查看: 1144|回复: 7

[经验分享] 很火的一篇文章——看得懂的PCB布线

[复制链接]

2

主题

1

好友

36

积分

白丁

Rank: 1

  • TA的每日心情
    奋斗
    2014-7-12 11:48
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2014-4-30 17:19:24 |显示全部楼层
    本帖最后由 电路板的夏季 于 2014-4-30 17:21 编辑

       一位同事负责布的一块步进电机驱动板,性能指标老是达不到文档提到的性能,虽然能用,大电流丢步,高速上不去,波形差,在深入分析之后发现违背了一些PCB布线的基本原则,修改之后性能就非常好,这让我再一次的感受到PCB布线的重要性,尤其是我们经常做大功率电源、传感器这类对PCB布线要求极为严格的。

           前几天在msOS群中,网友“嗡嗡”提出PCB布线问题,我有感于之前步进电机布线引起的问题,把这个PCB布线用常识来理解,通俗易懂、避开电路回路、电磁场传输线等高深复杂,越讲越讲不清的东西,从根本上让大家明白怎么回事,不被一些专业术语约束,获得群内网友的认同。

           PCB布线,就是铺设通电信号的道路连接各个器件,这好比修道路,连接各个城市通汽车,完全一回事。


           道路建设要求一去一回两条线,PCB布线同样道理,需要形成一个两条线的回路,对于低频电路角度上讲,是回路,对于高速电磁场来讲,是传输线,最常见的如差分信号线。比如USB、网线等。对于传输线的阻抗特性等,本文不做进一步讲解。

           可以说,差分信号线,是连接器件信号的理想模型。对信号要求越高的,越要靠近差分信号线。

           当一块板子器件非常多,若都按差分线布,一是PCB的面积太大,二是要布2N条线,工作量太大,难度也很大,于是人们针对实际需求提出了多层PCB的概念,最典型的就是双面PCB板。把底部一层作为公共的参考回路,这样布线只需要布N+1根即可,PCB版面也大大缩小。


           公共参考回路,也就是大家常说的参考地,针对大部分嵌入式行业来说,信号因为数字化后对信号质量要求不是很高,这样采用整层的参考地,可以缩小板面,又提高效率,大大节约了时间,深受大家喜欢。实际上缩小板面就是缩短信号线长度,也可以部分抵消因为参考地引起的信号质量下降问题,所以在实际中,这种引入参考地的PCB布线效果,基本接近差分线理想模型。到了今天,我们都习惯于这种方式,似乎PCB布线,就是要有一层参考地,没有为什么。

           在双面板设计中,因为经常有交叉线存在,需要跳线到地层做交叉线交换,这个需要特别指出的是,这个跳线不能太长,若太长,容易分割参考地,尤其是对于一些信号质量要求高的线,底部的参考地不能被分割,。否则信号的回路被完全破坏,参考地失去了意义。所以一般的讲,参考地层只适合做信号线的短跳线用,信号线尽量布顶层,或者引入更多层的PCB板。

           路与路之间靠的太近容易出现影响,比如坐高铁的时候,感觉的到对面开来火车对自己所坐火车的影响。信号线也一样,不能靠的太近,若信号线与信号线之间是平行的,一定要保持一定的距离,这个以实验为准,并且底部要有很好的参考地。低频小信号下,一般影响不是很大,高频强信号是需要注意的。

           对于高频、大电流方面的PCB布线,比如开关电源等,最忌讳的就是驱动信号被输出强电流、强电压干扰。MOS管的驱动信号,很容易受输出强电流的影响,两者要保持一定的距离,不要靠的太近。模拟音响时代,运放放大倍数过高,就会出现自激效应,原因同MOS管一样。

           PCB布线的载体是PCB板,一般参考地跟PCB板边离1mm附近,信号线离参考地边缘1mm附近,这样把信号都约束在PCB板内,可以降低EMC辐射。

           当对PCB设计还没有概念的,就多想想我们日常的道路,两者完全一致。(本文作者:凤舞天)

    回复

    使用道具 举报

    5

    主题

    5

    好友

    2284

    积分

    进士

    Rank: 5Rank: 5

  • TA的每日心情
    奋斗
    2016-5-9 16:36
  • 签到天数: 356 天

    [LV.8]以坛为家I

    活跃会员勋章 爱板会员勋章

    发表于 2014-5-1 07:40:23 |显示全部楼层
    学习了!!!!
    从不依靠,从不寻找。
    非常沉默,非常骄傲。
    回复

    使用道具 举报

    无效楼层,该帖已经被删除

    59

    主题

    18

    好友

    2977

    积分

    进士

    Rank: 5Rank: 5

  • TA的每日心情
    奋斗
    2016-9-9 09:13
  • 签到天数: 293 天

    [LV.8]以坛为家I

    爱板会员勋章 活跃会员勋章

    发表于 2014-5-6 10:36:50 |显示全部楼层
    学习了~~~~~~~~~~~·
    第五年了,这次一定要坚持到底,不留遗憾!!!
    回复

    使用道具 举报

    54

    主题

    17

    好友

    3449

    积分

    状元

    Rank: 6Rank: 6

  • TA的每日心情
    开心
    前天 08:33
  • 签到天数: 813 天

    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2014-5-6 11:22:51 |显示全部楼层
    通俗易通!
    MMA7660加速度传感器,不错,可以读取啦,哈哈,很有意思呀!
    回复

    使用道具 举报

    0

    主题

    0

    好友

    82

    积分

    童生

    Rank: 2

  • TA的每日心情
    奋斗
    2014-5-8 08:42
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2014-5-8 08:44:35 |显示全部楼层
    感谢楼主,让我这个外行学了不少
    回复

    使用道具 举报

    7#
    无效楼层,该帖已经被删除
    您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

    关闭

    站长推荐上一条 /5 下一条


    手机版|爱板网 |网站地图  

    GMT+8, 2016-12-11 16:06 , Processed in 0.130685 second(s), 15 queries , Memcache On.

    苏公网安备 32059002001056号

    Powered by Discuz!

    回顶部