理图缺失上面任意器件的则顺延布局 。
(2)一般接口信号保护器件的顺序是ESD(TVS管)、隔离变压器、共模电感、电容和电阻 , 对于原理图缺失上面任意器件的则顺延布局 。
(3)严格按照原理图的顺序进行“一字形”布局
(4)电平变换芯片要靠近连接器放置 。
(5)易受ESD干扰的器件 , 如NMOS和CMOS器件等 , 应判断是否已尽量远离易受ESD干扰的区域(如单板的边缘) 。
(6)浪涌抑制器件(TVS管、压敏电阻)对应的信号走线在表层应短且粗(一般距离在10mil以上)
(7)不同接口之间的走线要清晰 , 不要互相交叉 , 接口线到所连接的保护和滤波器件距离要尽量短 , 接口线必须经过保护或滤波器件再到信号接收芯片 。
(8)接口器件的固定孔要接到保护地上 , 连接到机壳的定位孔、扳手要直接接到信号地 。
(9)变压器、光耦合器等器件输入与输出信号的地要分开 。
5.PCB散热处理
一些发热大的器件 , 一般会有专用的散热焊盘 , 要适当在散热焊盘上添加过孔 , 为利于散热 , 散热用的过孔都要做阻焊开窗处理 。
6.PCB板框
无论是布局、布线还是内层平面的敷铜处理 , 相对板框都要内缩一定距离 , 内缩的尺寸可以依据设计的要求进行选择 , 如无特殊说明 , 敷铜时相对板框内缩0.5mm即可 。
四层板设计 , 若中间两层为电源层和地层 , 要设置内缩 , 从而减少电磁辐射 。
在实际的PCB设计中 , 走线主要有两种模型:微带线和带状线 。 微带线是走在电路板顶层或者底层的信号线 , 带状线是走在电路板内层的信号线 。
蛇形线会破环信号质量 , 改变传输延时 , 因此布线时要尽量避免使用 。 但在实际设计中 , 为了保证信号有足够的保持时间 , 或为了减少同组信号之间的时间偏移 , 往往不得不故意进行绕线 。 信号在蛇形线上传输时 , 相互平行的线段之间会发生耦合 , 呈差模形式 , S越小 , Lp越大 , 则耦合程度也越大 , 可能会导致传输延时减小 , 以及由于串扰而大大降低信号的质量 。
关于处理蛇形线时的几点建议:
(1)尽量增加平行线段的距离(S) , 至少大于3H , H指信号走线到参考平面的距离 。 通俗地说就是绕大弯走线 , 只要S足够大 , 就几乎能完全避免相互的耦合效应 。
(2)减小耦合长度Lp , 当两倍的Lp延时接近或超过信号上升时间时 , 产生的串扰将达到饱和 。
(3)带状线或埋式微带线的蛇形线引起的信号传输延时小于微带线 。 理论上 , 带状线不会因为差模串扰影响传输速率 。
(4)高速及对时序要求较为严格的信号线 , 尽量不要走蛇形线 , 尤其不能在小范围内蜿蜒走线 。
(5)在空间允许的情况下 , 可以采用任意角度的蛇形走线 , 能有效减少相互间的耦合 。
(6)高速PCB设计中 , 蛇形线没有所谓滤波或抗干扰的能力 , 只可能降低信号质量 , 因此只做时序匹配之用而无其他目的
(7)有时可以考虑螺旋走线的方式进行绕线 , 仿真表明 , 其效果要优于正常的蛇形走线 。
(8)蛇形走线的转角采用45°转角或圆形转角 。
在最基本的PCB电路板上 , 零件基本集中在一侧 , 导线集中在另一侧 。 由于导线只出现在一侧 , 这种PCB被称为单面板 。 多层板 , 多层有导线 , 必须在两层之间有适当的电路连接 。 电路之间的桥梁叫作导孔(via) 。 电路板的基本设计过程可分为以下四个步骤: