PCB规划,在不少人眼中是体力活,但是一直以来,一个计划的前期,我都是亲身布局布线,只要到了定型之后的一些修正才交给搭档担任,但也会逐个跟他们解说为什么要这样布线。搭档规划的PCB板,我也常常点评一番,指出缺失的当地,这样搭档在PCB规划上都有较大的进步。
年前搭档担任布的一块步进电机驱动板,功能指标老是达不到文档说到的功能,尽管能用,大电流丢步,高速上不去,波形差,在深入分析之后发现违反了一些PCB布线的根本原则,修正之后功能就十分好,这让我再一次的感受到PCB布线的重要性,尤其是咱们常常做大功率电源、传感器这类对PCB布线要求极为严厉的。
在论坛中,看到很个网友提出的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布线用知识来了解,通俗易懂、避开电路回路、电磁场传输线等深邃杂乱,越讲越讲不清的东西,从根本上让咱们理解怎么回事,不被一些专业术语束缚,取得大多网友的认同。
PCB布线,便是铺设通电信号的路途衔接各个器材,这比方修路途,衔接各个城市通轿车,彻底一回事。
路途建造要求一去一回两条线,PCB布线相同道理,需求构成一个两条线的回路,关于低频电路角度上讲,是回路,关于高速电磁场来讲,是传输线,最常见的如差分信号线。比方USB、网线等。关于传输线的阻抗特性等,本文不做进一步解说,请参阅“看得懂的电磁场理论”一文。
能够说,差分信号线,是衔接器材信号的抱负模型。对信号要求越高的,越要挨近差分信号线。
双面PCB板。把底部一层作为公共的参阅回路
当一块板子器材十分多,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,所以人们针对实践需求提出了多层PCB的概念,最典型的便是双面PCB板。把底部一层作为公共的参阅回路,这样布线只需求布N+1根即可,PCB版面也大大缩小。
公共参阅回路,也便是咱们常说的参阅地,针对大部分嵌入式职业来说,信号由于数字化后对信号质量要求不是很高,这样选用整层的参阅地,能够缩小板面,又进步功率,大大节省了时刻,深受咱们喜爱。实践上缩小板面便是缩短信号线长度,也能够部分抵消由于参阅地引起的信号质量下降问题,所以在实践中,这种引进参阅地的PCB布线作用,根本挨近差分线抱负模型。到了今日,咱们都习惯于这种方法,好像PCB布线,便是要有一层参阅地,没有为什么。
在双面板规划中,由于常常有穿插线存在,需求跳线到地层做穿插线交流,这个需求特别指出的是,这个跳线不能太长,若太长,简单切割参阅地,尤其是关于一些信号质量要求高的线,底部的参阅地不能被切割,。不然信号的回路被彻底损坏,参阅地失去了含义。所以一般的讲,参阅地层只适合做信号线的短跳线用,信号线尽量布顶层,或许引进更多层的PCB板。
路与路之间靠的太近简单呈现影响,比方坐高铁的时分,感觉的到对面开来火车对自己所坐火车的影响。信号线也相同,不能靠的太近,若信号线与信号线之间是平行的,必定要坚持必定的间隔,这个以试验为准,而且底部要有很好的参阅地。低频小信号下,一般影响不是很大,高频强信号是需求留意的。
关于高频、大电流方面的PCB布线,比方开关电源等,最忌讳的便是驱动信号被输出强电流、强电压搅扰。MOS管的驱动信号,很简单受输出强电流的影响,两者要坚持必定的间隔,不要靠的太近。模仿音响年代,运放扩大倍数过高,就会呈现自激效应,原因同MOS管相同。
PCB布线的载体是PCB板,一般参阅地跟PCB板边离1mm邻近,信号线离参阅地边际1mm邻近,这样把信号都束缚在PCB板内,能够下降EMC辐射。
当对PCB规划还没有概念的,就多想想咱们日常的路途,两者彻底一致。