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如何画双层pcb板_PCB双层板的布线原则

2018年05月25日 15:19 网络整理 作者: 用户评论(0

  PCB板是重要的电子部件,是所有电子元器件的母体,从上世初开始出现到现在也变得越来越复杂,从单层到双层、四层,再到多层,设计难度也是不断增加。因为双层板正反两面都有布线,所以了解和掌握它的布线原则对于我们的设计是非常有帮助的。下面就让我们一起来了解一下PCB双层板的布线原则。

  如何画双层pcb板

  双层pcb板要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔。导孔是在pcb上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。用PROTEL画双面pcb板子的时候,在TopLayer(顶层)上画导线连接元器件,就是在顶层画板; 选择BottomLayer(底层),在底层上画导线连接元器件,就是在底层上画板。以上就是画双层pcb的基础。

  在画双层pcb板之前,先要确定好元器件的布局,而在布线的时候先布关键晶体、晶振电路,时钟电路,CPU等信号线,一定要遵守环流面积尽量小的原则。

  双层板在元器件合理布局确定后,紧接着先设计地网抄板电源线,再布重要线---敏感线、高频线,后布一般线---低频线。关键引线最好有独立的电源,地线回路,引线且非常短,所以有时在关键线边上布一条地线紧靠信号线,让它形成最小的工作回路。

  在画双层PCB板的时候,遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局,布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件。

  总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。

  须注意的是,这两片双层板在电路板的下层都有一个接地面。如此设计是为了让工程师在做故障排除时可以迅速地看到布线,此种方式常出现在装置制造商的示范与评估板上。但更典型的做法是在电路板的上层铺上接地面,以降低电磁干(emi)。

  如何画双层pcb板_PCB双层板的布线原则

  画双层pcb板的步骤

  1、准备电路原理图

  2、新建一个pcb文件并载入元器件封装库

  3、规划电路板

  4、装入网络表和元件

  5、元器件自动布局

  6、布局调整

  7、网络密度分析

  8、布线规则设定

  9、自动布线

  10、手动调整布线

  如何画双层pcb板_PCB双层板的布线原则

  双层pcb板信号线布线

  双层板在元器件在EDA软件画好后,接下来先设计布线顺序为电源线,敏感线,高频线,低频线。关键引线最好有独立的电源,地线回路,引线且非常短,所以有时在关键线边上布一条地线紧靠信号线,让它形成最小的工作回路。

  双层板的信号线,是先布关键晶体、晶振电路,时钟电路,CPU等信号线,一定要遵守环流面积尽量小的原则。 PCB的IC电路工作时,多次提及环流面积,实际它的出处在差模辐射的概念。如差模辐射的定义:电路工作电流在信号环路中流动,这个信号环路会产生电磁辐射,由于这种电流是差模的,因此信号环路产生的辐射称为差模辐射,其辐射场强有一个计算公式: 式中可以得出,E1---差模抄板印制板电路空间γ处的辐射场强由差模辐射公式可见,其辐射场强与工作频率f2、环流面积A、工作电流I成正比,如当工作频率f确定后,环流面积的大小是我们设计中可直接控制的关键因素,同时环流工作速度、电流只要满足可靠性,并非越大越好,信号上跳沿下跳沿越窄,它的谐波分量就越大,越宽,电磁辐射就越高,功率越大其电流必然就大,这是我们不期望的。

  下面给出几种逻辑电路能满足辐射B级标准允许的环流面积参考值。可以看出,电路开关速度越快,则允许的面积越小。 关键的联线,如有可能其周围均可用地线包围之。另待PCB抄板布线完毕后,可用地线将所有空隙覆盖,但必须注意这些覆盖地线都要与大地层低阻抗的联体短接,这样能取得良好的效果。

  双层pcb板一般布线技巧

  一般来说,我们为了高效的工作都会使用自动布线。大多数的情形下,自动布线对纯数字的电路尤其是低频率信号且低密度的电路的布线都不会会有问题。但尝试使用的自动布线工具做模拟、混合讯号或高速电路的布线时,可能会出现一些问题,而且有可能造成极严重的电路性能问题。关于布线有许多要考虑的事项,最大的问题是接地方式。假使接地路径是由上层开始,每个装置的接地皆经由在该层上的拉线连接到地线。对下层的每个装置来说,是由电路板右边的贯孔连接到上层而形成接地回路。在检查布线方式时会看到的立即红色旗标表示存在多个接地回路。此外,下层的接地回路被一条水平处。可降低数字切换δi/δt 对模拟电路造成的影响。 但须注意的是,这两片双层板在电路板的下层都有一个接地面。如此设计是为了让工程师在做故障排除时可以迅速地看到布线,此种方式常出现在装置制造商的示范与评估板上。但更典型的做法是在电路板的上层铺上接地面,以降低EMI。

  如何画双层pcb板_PCB双层板的布线原则

  双层pcb板布线规则

  (1)元器件最好单面放置。若需要双面放置元器件,在底层(Bottom Layer)放置插针式元器件,就可能造成电路板不易安放,也不利于焊接,所以底层(Bottom Layer)最好只放置贴片元器件,类似常见的计算机显卡PCB 板上的元器件布置方法。单面放置时只需在电路板的一个面上做丝印层,便于降低成本。

  (2)合理安排接口元器件的位置和方向。一般来说,作为电路板和外界(电源、信号线)接的连接器元器件,通常置在电路板的边缘,如串口和并口。放在电路板的中央,不利于接线,也可能因为其他元器件的阻碍而无法连接。另外还要注意接口的方向,使连接线可以顺利地引出,远离电路板。接口放置后,应当利用接口元器件的String(字符串)清晰地标明接口的种类;对于电源类接口,应当标明电压等级,防止因接线错误导致电路板烧毁。

  (3)高压元器件和低压元器件之间最好要有较宽的电气隔离带。不要将电压等级相差很大的元器件摆放在一起,这样既有利于电气绝缘,对信号的隔离和抗干扰也有很大好处。

  (4)电气连接关系密切的元器件最好放置在一起。这就是模块化的布局思想。

  (5)对于易产生噪声的元器件,如时钟发生器和晶振等高频器件,布局时应尽量放在靠近CPU 的时钟输入端。大电流电路和开关电路也易产生噪声,这些元器件或模块也应该远离逻辑控制电路和存储电路等高速信号电路,可能的话,尽量采用控制板结合功率板的方式,利用接口来连接,以提高电路板整体的抗干扰能力和工作可靠性。

  (6)在电源和芯片周围尽量放置去耦电容和滤波电容。这是改善电路板电源质量,提高抗干扰能力的一项重要措施。实际应用中,印制电路板的走线、引脚连线和接线都有可能带来较大的寄生电感,导致电源波形和信号波形中出现高频纹波和毛刺,而在电源和地之间放置一个0.1μF 或者更大的电容,以进一步改善电源质量。对于电源转换芯片,或者电源输入端,最好是布置一个10μF的去耦电容可以有效地滤除这些高频纹波和毛刺。如果电路板上使用的是贴片电容,应该将贴片电容紧靠元器件的电源引脚。

  (7)元器件的编号应该紧靠元器件的边框布置,大小统一,方向整齐,不与元器件、过孔和焊盘重叠。元器件或接插件的第1 引脚表示方向;正负极的标志应该在PCB 上明显标出,不允许被覆盖;电源变换元器件(如DC/DC 变换器,线性变换电源和开关电源)旁应该有足够的散热空间和安装空间,外围留有足够的焊接空间等。

  (8) 双层板地线设计成栅状围框形成,即在印制板一面布较多的平行地线,另一面为抄板垂直地线,然后在它们交叉的地方用金属化过孔连接起来(过孔电阻要小)。

  (9)为考虑到每个IC芯片近旁应设有地线,往往每隔1~115cm布一根地线,这样密集的地线使信号环路的面积更小,有利于降低辐射。该地网设计方法应在布信号线之前,否则实现比较困难。

  (10)需要重点考虑的因素:电磁兼容、始端终端阻抗匹配、时钟同步。

  (11)高速线最好走内层,顶底层容易受到外界温度、湿度、空气的影响,不易稳定。如果需要测试,可以打测试过孔引出。不要再存有飞线、割线的幻想。

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( 发表人:陈翠 )

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