《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Protel设计印刷电路板应考虑的问题

2015-09-23
關(guān)鍵詞: Protel设计 印刷电路板

  Protel設(shè)計印刷電路板的注意事項
  印刷電路板是各種器件、信號線、電源的高密度集合體。印刷電路板設(shè)計的好壞往往直接影響系統(tǒng)的可靠性與抗干擾能力。因此印刷電路板設(shè)計決不單是把元器件用導(dǎo)線連通的簡單布局,通常應(yīng)考慮下述幾方面的問題。
  一、地線設(shè)計
 ?。?。 單點接地與多點接地的選擇。在低頻電路中,信號的工作頻率小于1MHz時,它的布線和元器件的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大,因而屏蔽線采用一點接地。當(dāng)信號工作頻率大于10MHz時,導(dǎo)線阻抗變得很大,此時應(yīng)盡量降低地線阻抗,需采用就近多點接地法。
 ?。?。 數(shù)字、模擬電路分開。若電路板上既有高速邏輯電路,又有線性電路,應(yīng)使他們盡量分開,而兩者的地線不能相混,應(yīng)分別與電源端地線相連,要盡可能地加大線性電路的接地面積。對A/D、D/A類器件,數(shù)字部分與模擬部分寧可繞過也不要交叉。
  3。 接地線盡量加粗。若接地線很細(xì),接地電位則隨電路的變化而變化,導(dǎo)致它的信號電平不穩(wěn)定,抗噪聲性能變差。因此,應(yīng)將地線條加粗,使它能通過3倍于印刷電路板的允許電流。如有可能,接地線寬以在2mm以上為好。印刷線的寬度與允許通過的電流有一定的關(guān)系,如圖1所示,該圖表示一定厚度的銅箔的導(dǎo)線寬與允許通過電流的關(guān)系曲線,一般設(shè)計時,要有3倍的余量。
  二、去耦電容布置
  在印刷電路板的各個關(guān)鍵部位配置去耦電容應(yīng)視為印刷電路板設(shè)計的一項最有效的抗干擾措施,對提高整機系統(tǒng)的可靠性、整體性能指標(biāo)都有十分明顯的效果。應(yīng)引起電路印刷板設(shè)計者的足夠重視。 (1)原則上每個集成電路芯片的電源進線端都應(yīng)安置一個0。01μF的陶瓷電容器,如果印刷電路板空隙小裝不下時,可在每4~8個芯片的電源進線端安置1個1~10μF的低噪聲鉭電容器。因為鉭電容器高頻阻抗特別小,在500千赫范圍內(nèi)阻抗小于1Ω,而且漏電流很?。ǎ啊#郸蹋烈韵拢?。
 ?。ǎ玻τ诳乖肼暷芰θ?,關(guān)斷時電位變化大的器件和ROM、RAM存儲器件,應(yīng)在芯片的電源線(Vcc)和地線(Gnd)間直接接入去耦電容。
 ?。ǎ常╇娙菀€不能太長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。
 ?。ǎ矗┌粹o、繼電器、接觸器等部件在操作時可能會產(chǎn)生火花,必須用RC電路加以吸收。
 ?。ǎ担┰S多數(shù)據(jù)處理器件都有兩個內(nèi)部不相連的地線,即模擬地和數(shù)字地,但這兩個地又必須在一點相連。由于電流流過地線上的回路電阻及干擾的影響,在系統(tǒng)的接地點和器件的地之間可能會有幾百毫伏的電壓。由于電源電流和邏輯門電流未按統(tǒng)一路徑進入回路,因此將使模擬信號的轉(zhuǎn)換出現(xiàn)測量誤差。為了克服這類由于地線及回路引起的測量誤差,故在大容量的電容(10μF以上)并聯(lián)一個0。1μF的小電容是非常有效的。電容并聯(lián)在邏輯電源和數(shù)字地(DGND)之間及正負(fù)模擬電源與模擬地(AGND)之間。
  三、布線應(yīng)注意的問題
 ?。ǎ保┻B線時不要畫成一段一段的,一條直線最好一直畫通。
  (2)不用的地方都用地填充,做成網(wǎng)格狀。
  (3)地線多走橫向,電源線多走縱向。
 ?。ǎ矗┑氐淖呔€方向與集成電路的方向垂直,以減小短路的可能。
  (5)時鐘發(fā)生器盡量靠近該時鐘器件。石英晶體振蕩器的外殼要接地,石英晶體的下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線。用地線將時鐘區(qū)圈起來,時鐘線盡量要短。
 ?。ǎ叮┯∷灞M量使用弧形線,而不用90°折線,以減少高頻信號對外的發(fā)射與耦合。
 ?。ǎ罚r鐘、總線、電選信號要遠離I/O線和接插件。
 ?。ǎ福┠M電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠離數(shù)字電路信號線,特別是時鐘。
 ?。ǎ梗╅e置不用的運放正輸入端接地,負(fù)輸入端接輸出端。
 ?。ǎ保埃υ肼暶舾械木€不要與大電流、高速開關(guān)線平行。
 ?。ǎ保保┤魏涡盘柖疾灰纬森h(huán)路,如果不可避免,應(yīng)讓環(huán)路盡量小。
 ?。ǎ保玻└咚倬€要短和直。
  四、對集成電路不用引腳的處理
  在設(shè)計印刷板電路圖時,對于有些集成電路不用的引出端的處理也很重要。懸空的輸入端易受干擾。一般對于門電路可用如圖3所示的集中處理方法。
 ?。ǎ幔⑽词褂玫囊龆送ㄟ^一個2kΩ左右的電阻接+5V的電源,使其處于高電平。
  (b)將未使用的引入端和使用的輸入端并接起來。
  (c)若同塊集成電路有未使用的與非門,可將其接地,其輸出接至別的與非門的未使用的輸入端。要是與門則應(yīng)接高電平,輸出高電平再接至別的門的未使用的輸入端。 對于觸發(fā)器,當(dāng)置位端和復(fù)位端不用時,均應(yīng)接高電平(如+5V),CP端不用時應(yīng)接低電平。
  當(dāng)用長線從外電路引入信號時,應(yīng)用施密特電路進行整形,或印板中前一級有RC積分電路時,后級也要用施密特電路進行整形。
  五、電源線布置
  布電源線時,除了要根據(jù)電流的大小,加粗導(dǎo)線寬度外,還要使電源線、地線的走向與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,以增強其抗噪聲的功能。

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