硬件工程師需要了解的PCB設計問題
發布時間:2019-06-11 責任編輯:xueqi
【導讀】以下總結了硬件工程師需要了解PCB設計7個方麵的問題,比如:在進行高速多層PCB設計時,關於電阻電容等器件的封裝的選擇的,主要依據是什麼?常用哪些封裝?

1問:在進行高速多層PCB設計時,關於電阻電容等器件的封裝的選擇的,主要依據是什麼?常用哪些封裝,能否舉幾個例子。
答:0402是手機常用;0603是一般高速信號的模塊常用;依據是封裝越小寄生參數越小,當然不同廠家的相同封裝在高頻性能上有很大差異。建議在關鍵的位置使用高頻專用元件。
2問:多層板布局時需要注意哪些事項?
答:多(duo)層(ceng)板(ban)布(bu)局(ju)時(shi),因(yin)為(wei)電(dian)源(yuan)和(he)地(di)層(ceng)在(zai)內(nei)層(ceng),要(yao)注(zhu)意(yi)不(bu)要(yao)有(you)懸(xuan)浮(fu)的(de)地(di)平(ping)麵(mian)或(huo)電(dian)源(yuan)平(ping)麵(mian),另(ling)外(wai)要(yao)確(que)保(bao)打(da)到(dao)地(di)上(shang)的(de)過(guo)孔(kong)確(que)實(shi)連(lian)到(dao)了(le)地(di)平(ping)麵(mian)上(shang),最(zui)後(hou)是(shi)要(yao)為(wei)一(yi)些(xie)重(zhong)要(yao)的(de)信(xin)號(hao)加(jia)一(yi)些(xie)測(ce)試(shi)點(dian),方(fang)便(bian)調(tiao)試(shi)的(de)時(shi)候(hou)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)。
3問:通孔和盲孔對信號的差異影響有多大?應用的原則是什麼?
答:采用盲孔或埋孔是提高多層板密度、jianshaocengshuhebanmianchicundeyouxiaofangfa,bingdadajianshaoledufutongkongdeshuliang。danxiangbijiaoeryan,tongkongzaigongyishanghaoshixian,chengbenjiaodi,suoyiyibanshejizhongdoushiyongtongkong。
4問:在設計PCB 時,如何考慮電磁兼容性 EMC/EMI,具體需要考慮哪些方麵?采取哪些措施?
答:好的 EMI/EMC 設計必須一開始布局時就要考慮到器件的位置, PCB diecengdeanpai,zhongyaolianjidezoufa,qijiandexuanzedeng。lirushizhongchanshengqideweizhijinliangbuyaokaojinduiwaidelianjieqi,gaosuxinhaojinliangzouneicengbingzhuyitexingzukangpipeiyucankaocengdelianxuyijianshaofanshe,qijiansuotuidexinhaozhixielv(slew rate)盡量小以減低高頻成分,選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時注意其頻率響應是否符合需求以降低電源層噪聲。另外,注意高頻信號電流之回流路徑使其回路麵積盡量小(也就是回路阻抗 loop impedance 盡量小)以減少輻射, 還可以用分割地層的方式以控製高頻噪聲的範圍,最後,適當的選擇PCB 與外殼的接地點(chassis ground)。
5問:高速 PCB,布線過程中過孔的避讓如何處理,有什麼好的建議?
答:高速 PCB,最好少打過孔,通過增加信號層來解決需要增加過孔的需求。
6問:在即有模擬電路又有數字電路的電路中,PCB 板設計時如何避免互相幹擾問題?
答:模擬電路如果匹配合理輻射很小,一般是被幹擾。幹擾源來自器件、電源、空間和 PCB;數字電路由於頻率分量很多,所以肯定是幹擾源。解決方法一般是,合理器件的布局、電源退偶、PCB 分層,如果幹擾特點大或者模擬部分非常敏感,可以考慮用屏蔽罩 。
7問:怎樣判斷PCB板設計時需要多少層?
答:從走線密度、BGA和信號3方麵考慮:
1. 走線密度
一般來說,PCB先布局,再來評估板子的層數;布局完後,就可以看到板子的信號流向,走線順不順(考慮交叉線),需要幾個走線層。評估重點在飛線最密集的區域,因為最密集區域的走線理順,其他稀鬆的區域就easy了;
2. BGA:
當有PCB上BGA時候,評估重點在於BGA的深度(就是焊盤至中間焊盤(一般為電源或者地的焊盤)的個數),BGA焊盤的間距在0.65mm以上的時候,兩個深度的焊盤走一層信號線;
3. 信號考慮:
基於信號質量的考慮,都需要添加地層(屏蔽籠子),進行電磁幹擾屏蔽,增加回流路徑。比如一般來說可以toplayer-signal1-signal2-bottom,但是為了得到更好的、更加穩定的信號,可以設計成toplayer-GND-signal1-signal2-PWM-bottom(但一般都不會這樣,因為成本原因)。
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