我們都知道理做線(xiàn)性直流電源PCB板就是把規劃好的原理圖變成一塊實(shí)實(shí)在在的線(xiàn)性直流電源PCB電路板,請別小看這一過(guò)程,有許多原理上行得通的東西在工程中卻難以完結,或是他人能完結的東西另一些人卻完結不了,因此說(shuō)做一塊線(xiàn)性直流電源PCB板不難,但要做好一塊線(xiàn)性直流電源PCB板卻不是一件簡(jiǎn)單的作業(yè)。
微電子范疇的兩大難點(diǎn)在于高頻信號和弱小信號的處理,在這方面線(xiàn)性直流電源PCB制造水平就顯得特別重要,相同的原理規劃,相同的元器材,不同的人制造出來(lái)的線(xiàn)性直流電源PCB就具有不同的成果,那么如何才干做出一塊好的線(xiàn)性直流電源PCB板呢?依據我們以往的經(jīng)歷,想就以下幾方面談?wù)勛约旱挠^(guān)點(diǎn)：
一、要清晰規劃方針
接遭到一個(gè)規劃使命,首先要清晰其規劃方針,是一般的線(xiàn)性直流電源PCB板、高頻線(xiàn)性直流電源PCB板、小信號處理線(xiàn)性直流電源PCB板仍是既有高頻率又有小信號處理的線(xiàn)性直流電源PCB板，如果是一般的線(xiàn)性直流電源PCB板,只需做到布局布線(xiàn)合理規整,機械尺度準確無(wú)誤即可,如有中負載線(xiàn)和長(cháng)線(xiàn),就要選用必定的手法進(jìn)行處理,減輕負載,長(cháng)線(xiàn)要加強驅動(dòng),重點(diǎn)是避免長(cháng)線(xiàn)反射。 當板上有超越40MHz的信號線(xiàn)時(shí)，就要對這些信號線(xiàn)進(jìn)行特別的考慮，比方線(xiàn)間串擾等問(wèn)題。如果頻率更高一些，對布線(xiàn)的長(cháng)度就有更嚴厲的約束，依據散布參數的網(wǎng)絡(luò )理論，高速電路與其連線(xiàn)間的相互效果是決議性要素，在體系規劃時(shí)不能疏忽。跟著(zhù)門(mén)傳輸速度的提高，在信號線(xiàn)上的對立將會(huì )相應添加，相鄰信號線(xiàn)間的串擾將成正比地添加，一般高速電路的功耗和熱耗散也都很大，在做高速線(xiàn)性直流電源PCB時(shí)應引起滿(mǎn)意的注重。
當板上有毫伏級乃至微伏級的弱小信號時(shí)，對這些信號線(xiàn)就需求特別的照顧，小信號因為太弱小，非常簡(jiǎn)單遭到其它強信號的攪擾，屏蔽辦法常常是必要的，否則將大大下降信噪比。以致于有用信號被噪聲吞沒(méi)，不能有效地提取出來(lái)。
對板子的調測也要在規劃階段加以考慮，測驗點(diǎn)的物理方位，測驗點(diǎn)的阻隔等要素不行疏忽，因為有些小信號和高頻信號是不能直接把探頭加上去進(jìn)行丈量的。
此外還要考慮其他一些相關(guān)要素，如板子層數，選用元器材的封裝外形，板子的機械強度等。在做線(xiàn)性直流電源PCB板子前，要做出對該規劃的規劃方針心中有數。
二、了解所用元器材的功能對布局布線(xiàn)的要求
我們知道，有些特別元器材在布局布線(xiàn)時(shí)有特別的要求，比方LOTI和APH所用的模仿信號擴大器，模仿信號擴大器對電源要求要平穩、紋波小。模仿小信號部分要盡量遠離功率器材。在OTI板上，小信號擴大部分還專(zhuān)門(mén)加有屏蔽罩，把雜散的電磁攪擾給屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片選用的是ECL工藝，功耗大發(fā)熱兇猛，對散熱問(wèn)題有必要在布局時(shí)就有必要進(jìn)行特別考慮，若選用天然散熱，就要把GLINK芯片放在空氣流通比較順暢的當地，并且散出來(lái)的熱量還不能對其它芯片構成大的影響。如果板子上裝有喇叭或其他大功率的器材，有可能對電源形成嚴峻的污染這一點(diǎn)也應引起滿(mǎn)意的注重.
三. 元器材布局的考慮
元器材的布局首先要考慮的一個(gè)要素就是電功能，把連線(xiàn)關(guān)系密切的元器材盡量放在一同，特別對一些高速線(xiàn)，布局時(shí)就要使它盡可能地短，功率信號和小信號器材要分隔。在滿(mǎn)意電路功能的前提下，還要考慮元器材擺放規整、漂亮，便于測驗，板子的機械尺度，插座的方位等也需仔細考慮。
高速體系中的接地和互連線(xiàn)上的傳輸推遲時(shí)刻也是在體系規劃時(shí)首先要考慮的要素。信號線(xiàn)上的傳輸時(shí)刻對總的體系速度影響很大，特別是對高速的ECL電路，雖然集成電路塊本身速度很高，但因為在底板上用一般的互連線(xiàn)（每30cm線(xiàn)長(cháng)約有2ns的推遲量）帶來(lái)推遲時(shí)刻的添加，可使體系速度大為下降.象移位寄存器，同步計數器這種同步作業(yè)部件最好放在同一塊插件板上，因為到不同插件板上的時(shí)鐘信號的傳輸推遲時(shí)刻不相等，可能使移位寄存器產(chǎn)主錯誤，若不能放在一塊板上，則在同步是要害的當地，從公共時(shí)鐘源連到各插件板的時(shí)鐘線(xiàn)的長(cháng)度有必要相等。
四、對線(xiàn)性直流電源布線(xiàn)的考慮
跟著(zhù)OTNI和星形光纖網(wǎng)的規劃完結，今后會(huì )有更多的100MHz以上的具有高速信號線(xiàn)的板子需求規劃，這兒將介紹高速線(xiàn)的一些根本概念。
傳輸線(xiàn)
印制電路板上的任何一條“長(cháng)”的信號通路都能夠視為一種傳輸線(xiàn)。如果該線(xiàn)的傳輸推遲時(shí)刻比信號上升時(shí)刻短得多，那么信號上升期間所產(chǎn)主的反射都將被吞沒(méi)。不再呈現過(guò)沖、反沖和振鈴，對現時(shí)大多數的MOS電路來(lái)說(shuō)，因為上升時(shí)刻對線(xiàn)傳輸推遲時(shí)刻之比大得多，所以走線(xiàn)可長(cháng)以米計而無(wú)信號失真。而關(guān)于速度較快的邏輯電路，特別是超高速ECL。
集成電路來(lái)說(shuō)，因為邊際速度的增快，若無(wú)其它辦法，走線(xiàn)的長(cháng)度有必要大大縮短，以堅持信號的完好性。
有兩種辦法能使高速電路在相對長(cháng)的線(xiàn)上作業(yè)而無(wú)嚴峻的波形失真，TTL對快速下降邊際選用肖特基二極管箝位辦法，使過(guò)沖量被箝制在比地電位低一個(gè)二極管壓降的電平上，這就削減了后邊的反沖起伏，較慢的上升邊際答應有過(guò)沖，但它被在電平“H”狀況下電路的相對高的輸出阻抗（50～80Ω）所衰減。此外，因為電平“H”狀況的抗擾度較大，使反沖問(wèn)題并不非常杰出，對HCT系列的器材，若選用肖特基二極管箝位和串聯(lián)電阻端接辦法相結合，其改進(jìn)的效果將會(huì )愈加顯著(zhù)。
當沿信號線(xiàn)有扇出時(shí)，在較高的位速率和較快的邊際速率下，上述介紹的TTL整形辦法顯得有些缺乏。因為線(xiàn)中存在著(zhù)反射波，它們在高位速率下將趨于組成，然后引起信號嚴峻失真和抗攪擾才能下降。因此，為了處理反射問(wèn)題，在ECL體系中一般運用別的一種辦法：線(xiàn)阻抗匹配法。用這種辦法能使反射遭到操控，信號的完好性得到確保。
嚴厲他說(shuō)，關(guān)于有較慢邊際速度的慣例TTL和CMOS器材來(lái)說(shuō)，傳輸線(xiàn)并不是非常需求的.對有較快邊際速度的高速ECL器材，傳輸線(xiàn)也不總是需求的?？墒钱斶\用傳輸線(xiàn)時(shí)，它們具有能猜測連線(xiàn)時(shí)延和經(jīng)過(guò)阻抗匹配來(lái)操控反射和振動(dòng)的長(cháng)處。
1． 決議是否選用傳輸線(xiàn)的根本要素有以下五個(gè)，它們是： （1）體系信號的沿速率， （2）連線(xiàn)距離 （3）容性負載(扇出的多少)， （4）電阻性負載（線(xiàn)的端接辦法）； （5）答應的反沖和過(guò)沖百分比（溝通抗擾度的下降程度）。
2．線(xiàn)性直流電源傳輸線(xiàn)的幾種類(lèi)型
(1) 同軸電纜和雙絞線(xiàn)：它們常常用在體系與體系之間的連接。同軸電纜的特性阻抗一般有50Ω和75Ω，雙絞線(xiàn)一般為110Ω。
（2）印制板上的微帶線(xiàn)：微帶線(xiàn)是一根帶狀導(信號線(xiàn))．與地平面之間用一種電介質(zhì)阻隔開(kāi)。如果線(xiàn)的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可操控的，則它的特性阻抗也是能夠操控的。微帶線(xiàn)的特性阻抗Z0為：
(3)印制板中的帶狀線(xiàn)：帶狀線(xiàn)是一條置于兩層導電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線(xiàn)。如果線(xiàn)的厚度和寬度、介質(zhì)的介電常數以及兩層導電平面間的距離是可控的，那么線(xiàn)的特性阻抗也是可控的，帶狀線(xiàn)的特性阻抗為:
3．端接傳輸線(xiàn)
在一條線(xiàn)的接納端用一個(gè)與線(xiàn)特性阻抗相等的電阻端接，則稱(chēng)該傳輸線(xiàn)為并聯(lián)端接線(xiàn)。它首要是為了取得最好的電功能，包括驅動(dòng)散布負載而選用的。
有時(shí)為了節約電源耗費，對端接的電阻上再串接一個(gè)104電容形成溝通端接電路，它能有效地下降直流損耗。
在驅動(dòng)器和傳輸線(xiàn)之間串接一個(gè)電阻，而線(xiàn)的終端不再接端接電阻，這種端接辦法稱(chēng)之為串聯(lián)端接。較長(cháng)線(xiàn)上的過(guò)沖和振鈴可用串聯(lián)阻尼或串聯(lián)端接技能來(lái)操控.串聯(lián)阻尼是利用一個(gè)與驅動(dòng)門(mén)輸出端串聯(lián)的小電阻（一般為10～75Ω）來(lái)完結的.這種阻尼辦法適宜與特性阻抗來(lái)受操控的線(xiàn)相聯(lián)用(如底板布線(xiàn)，無(wú)地平面的電路板和大多數繞接線(xiàn)等。
串聯(lián)端接時(shí)串聯(lián)電阻的值與電路（驅動(dòng)門(mén)）輸出阻抗之和等于傳輸線(xiàn)的特性阻抗.串聯(lián)聯(lián)端接線(xiàn)存在著(zhù)只能在終端運用集總負載和傳輸推遲時(shí)刻較長(cháng)的缺陷.可是，這能夠經(jīng)過(guò)運用剩余串聯(lián)端接傳輸線(xiàn)的辦法加以克服。
4．非端接傳輸線(xiàn)
如果線(xiàn)推遲時(shí)刻比信號上升時(shí)刻短得多，能夠在不用串聯(lián)端接或并聯(lián)端接的情況下運用傳輸線(xiàn)，如果一根非端接線(xiàn)的雙程推遲（信號在傳輸線(xiàn)上往返一次的時(shí)刻）比脈沖信號的上升時(shí)刻短，那么因為非端接所引起的反沖大約是邏輯擺幅的15％。最大開(kāi)路線(xiàn)長(cháng)度近似為：
Lmax＜tr/2tpd
式中：tr為上升時(shí)刻
tpd為單位線(xiàn)長(cháng)的傳輸推遲時(shí)刻
5．幾種端接辦法的比較
并聯(lián)端接線(xiàn)和串聯(lián)端接線(xiàn)都各有長(cháng)處，究竟用哪一種，仍是兩種都用，這要看規劃者的喜好和體系的要求而定。 并聯(lián)端接線(xiàn)的首要長(cháng)處是體系速度快和信號在線(xiàn)上傳輸完好無(wú)失真。長(cháng)線(xiàn)上的負載既不會(huì )影響驅動(dòng)長(cháng)線(xiàn)的驅動(dòng)門(mén)的傳輸推遲時(shí)刻，又不會(huì )影響它的信號邊際速度，但將使信號沿該長(cháng)線(xiàn)的傳輸推遲時(shí)刻增大。在驅動(dòng)大扇出時(shí)，負載可經(jīng)分支短線(xiàn)沿線(xiàn)散布，而不象串聯(lián)端接中那樣有必要把負載集總在線(xiàn)的終端。
串聯(lián)端接辦法使電路有驅動(dòng)幾條平行負載線(xiàn)的才能，串聯(lián)端接線(xiàn)因為容性負載所引起的推遲時(shí)刻增量約比相應并聯(lián)端接線(xiàn)的大一倍，而短線(xiàn)則因容性負載使邊際速度怠慢和驅動(dòng)門(mén)推遲時(shí)刻增大，可是，串聯(lián)端接線(xiàn)的串擾比并聯(lián)端接線(xiàn)的要小，其首要原因是沿串聯(lián)端接線(xiàn)傳送的信號起伏僅僅是二分之一的邏輯擺幅，因此開(kāi)關(guān)電流也只要并聯(lián)端接的開(kāi)關(guān)電流的一半，信號能量小串擾也就小。
做線(xiàn)性直流電源PCB時(shí)是選用雙面板仍是多層板，要看最高作業(yè)頻率和電路體系的雜亂程度以及對組裝密度的要求來(lái)決議。在時(shí)鐘頻率超越200MHZ時(shí)最好選用多層板。如果作業(yè)頻率超越350MHz，最好選用以聚四氟乙烯作為介質(zhì)層的印制電路板，因為它的高頻衰耗要小些，寄生電容要小些，傳輸速度要快些，還因為Z0較大而省功耗，對印制電路板的走線(xiàn)有如下準則要求：
（1）一切平行信號線(xiàn)之間要盡量留有較大的距離，以削減串擾。如果有兩條相距較近的信號線(xiàn)，最好在兩線(xiàn)之間走一條接地線(xiàn)，這樣能夠起到屏蔽效果。
（2） 規劃信號傳輸線(xiàn)時(shí)要避免急拐彎，以防傳輸線(xiàn)特性阻抗的突變而發(fā)生反射，要盡量規劃成具有必定尺度的均勻的圓弧線(xiàn)。
（3）印制線(xiàn)的寬度可依據上述微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)的特性阻抗核算公式核算，印制電路板上的微帶線(xiàn)的特性阻抗一般在50～120Ω之間。要想得到大的特性阻抗，線(xiàn)寬有必要做得很窄。但很細的線(xiàn)條又不簡(jiǎn)單制造。歸納各種要素考慮，一般挑選68Ω左右的阻抗值比較適宜，因為挑選68Ω的特性阻抗，能夠在推遲時(shí)刻和功耗之間到達最佳平衡。一條50Ω的傳輸線(xiàn)將耗費更多的功率；較大的阻抗當然能夠使耗費功率削減，但會(huì )使傳輸推遲時(shí)刻憎大。因為負線(xiàn)電容會(huì )形成傳輸推遲時(shí)刻的增大和特性阻抗的下降。但特性阻抗很低的線(xiàn)段單位長(cháng)度的本征電容比較大，所以傳輸推遲時(shí)刻及特性阻抗受負載電容的影響較小。具有恰當端接的傳輸線(xiàn)的一個(gè)重要特征是，分枝短線(xiàn)對線(xiàn)推遲時(shí)刻應沒(méi)有什么影響。當Z0為50Ω時(shí)。分枝短線(xiàn)的長(cháng)度有必要約束在2．5cm以?xún)龋悦獬尸F很大的振鈴。
（4）關(guān)于雙面板（或六層板中走四層線(xiàn)）．電路板兩面的線(xiàn)要相互筆直，以避免相互感應產(chǎn)主串擾。
（5）印制板上若裝有大電流器材，如繼電器、指示燈、喇叭等，它們的地線(xiàn)最好要分隔單獨走，以削減地線(xiàn)上的噪聲，這些大電流器材的地線(xiàn)應連到插件板和背板上的一個(gè)獨立的地總線(xiàn)上去，并且這些獨立的地線(xiàn)還應該與整個(gè)體系的接地點(diǎn)相連接。
（6）如果板上有小信號擴大器，則擴大前的弱信號線(xiàn)要遠離強信號線(xiàn)，并且走線(xiàn)要盡可能地短，如有可能還要用地線(xiàn)對其進(jìn)行屏蔽。
|
|
|
說(shuō)明:本頁(yè)面文章由()整理發(fā)布.文章地址： http:///gongsixinwen/122.html
|
手機掃描二維碼
