EDA设计的基本流程:
1. 原理图(SCH)的设计
2. 网络报表(NET)的生成设计
3. 印制板(PCB)的设计
印制电路板总体 设计流程:[*项:高速板必须的步骤 低速板({zg}信号频率不大于50MHz)不需要]
1. 原理图的设计
*2. 原理图的仿真
3. 网络报表生成
4. 印制板的设计
*5. 信号完整性分析
6. 文件存储及打印
原理图的一般设 计流程:
1. 启动原理图编辑器
2. 设置原理图图纸
3. 设置工作环境
4. 装载元件库
5. 放置元件并布局
6. 原理图布线
7. 原理图的电气设计
8. 网络报表及其他报表的生成
9. 文件存储及打印
PCB设计的一般流程:
1. 启动印制板编辑器
2. 设置工作环境
3. 添加网络报表
4. 设置PCB设计规则
5. 放置元件并布局
6. 印制电路板布线
7. 设计规则检查
8. 各种报表的生成
9. 文件存储及打印
PCB线宽与电流关系
印制板的基本设计准则
1. 抗干扰设计原则
2. 热设计原则 (-40℃~85℃)
3. 抗震设计原则
4. 可测试型设计原则:测试点
抗 干扰设计原则:
1. 电源线的设计
(1)选择合适的电源:功率的要求、电位的要求、频率的要求、干净度的要求(纹波)
(2)尽量加宽电源线
(3)保证电源线、地线走向和与数据传输防线一致
(4)使用抗干扰元器件(磁珠、电源滤波器、屏蔽罩等)
(5)电源入口添加去耦电容(10-100uF)或上拉电阻
2. 地线的设计
(1)模拟地和数字地分开
(2)尽量采用单点接地(低频电路应采用部分串联再并联进行单点接地,高频电路应采用多点接地)
(3)尽量加宽地线(地线的电流应为三倍的印制板允许电流,在2-3mm以上,即大面积铺铜)
(4)将敏感电路连接到稳定的接地参考 源
(5)对PCB板进行分区设计,把高带宽的噪声电路与低频电路分开(尽量使干扰电流不通过公共的接地回路)
(6)尽量减少接地环路的面积(用来降 低电路的感应噪声)
3. 元器件的配置
(1)不要有过长的平行信号(相邻板之间、同一板相邻层面之间、同一层面相邻布线之间)
(2)保证PCB的时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端尽量靠近,同时远离其他低频器件
(3)元器件应围绕核心器件进行配置,尽量减少引线长度、引脚和连接
(4)对PCB板进行分区布局(使噪声元器件与非噪声元器件有一定距离)
(5)考虑PCB板在机箱中位置和方向(保证发热量大的元器件处于上方)
(6)缩短高频元器件之间的引线(同时 减少分布参数和电磁干扰)
4. 去耦电容的配置(作用:作为集成电路的蓄能电容;旁路掉器件的高频噪声)
(1)每10个集成电路要加一片充放电电容(10uF)
(2)引线式电容用于低频,贴片式电容用于高频
(3)每个集成芯片要布置一个0.01uF或0.1uF的陶瓷电容 [如果印制板的空间不够,可以在每4至8个芯片布置一个1至10uF的钽电容]
(4)对抗噪声能力弱、关断时电源变化大的器件【如RAM、ROM存储器件 在其电源线或地线之间】要加高频去耦电容
(5)电容之间不要共用过孔(可以考虑 打多个过孔接电源和地 电容的过孔尽量接近焊盘)
(6)去耦电容引线不能太长(尤其是高频旁路电容不能带引线 引线过长去耦的作用就不大了)
5. 降低噪声和电磁干扰的原则
(1)尽量采用45°折线而不是90°折线(可减少高频信号对外的发射和耦合)
(2)用串联电阻的方法来降低电路信号 边沿的跳变速率(同时吸收接收端的反射)
(3)石英晶振的外壳要接地(石英晶振的下面和对噪声敏感的器件下面不要走线)
(4)闲置不用的门电路输出端不要悬空(闲置不用的运放正输入端接地,负输入端接输出端)
(5)时钟线垂直于I/O线时干扰小(时钟元件的引脚尽量远离印制板的I/O电缆)
(6)尽量让时钟线周围的电动势趋于零(用地线将时钟区圈起来,时钟线应尽量的短,时钟信号是板子上频率{zg}的信号)
(7)I/O驱动电路尽量靠近PCB的边缘(同时总线、时钟、偏选 信号要尽量远离I/O线和接插件)
(8)任何信号不要形成回路(如果出现环路,应尽量减少出现环路的面积)
(9)对高频板,电容的分布电感不能忽略,电感的分布电容也不能忽略
(10)通常功率线、交流线尽量布置在和信号线不同的板子上(如果布置在一个板上,功率线、交流线应该与信号线分开走线,避免噪声。)
6. 其他设计原则(通用原则)
(1)CMOS的未使用引脚要通过电阻接地或接电源(CMOS输入阻抗比较高且易受感染),不可悬空
(2)用RC电路来吸收继电器、接触器、按钮等元件的放电电流
(3)(数据、地址、控制)总线上加10K左右的上拉电阻有助于抗干扰
(4)采用全译码有更好的抗干扰性
(5)元器件不用引脚通过10K上拉电阻接电源(或与使用的引脚进行并接)
(6)(数据、地址、控制)总线尽量短,尽量保持一样长度
(7)(多层板中)两层之间的布线尽量 垂直,防止相互间的干扰
(8)发热元器件尽量避开敏感元件(电解电容、温度传感器)
正面横向走线,反面纵向走线
对于电源线和地线:走线越粗越好。然而信号线不是这样,信号线走线越长、越粗,天线效应越强。
要使单片机系统有良好的EMC性能,PCB设计十分关键。
(1)
良好的地线层处处等电位。不会产生共模电阻耦合,也不会经地线形成环流产生天线效应;良好的地线层能 使EMI以最短的路径进入地线而消失
建立良好地层的{zh0}方法是采用多层板,一层专门用作接地层,如果只能用双面板,也难怪当尽量从正面走 线,反面用作地线层,不得已才从反面过线。
(2)
对于可能出现有害耦合或辐射的两根线或两组或要保持足够的距离,如滤波器的输入与输出、光耦的输入与 输出、交流电源线与弱信号线等。
(3)
走线尽量短,不得已走 的长线应当在合理的位置插入C、RC或LC低通滤波器。
(4)
布线的宽度和电流:
一 般(电流不大于1A的情况)宽度不宜小于0.25mm(10mil)
在高密度高精度的PCB上,间距和线宽一般为0.3mm(12mil)
当铜箔的厚度在50um左右时,导线的宽度在1-1.5mm(60mil) 2A
公 共地一般80mil,对于有微处理器的应用更要注意。
多高的频率才算高速板?
当信号的上升、下降沿时间 < 3~6倍信号传输时间时,即认为是高速信号
多层板:
1.
2.
电源线和地线布局注意事项:
1.
2.
已投稿到: |
|
---|