工程規(guī)模中的數(shù)字設(shè)計(jì)人員和數(shù)字電路板設(shè)計(jì)專家在不絕增加,這反應(yīng)了行業(yè)的成長(zhǎng)趨勢(shì)。盡量對(duì)數(shù)字設(shè)計(jì)的重視帶來(lái)了電子產(chǎn)物的重大成長(zhǎng),但仍然存在,并且還會(huì)一直存在一部門與模仿或現(xiàn)實(shí)情況接口的電路設(shè)計(jì)。模仿和數(shù)字規(guī)模的布線計(jì)策有一些雷同之處,但要得到更好的功效時(shí),由于其布線計(jì)策差異,簡(jiǎn)樸電路布線設(shè)計(jì)就不再是最優(yōu)方案了。本文就旁路電容、電源、地線設(shè)計(jì)、電壓誤差和由PCB布線引起的電磁滋擾(EMI)等幾個(gè)方面,接頭模仿和數(shù)字布線的基內(nèi)情似之處及不同。
本文引用地點(diǎn):模仿和數(shù)字布線計(jì)策的相似之處
旁路或去耦電容
在布線時(shí),模仿器件和數(shù)字器件都需要這些范例的電容,都需要接近其電源引腳毗連一個(gè)電容,此電容值凡是為0.1mF。系統(tǒng)供電電源側(cè)需要另一類電容,凡是此電容值約莫為10mF。
這些電容的位置如圖1所示。電容取值范疇為推薦值的1/10至10倍之間。但引腳須較短,且要只管接近器件(對(duì)付0.1mF電容)或供電電源(對(duì)付10mF電容)。
在電路板上加旁路或去耦電容,以及這些電容在板上的位置,對(duì)付數(shù)字和模仿設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)都屬于知識(shí)。但有趣的是,其原因卻有所差異。在模仿布線設(shè)計(jì)中,旁路電容凡是用于旁路電源上的高頻信號(hào),假如不加旁路電容,這些高頻信號(hào)大概通過(guò)電源引腳進(jìn)入敏感的模仿芯片。一般來(lái)說(shuō),這些高頻信號(hào)的頻率超出模仿器件抑制高頻信號(hào)的本領(lǐng)。假如在模仿電路中不利用旁路電容的話,就大概在信號(hào)路徑上引入噪聲,更嚴(yán)重的環(huán)境甚至?xí)鹫駝?dòng)。
圖1 在模仿和數(shù)字PCB設(shè)計(jì)中,旁路或去耦電容(1mF)應(yīng)只管接近器件安排。供電電源去耦電容(10mF)應(yīng)安排在電路板的電源線進(jìn)口處。所有環(huán)境下,這些電容的引腳都應(yīng)較短
圖2 在此電路板上,利用差異的蹊徑來(lái)布電源線和地線,由于這種不得當(dāng)?shù)墓餐娐钒宓碾娮釉骷途€路受電磁滋擾的大概性較量大
圖3 在此單面板中,到電路板上器件的電源線和地線互相接近。此電路板中電源線和地線的共同比圖2中得當(dāng)。電路板中電子元器件和線路受電磁滋擾(EMI)的大概性低落了679/12.8倍或約54倍
對(duì)付節(jié)制器和處理懲罰器這樣的數(shù)字器件,同樣需要去耦電容,但原因差異。這些電容的一個(gè)成果是用作“微型”電荷庫(kù)。在數(shù)字電路中,執(zhí)行門狀態(tài)的切換凡是需要很大的電流。由于開(kāi)關(guān)時(shí)芯片上發(fā)生開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電流并流經(jīng)電路板,有特另外“備用”電荷是有利的。假如執(zhí)行開(kāi)關(guān)行動(dòng)時(shí)沒(méi)有足夠的電荷,會(huì)造成電源電壓產(chǎn)生很大變革。電壓變革太大,會(huì)導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)電平進(jìn)入不確定狀態(tài),并很大概引起數(shù)字器件中的狀態(tài)機(jī)錯(cuò)誤運(yùn)行。流經(jīng)電路板走線的開(kāi)關(guān)電流將引起電壓產(chǎn)生變革,電路板走線存在寄生電感,可回收如下公式計(jì)較電壓的變革:V = LdI/dt
個(gè)中,V = 電壓的變革;L = 電路板走線感抗;dI = 流經(jīng)走線的電流變革;dt =電流變革的時(shí)間。
因此,基于多種原因,在供電電源處或有源器件的電源引腳處施加旁路(或去耦)電容是較好的做法。
電源線和地線要布在一起
電源線和地線的位置精采共同,可以低落電磁滋擾的大概性。假如電源線和地線共同不妥,會(huì)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)環(huán)路,并很大概會(huì)發(fā)生噪聲。電源線和地線共同不妥的PCB設(shè)計(jì)示譬喻圖2所示。
此電路板上,設(shè)計(jì)出的環(huán)路面積為697cm2。回收?qǐng)D3所示的要領(lǐng),電路板上或電路板外的輻射噪聲在環(huán)路中感到電壓的大概性可大為低落。
模仿和數(shù)字規(guī)模布線計(jì)策的差異之處
地平面是個(gè)困難
電路板布線的根基常識(shí)既合用于模仿電路,也合用于數(shù)字電路。一個(gè)根基的履歷準(zhǔn)則是利用不中斷的地平面,這一知識(shí)低落了數(shù)字電路中的dI/dt(電流隨時(shí)間的變革)效應(yīng),這一效應(yīng)會(huì)改變地的電勢(shì)并會(huì)使噪聲進(jìn)入模仿電路。數(shù)字和模仿電路的布線能力基內(nèi)情同,但有一點(diǎn)除外。對(duì)付模仿電路,尚有別的一點(diǎn)需要留意,就是要將數(shù)字信號(hào)線和地平面中的回路只管遠(yuǎn)離模仿電路。這一點(diǎn)可以通過(guò)如下做法來(lái)實(shí)現(xiàn):將模仿地平面單獨(dú)毗連到系統(tǒng)地毗連端,可能將模仿電路安排在電路板的最遠(yuǎn)端,也就是線路的結(jié)尾。這樣做是為了保持信號(hào)路徑所受到的外部滋擾最小。對(duì)付數(shù)字電路就不需要這樣做,數(shù)字電路可容忍地平面上的大量噪聲,而不會(huì)呈現(xiàn)問(wèn)題。
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