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PCB的设计经验

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发表于 2016-6-20 14:40 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
2 B( D' E& c6 V7 d( v: t" Q
1、如果设计的电路系统中包含FPGA器件,则在绘制原理图前必需使用Quartus II软件对管脚分配进行验证。(FPGA中某些特殊的管脚是不能用作普通IO的)
) E4 [1 p9 M: Q  Z( a2、4层板从上到下依次为:信号平面层、地、电源、信号平面层;6层板从上到下依次为:信号平面层、地、信号内电层、信号内电层、电源、信号平面层。6层以上板(优点是:防干扰辐射),优先选择内电层走线,走不开选择平面层,禁止从地或电源层走线(原因:会分割电源层,产生寄生效应)。
' Z$ B: s. }5 w/ M
# {7 P) W, U" Y, L1 w# a& R3、多电源系统的布线:如FPGA+DSP系统做6层板,一般至少会有3.3V+1.2V+1.8V+5V。 ! s4 x% n7 C, Z/ V! J7 g& r
3.3V一般是主电源,直接铺电源层,通过过孔很容易布通全局电源网络。   h+ t6 e; O2 z. \3 F

* M5 E% \' g0 C: ?5 w% `5V一般可能是电源输入,只需要在一小块区域内铺铜。且尽量粗(你问我该多粗——能多粗就多粗,越粗越好) + D( ~/ l$ c: t
  
+ g* O5 ~* z; }6 T2 W
" D( s. ^( f$ ?; o' i5 W' K1.2V和1.8V是内核电源(如果直接采用线连的方式会在面临BGA器件时遇到很大困难),布局时尽量将1.2V与1.8V分开,并让1.2V或1.8V内相连的元件布局在紧凑的区域,使用铜皮的方式连接,如下图:
6 C$ B& n: N6 ^  J( n) e  ; a7 a1 p/ d; b, Z7 H, D6 x9 n
  
- d! q6 c$ J! \总之,因为电源网络遍布整个PCB,如果采用走线的方式会很复杂而且会绕很远,使用铺铜皮的方法是一种很好的选择!
' y, d+ {* R; o7 y
; v7 M0 \9 S! h7 v) M4、邻层之间走线采用交叉方式:既可减少并行导线之间的电磁干扰(高中学的哦),又方便走线(参考资料1)。如下图为某PCB中相邻两层的走线,大致是一横一竖。
- t$ O3 M. [5 V7 q$ G+ A  
# r0 T. l# q# c. D( n" k  
; i* P+ V6 W0 q2 q# N9 J) ?( ?6 [5、模拟数字要隔离,怎么个隔离法?布局时将用于模拟信号的器件与数字信号的器件分开,然后从AD芯片中间一刀切!
" |8 m+ f+ G# C  K- @9 A. f  
, x# B7 m" M+ d/ e! u' V: m- w / ^6 U0 h, [  ~
模拟信号铺模拟地,模拟地/模拟电源与数字电源通过电感/磁珠单点连接。
, y% q" |' p7 O2 f# i 4 p4 W/ S+ k$ V+ N: @) J

& {8 X+ j3 A+ E( ]- R1 \, |
; `6 f- T7 }% u5 S2 Y/ d! x6、基于PCB设计软件的PCB设计也可看做是一种软件开发过程,软件工程最注重“迭代开发”的思想,我觉得PCB设计中也可以引入该思想,减少PCB错误的概率。
/ {( s, V1 E+ f: |# { . B3 m% L3 f; t+ s
(1) 原理图检查,尤其注意器件的电源和地(电源和地是系统的血脉,不能有丝毫疏忽) / o1 P, K1 U$ q" w
! |! t( ~' J, ^+ p/ Y
(2) PCB封装绘制(确认原理图中的管脚是否有误)
; L) W4 b6 y) A: j. |
2 l5 ?' z4 ?, j( d! o" W; x(3) PCB封装尺寸逐一确认后,添加验证标签,添加到本次设计封装库
7 q# Q; A6 t2 h( ]* z
3 O$ U' N- _4 k9 Z2 n9 b6 n(4) 导入网表,边布局边调整原理图中信号顺序(布局后不能再使用OrCAD的元件自动编号功能) / O9 r/ W* R8 f
/ s( ^0 r5 {: C  [0 g8 q
(5) 手工布线(边布边检查电源地网络,前面说过:电源网络使用铺铜方式,所以少用走线) 1 ]( f+ {0 m4 P; T& \, {) \  J! P
3 E  _4 n: |  h1 q* A
总之,PCB设计中的指导思想就是边绘制封装布局布线边反馈修正原理图(从信号连接的正确性、信号走线的方便性考虑)。
' U* R1 |$ |4 C, v7、晶振离芯片尽量近,且晶振下尽量不走线,铺地网络铜皮。多处使用的时钟使用树形时钟树方式布线。
2 T9 J$ M7 |% L' Y$ L
. y; i! D% H5 R- P. K. t8、连接器上信号的排布对布线的难易程度影响较大,因此要边布线边调整原理图上的信号(但千万不能重新对元器件编号); e2 n+ V; E* A. p6 x

) L! j* f" F1 N7 i) i3 A+ \' j9、多板接插件的设计: $ {; q6 K9 R# N- a$ ^; ~; a9 N& K
8 x  b" t7 D2 H0 j( ?( D
(1) 使用排线连接:上下接口一致   j( w( f+ `' J4 k8 H- `" n

- d* s9 w+ X  e1 G/ o% h- O1 L(2) 直插座:上下接口镜像对称,如下图
) ^9 f0 S- W+ S, p- ]& K% h8 m4 q5 L    A, Q4 ]3 p1 l. v
: I* j: ?  V+ |* q
10、模块连接信号的设计:
3 r7 j+ |5 S& q( x1 I* S4 a 8 p/ _9 [' w/ ~0 f: X6 U1 i
(1) 若2个模块放置在PCB同一面,如下:管教序号大接小小接大(镜像连接信号) ( \/ I$ D4 h# F$ |
  " t) J4 Z- p* z. ?

, A. z6 Y# Y% F0 y- [5 {' g(2) 若2个模块放在PCB不同面,则管教序号小接小大接大
. Q, p' p2 s% ]. g1 B- `
, L% R1 J1 A  T1 R. \- G% B0 `这样做能放置信号像上面的右图一样交叉。当然,上面的方法不是定则,我总是说,凡事随需而变(这个只能自己领悟),只不过在很多情况下按这种方式设计很管用罢了。
% u  H5 N  ^! E' d% c7 e / ^" q* |# D3 N9 V
11、电源地回路的设计: 1 g: Z2 G, b6 P+ x9 n" G9 Q
  - _  N( r# s) J. Y1 ]2 a% z
* Y1 e, M% h& d% V1 p& ]/ h6 E* m
上图的电源地回路面积大,容易受电磁干扰 & a: X" L8 z* N& x0 m2 {2 S
  
: \& |9 @" q* o 2 r% R  y0 `8 c; I  t* j* I2 ~* T
上图通过改进——电源与地线靠近走线,减小了回路面积,降低了电磁干扰(679/12.8,约54倍)。因此,电源与地尽量应该靠近走线!而信号线之间则应该尽量避免并行走线,降低信号之间的互感效应。
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# ?8 g0 w" T8 D( t很好,好好学习一下感谢分享!

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非常不错!都是经验之谈!

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写得不错 就是有点深奥

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不错的总结,经验之谈

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真好,赞!

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写的真好,赞一个

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学习了,谢谢你

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哇,说的很详细,学习了。

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不错,很好

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很好,感谢分享!
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