硬件电路设计

SCH设计、PCB设计、FPGA设计、EMI及EMC设计。

高速板4层以上布线总结

2005-6-29 赢泽 高频布线

1、3点以上连线,尽量让线依次通过各点,便于测试,线长尽量短,如下图(按前一种): 2、引脚之间尽量不要放线,特别是集成电路引脚之间和周围。 3、不同层之间的线尽量不要平行,以免形成实际上的电容。 4、布线尽量是直线,或45度折线,避免产生电磁辐射。 5、地线、电源线至少10-15mil以上(对逻辑电路)。 6、尽量让铺地多义线连在一起,增大接地面积。线与线之间尽量整齐。 7、注意元件排放均匀,以便安装、插件、焊接操作。文字排放在当前字符层,位置合理,注意朝向,避免被遮挡,便于生产。 8、元件排放多考虑结构,贴片元件有正负极应在封装和最后标明,避免空间冲突。 9、目前印制板可作...

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高速PCB设计心得

2005-6-29 赢泽 高频布线

随着PCB 系统的向着高密度和高速度的趋势不断的发展,电源的完整性问题,信号的完整性问题(SI),以及EMI,EMC 的问题越来越突出,严重的影响了系统的性能甚至功能的实现。所谓高速并没有确切的定义,当然并不单单指时钟的速度,还包括数字系统上升沿及下降沿的跳变的速度,跳变的速度越快,上升和下降的时间越短,信号的高次谐波分量越丰富,当然就越容易引起SI,EMC,EMI 的问题。本文根据以往的一些经验在以下几个方面对高速PCB 的设计提出一些看法,希望对各位同事能有所帮助。 电源在系统设计中的重要性  不同传输线路的设计规则 电磁干扰的产生以及避免措施 二:电源的完整...

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高频电路设计时非常有用的准则

2005-6-29 赢泽 高频布线

如果信号的频率超过了300MHz (在数字电路中)和100MHz (在模拟电路中) ,就被认为是高频信号。在此频率工作时,印制电路板上很短的导线也被看作是传输线。 导线或印制电路板达到以下长度"I" (以米为单位)时,则被看作是传输线式中,fupper 为信号的最高频率( MHz) 。I>3MHz:f 这样的传输线具有一定的阻抗,叫做"波阻抗"。宽导线比窄导线的波阻抗要小,同样,离地较近的导线比离地较远的导线波阻抗小。如果传输线的波阻抗与电源和/或负载的波阻抗不匹配,就会产生反射。反射会引起带宽的减小和脉冲上升时间、下降时间的增加。所以,对于高频脉冲信号电路,一定要准确设计印制电...

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高速印制电路板的设计及布线要点

2005-6-29 赢泽 高频布线

摘要 主要讨论了高速电路板的典型结构和设计的布线要点,为设计者提供了一套实用的参考资料,使设计满足实际生产工艺要求。 1 引言      无线网络、卫星通讯的日益发展,信息产品走向高速与高频化, 电子设备的设计趋势也向高频化发展,卫星系统、移动电话接收基站等通信产品都必须用到高频PCB来支撑整个设备系统。怎样利用PCB的布线来保证整个高频系统实施是设计关键。目前约50% 的设计的时钟频率超过50MHz,将近20% 的设计主频超过120MHz。当系统工作在50MHz时,将产生传输线效应和信号完整性问题,当系统工作时钟达到120MHz时,除非使...

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高速PCB设计指南之八

2005-6-29 赢泽 高频布线

第一篇 掌握IC封装的特性以达到最佳EMI抑制性能 将去耦电容直接放在IC封装内可以有效控制EMI并提高信号的完整性,本文从IC内部封装入手,分析EMI的来源、IC封装在EMI控制中的作用,进而提出11个有效控制EMI的设计规则,包括封装选择、引脚结构考虑、输出驱动器以及去耦电容的设计方法等,有助于设计工程师在新的设计中选择最合适的集成电路芯片,以达到最佳EMI抑制的性能。 现有的系统级EMI控制技术包括: (1) 电路封闭在一个Faraday盒中(注意包含电路的机械封装应该密封)来实现EMI屏蔽; (2) 电路板或者系统的I/O端口上采取滤波和衰减技术来实现EMI控制; (3)...

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高速PCB设计指南之七

2005-6-29 赢泽 高频布线

第一篇 PCB基本概念 1、"层(Layer) "的概念 与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的"层"的概念有所同,Protel的"层"不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。现今,由于电子线路的元件密集安装。防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层(如软件中的Ground Dever和Power Dever),并常用大面积填充的办法来布线(如软件中的ExternaI...

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高速PCB设计指南之六

2005-6-29 赢泽 高频布线

第一篇  混合信号电路板的设计准则      模拟电路的工作依赖连续变化的电流和电压。数字电路的工作依赖在接收端根据预先定义的电压电平或门限对高电平或低电平的检测,它相当于判断逻辑状态的“真”或“假”。在数字电路的高电平和低电平之间,存在“灰色”区域,在此区域数字电路有时表现出模拟效应,例如当从低电平向高电平(状态)跳变时,如果数字信号跳变的速度足够快,则将产生过冲和回铃反射现象。      对于现代板极设计来说,混合信号PCB的概念比较模糊,这是因为即使在纯粹的“数...

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高速PCB设计指南之五

2005-6-29 赢泽 高频布线

第一篇 DSP系统的降噪技术 随着高速DSP(数字信号处理器)和外设的出现,新产品设计人员面临着电磁干扰(EMI)日益严重的威胁。早期,把发射和干扰问题称之为EMI或RFI(射频干扰)。现在用更确定的词“干扰兼容性”替代。电磁兼容性(EMC)包含系统的发射和敏感度两方面的问题。假若干扰不能完全消除,但也要使干扰减少到最小。如果一个DSP系统符合下面三个条件,则该系统是电磁兼容的。 1. 对其它系统不产生干扰。 2. 对其它系统的发射不敏感。  3. 对系统本身不产生干扰。   干扰定义  当干...

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高速PCB设计指南之四

2005-6-29 赢泽 高频布线

第一篇  印制电路板的可靠性设计 目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。  一、 地线设计  在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意...

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高速PCB设计指南之三

2005-6-29 赢泽 高频布线

第一篇   改进电路设计规程提高可测试性     随着微型化程度不断提高,元件和布线技术也取得巨大发展,例如BGA外壳封装的高集成度的微型IC,以及导体之间的绝缘间距缩小到0.5mm,这些仅是其中的两个例子。电子元件的布线设计方式,对以后制作流程中的测试能否很好进行,影响越来越大。下面介绍几种重要规则及实用提示。    通过遵守一定的规程(DFT-Design for Testability,可测试的设计),可以大大减少生产测试的准备和实施费用。这些规程已经过多年发展,当然,若采用新的生产技术和元件技术,它...

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高速PCB设计指南之二

2005-6-29 赢泽 高频布线

第一篇  高密度(HD)电路的设计 本文介绍,许多人把芯片规模的BGA封装看作是由便携式电子产品所需的空间限制的一个可行的解决方案,它同时满足这些产品更高功能与性能的要求。为便携式产品的高密度电路设计应该为装配工艺着想。 当为今天价值推动的市场开发电子产品时,性能与可靠性是最优先考虑的。为了在这个市场上竞争,开发者还必须注重装配的效率,因为这样可以控制制造成本。电子产品的技术进步和不断增长的复杂性正产生对更高密度电路制造方法的需求。当设计要求表面贴装、密间距和向量封装的集成电路IC 时,可能要求具有较细的线宽和较密间隔的更高密度电路板。可是,展望未来,一些已经...

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高速PCB设计指南之一

2005-6-29 赢泽 高频布线

          第一篇 PCB布线      在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的, 在整个PCB中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、 双面布线及多层布线。布线的方式也有两种:自动布线及交互式布线,在自动布线之前, 可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行, 以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合。  ...

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高速PCB布线实践指南

2005-6-29 赢泽 高频布线

虽然印制电路板(PCB)布线在高速电路中具有关键的作用,但它往往是电路设计过程的最后几个步骤之一。高速PCB布线有很多方面的问题,关于这个题目已有人撰写了大量的文献。本文主要从实践的角度来探讨高速电路的布线问题。主要目的在于帮助新用户设计高速电路PCB布线时对需要考虑的多种不同问题引起注意。另一个目的是为已经有一段时间没接触PCB布线的客户提供一种复习资料。由于版面有限,本文不可能详细地论述所有的问题,但是我们将讨论对提高电路性能、缩短设计时间、节省修改时间具有最大成效的关键部分。  虽然这里主要针对与高速运算放大器有关的电路,但是这里所讨论的问题和方法对用于大多数其它高速模拟...

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PCB设计中信号线跨电源分割层的影响分析

2005-5-29 赢泽 布线策略

    下面是我对电源回流的理解,跟大家分享一下^_^(其中介绍的一些处理方法在国内外很多高速PCB电路里都有应用的)     这里简单构造了一个“场景”,结合下图介绍一下地回流和电源回流以及一些跨分割问题。为方便作图,把层间距放大。    IC1为信号输出端,IC2为信号输入端(为简化PCB模型,假定接收端内含下接电阻)第三层为地层。IC1和IC2的地均来自于第三层地层面。顶层右上角为一块电源平面,接到电源正极。C1和C2分别为IC1、IC2的退耦电容。图上所示的芯片的电源和地脚均为发、收信号端的供电...

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PCB板的跨分割设计

2005-5-29 赢泽 布线策略

在电路设计的时候,在一块PCB板上存在多种电源、多种地的情况越来越多,例如48V,12V-12V,5V,-5V,3.3V,2.5V,1.8V1.5V等电源中常见的种类,AGND(模拟地)DGND(数字地)、PGND(保护地)等不同功能所需的地平面纵横交错,一部分IC明确要求本IC要进行单点接地,以及所需的电源、地平面挖空。为了保证这些地、电源都有高的可靠性,将每一种电源、地分配一层,即一个平面,必然导致电路板叠层的增加,电路板制作的成本大幅度升高。前面说过,电路板的制作成本和叠层数成正比。为了兼顾节约成本和保证电路板的可靠性,工程师在PCB设计的时候,会按照电路板的特点、将两种或者几种PCB的...

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