硬件開發(fā)
高速PCB設(shè)計(jì)規(guī)范
高速PCB設(shè)計(jì)是我國電子行業(yè)發(fā)展的一個(gè)必要階段,主要是保證電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和兼容性。高速PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)很復(fù)雜、專業(yè)性很強(qiáng)的工作,對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)性,以及工作經(jīng)驗(yàn)都有著相對(duì)較高的要求。另外,在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,需要的規(guī)則有很多,但是在這些規(guī)則里,經(jīng)常會(huì)發(fā)生沖突和矛盾,導(dǎo)致高速PCB設(shè)計(jì)工作無法順利進(jìn)行。因此,在這個(gè)情況下,設(shè)計(jì)人員就需要根據(jù)自身的高速PCB設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),以及從設(shè)計(jì)的實(shí)際情況出發(fā),做出相應(yīng)的判斷,進(jìn)行有效的解決,進(jìn)而保證高速PCB設(shè)計(jì)工作的順利展開,保證電子數(shù)字化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,對(duì)其功能的實(shí)現(xiàn),也起到了非常重要的作用和意義。
一、高速PCB設(shè)計(jì)規(guī)則分析
為了提升高速PCB設(shè)計(jì)的質(zhì)量,需要對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行一定的了解,例如:布局,布線等方面,這樣可以保證高速PCB設(shè)計(jì)中的針對(duì)性,具體的內(nèi)容如下:
1.1布局
在高速PCB布局的過程中,一定要從整體的角度出發(fā),根據(jù)整體到細(xì)節(jié)的原則展開規(guī)劃,保證高速PCB設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。那么,在高速PCB布局設(shè)計(jì)的過程中,具體的內(nèi)容如下:
(1)高速PCB布局設(shè)計(jì)的過程中,一定要盡可能錯(cuò)度按高頻元器件之間的連接,降低它們分布參數(shù)和相互之間的電磁干擾。同時(shí),針對(duì)容易受到干擾的元器件,它們之間一定不能相互離的太近,輸入和輸出元器件之間保持著一定距離,這樣可以降低對(duì)元器件的干擾。
(2)元器件若質(zhì)量較重的情況下,應(yīng)當(dāng)利用支架進(jìn)行相應(yīng)的固定,然后再進(jìn)行相應(yīng)的焊接工作。但是,針對(duì)那些又大又重、熱量發(fā)熱的元器件,一定不能在印制板上,而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上,且應(yīng)考慮散熱問題,這樣可以保證布局的合理性。
(3)針對(duì)電路板附近的元器件,應(yīng)當(dāng)與電路板保持一定的距離,一般情況下應(yīng)當(dāng)控制在2mm。同時(shí),電路板的最佳形狀,應(yīng)當(dāng)為矩形。另外,當(dāng)電路板面尺寸為200mm×150mm的時(shí)候,一定要考慮對(duì)電路板所受到機(jī)械強(qiáng)度,保證高速PCB設(shè)計(jì)的合理性。
1.2布線
(1)輸入輸出端所用的導(dǎo)線,一定要盡量避免相鄰平行的現(xiàn)象,最好是利用加線間地線,這樣可以保證保證布線的合理性。
(2)印制導(dǎo)向的最小寬度主要是由導(dǎo)線與基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們之間的電流值決定。同時(shí),在高速PCB布線設(shè)計(jì)的過程中,若是銅箔的厚度為0.05mm,寬度為1mm~15mm,并且通過電流小于2A,溫度是不會(huì)高于3℃的。另外,針對(duì)集成電流,尤其是數(shù)字電路,一般情況下選擇0.02mm~0.3mm導(dǎo)線寬度,這樣可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。但是,在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,是有誤差存在的,所以一定要控制其誤差,一般情況下應(yīng)當(dāng)控制在5mm~8mm之間即可。
二、高速PCB設(shè)計(jì)內(nèi)容分析
在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,所包含的內(nèi)容有很多,例如:前期的準(zhǔn)備工作、布局的設(shè)計(jì)、布線設(shè)計(jì)等方面,只有對(duì)各項(xiàng)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的了解,并且加強(qiáng)設(shè)計(jì)力度,才能保證高速PCB設(shè)計(jì)的質(zhì)量,下面就針對(duì)這幾方面,簡要介紹一些設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn):
2.1準(zhǔn)備工作
高速PCB設(shè)計(jì)前期的準(zhǔn)備工作,直接影響著設(shè)計(jì)工作的展開,以及設(shè)計(jì)工作的速度。因此,在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,一定要做好詳細(xì)的準(zhǔn)備工作,根據(jù)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn),可以從以下幾個(gè)方面展開:
(1)做好詳細(xì)的電路圖。電路圖的準(zhǔn)確性和全面性,直接影響著高速PCB設(shè)計(jì)的質(zhì)量,盡管利用計(jì)算機(jī)可以對(duì)高速PCB設(shè)計(jì),進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和更改。但是,在影響度的過程中,若是一個(gè)元件更改,整體布局度就會(huì)隨之發(fā)生改變,這樣就會(huì)影響高速PCB設(shè)計(jì)的質(zhì)量和進(jìn)程。因此,根據(jù)設(shè)計(jì)人員的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),一定要做好相應(yīng)的電路圖,這樣才能保證高速PCB設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,以及設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
(2)電路元件裝封。電路元件裝封是高速PCB設(shè)計(jì)的重要依據(jù),但是在設(shè)計(jì)封裝的過程中,一定要在實(shí)物的基礎(chǔ)之上,并且要預(yù)留出一定的空間。在空間預(yù)留的過程中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行計(jì)算,不能出現(xiàn)隨意估計(jì)的現(xiàn)象,這樣主要是避免高速PCB設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的穩(wěn)定性,若是情況相對(duì)較為嚴(yán)重的話,還會(huì)出現(xiàn)報(bào)廢的現(xiàn)象。
(3)產(chǎn)品外部的實(shí)際尺寸和大小。外部的實(shí)際尺寸和大小直接影響了高速PCB的大小。因此,在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,一定要將高速PCB設(shè)計(jì)和外部設(shè)計(jì)相互結(jié)合起來。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中,若是外部面板上的可調(diào)元件,接插件和開關(guān)性元件安裝在高速PCB上,那么高速PCB和外部應(yīng)當(dāng)進(jìn)行綜合性的考慮,確保良好的協(xié)調(diào)一起進(jìn)行設(shè)計(jì),從而保證高速PCB設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
2.2高速PCB大小的合理性
高速PCB大小是設(shè)計(jì)中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,若是高速PCB尺寸相對(duì)較大的話,印制線條就會(huì)相對(duì)較長,這樣阻抗就會(huì)隨之增加,抗噪能力也會(huì)隨之性下降。高速PCB尺寸相對(duì)較小的話,元器件的散熱性能就會(huì)相對(duì)較差,安裝也會(huì)相對(duì)較為困難,其干擾性也會(huì)相對(duì)較大。因此,高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,尺寸一定要根據(jù)電路的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì),這樣可以進(jìn)一步的保證高速PCB設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。
2.3高速PCB的整體布局設(shè)計(jì)
布局設(shè)計(jì)是高速PCB設(shè)計(jì)的一個(gè)總體規(guī)劃,因此在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,一定要對(duì)整體布局設(shè)計(jì)給予足夠的重視。那么,在具體設(shè)計(jì)的過程中,可以從以下幾個(gè)方面展開:
(1)一般情況下,電子電路都由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)等方面構(gòu)成。因此,在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,整體布局應(yīng)該按照信號(hào)流程,對(duì)電路單元位置進(jìn)行合理的布局,這樣可以保證各種信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。(2)在各個(gè)功能單元電路布局設(shè)計(jì)的過程中,主要是以元件為主,圍繞著這個(gè)中心點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的布局,進(jìn)而保證高速PCB設(shè)計(jì)的完整性。(3)針對(duì)特殊元件的布局設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)根據(jù)其特殊性,設(shè)置相對(duì)合適的位置。(4)在高速PCB設(shè)計(jì)的過程中,若是有一些相對(duì)較重元件的話,應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)固定支架的位置,并且注重各個(gè)部分的平衡性,這樣為后期的的生產(chǎn),提供了相對(duì)便利的條件。(5)針對(duì)發(fā)熱性能相對(duì)較高的元器件,一定設(shè)置相應(yīng)的散熱性,或者采取相應(yīng)的散熱方式,來保證元器件的穩(wěn)定性。
2.4高速PCB布線設(shè)計(jì)
(1)數(shù)字信號(hào)和高頻模擬信號(hào)都是有諧波存在的。因此,在設(shè)計(jì)的過程中,印制導(dǎo)線拐彎處一定不能設(shè)計(jì)直角和夾角的,可以利用圓弧的設(shè)計(jì)形態(tài),這樣可以起到防輻射的作用。(2)在設(shè)計(jì)的過程中,針對(duì)高速PCB銅箔面積相對(duì)較大的話,可以利用網(wǎng)格的形式進(jìn)行設(shè)計(jì),其主要的目的就是避免變形的現(xiàn)象發(fā)生。
2.5地線設(shè)計(jì)
地線設(shè)計(jì)是高速PCB設(shè)計(jì)中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容,主要可以從以下幾個(gè)方面展開:(1)地線設(shè)計(jì)是高速PCB設(shè)計(jì)中,非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容,一定要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的了解,其中主要包括有:系統(tǒng)地、屏蔽地、數(shù)字地和模擬地等方面構(gòu)成。(2)在設(shè)計(jì)的過程中,盡量使用加粗的地線,這樣可以保證電流運(yùn)行的穩(wěn)定性,并且可以允許3倍的電流流過。(3)在地線設(shè)計(jì)的過程中,各個(gè)地線結(jié)構(gòu)一定要形成閉合回路,這樣可起到康噪音的作用,并且還有效的縮小了電位差的現(xiàn)象。
總結(jié)
綜上所述,本文對(duì)高速PCB設(shè)計(jì)的一些規(guī)則的相關(guān)內(nèi)容,進(jìn)行了簡要的分析和闡述,并且從高速PCB大小的合理性、高速PCB的整體布局設(shè)計(jì)、高速PCB布線設(shè)計(jì)、地線設(shè)計(jì)等方面,對(duì)其設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了簡要的探討,其主要的目的就是保證高速PCB的質(zhì)量和進(jìn)度,為我國電子行業(yè)的發(fā)展,給予了重要的支持。
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