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      PCB制版經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

      時(shí)間:2019-05-12 13:50:39下載本文作者:會(huì)員上傳
      簡(jiǎn)介:寫寫幫文庫(kù)小編為你整理了多篇相關(guān)的《PCB制版經(jīng)驗(yàn)總結(jié)》,但愿對(duì)你工作學(xué)習(xí)有幫助,當(dāng)然你在寫寫幫文庫(kù)還可以找到更多《PCB制版經(jīng)驗(yàn)總結(jié)》。

      第一篇:PCB制版經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

      Pcb制版經(jīng)驗(yàn):

      1、線與孔以及線與線等之間的間距最小不得小于0.3mm,否則西安的工廠無(wú)法加工到位,一般我們可以把線與孔的間距設(shè)到0.4mm

      2、元器件最好都放在板子內(nèi),如果有些元件管腳都在板子內(nèi)而整體卻有一部分在板子外,這時(shí),需要將該元件的分裝重新調(diào)整,使其全部都在板子內(nèi)。否則廠商在制版時(shí)會(huì)不知道是需要將板子擴(kuò)大還是元件怎么調(diào)整。

      3、板子上的字要整體統(tǒng)一進(jìn)行編排,一般,將字的高度設(shè)為1mm,寬度設(shè)為0.3mm。

      4、在原理圖中不同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)不可以用線連到一塊,否則在編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)。需要時(shí)可以將要連在一起的線都用同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí),然后在pcb上用string標(biāo)識(shí)出做不同用途的引腳。

      5、自動(dòng)布線的很多線需要重新調(diào)整。

      6、走線后,如果發(fā)現(xiàn)線的中間有粉色或紫色的小點(diǎn),那是應(yīng)為線未刪除干凈的原因。其中,粉色小點(diǎn)是bottom 上的線點(diǎn),紫色小點(diǎn)是toplayer上的線點(diǎn)。

      7、元件、字都在topoverlay 這一層。

      8、線寬的選擇:一般40mil的線寬可以通過2A到3A的電流,40mil的間距可以耐200到300v的電壓。我們?cè)谄綍r(shí)布板時(shí),1-2A的電流至少需要布2-3mm寬的線;3-5A的電流至少要用3-4mm的線寬,7-8A的電流則要用大于4mm的線。而且大于3A的電流最好加上燙錫層(topsolder 或 bottomsolder)。

      9、在pcb上,普通二級(jí)管的封裝一般與電阻大小相同,或稍微小一點(diǎn),用DIODE0.3或DIODE0.4就可以。

      10、對(duì)元件的封裝需要注意:a、電位器的腳與現(xiàn)實(shí)所用電位器的腳及原理圖中電位器腳的順序要確定對(duì)應(yīng);b、三極管的封裝不僅要注意板子、原理圖及元件真實(shí)管腳的對(duì)應(yīng),還要看三級(jí)的放置方向,尤其大三級(jí)管,需要考慮其散熱;c、熱敏電阻或采樣電阻等部分元件需要考慮其管腳的粗細(xì),一般比普通元件的退要粗,要跟據(jù)實(shí)際需要設(shè)置;有正負(fù)的元件,需要標(biāo)出正極??傊鰌cb前先需要將元件庫(kù)里的封裝與元件的真實(shí)封裝及原理圖都要對(duì)應(yīng)起來(lái)。

      第二篇:PCB設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

      --[PCB]PCB設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

      [PCB]PCB設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)布局:總體思想:在符合產(chǎn)品電氣以及機(jī)械結(jié)構(gòu)要求的基礎(chǔ)上考慮整體美觀,在一個(gè)PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序。1.印制板尺寸必須與加工圖紙尺寸相符,符合PCB制造工藝要求,放置MARK點(diǎn)。2.元件在二維、三維空間上有無(wú)沖突?3.元件布局是否疏密有序,排列整齊?是否全部布完?4.需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換?插件板插入設(shè)備是否方便? 5.熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x?6.調(diào)整可調(diào)元件是否方便?7.在需要散熱的地方,裝了散熱器沒有?空氣流是否通暢?布局:總體思想:在符合產(chǎn)品電氣以及機(jī)械結(jié)構(gòu)要求的基礎(chǔ)上考慮整體美觀,在一個(gè)PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序。1.印制板尺寸必須與加工圖紙尺寸相符,符合PCB制造工藝要求,放置MARK點(diǎn)。2.元件在二維、三維空間上有無(wú)沖突?3.元件布局是否疏密有序,排列整齊?是否全部布完?4.需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換?插件板插入設(shè)備是否方便? 5.熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x?6.調(diào)整可調(diào)元件是否方便?7.在需要散熱的地方,裝了散熱器沒有?空氣流是否通暢?8.信號(hào)流程是否順暢且互連最短?9.插頭、插座等與機(jī)械設(shè)計(jì)是否矛盾?10.蜂鳴器遠(yuǎn)離柱形電感,避免干擾聲音失真。11.速度較快的器件如SRAM要盡量的離CPU近。12.由相同電源供電的器件盡量放在一起。布線:

      1.走線要有合理的走向:如輸入/輸出,交流/直流,強(qiáng)/弱信號(hào),高頻/低頻,高壓/低壓等...,它們的走向應(yīng)該是呈線形的(或分離),不得相互交融。其目的是防止相互干擾。最好的走向是按直線,但一般不易實(shí)現(xiàn),避免環(huán)形走線。對(duì)于是直流,小信號(hào),低電壓PCB設(shè)計(jì)的要求可以低些。輸入端與輸出端的邊,以免產(chǎn)生反射干擾線應(yīng)避免相鄰平行。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。2.選擇好接地點(diǎn):一般情況下要求共點(diǎn)地,數(shù)字地與模擬地在電源輸入電容處相連。3.合理布置電源濾波/退耦電容:布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件,離得太遠(yuǎn)就沒有作用了。在貼片器件的退耦電容最好在布在板子另一面的器件肚子位置,電源和地要先過電容,再進(jìn)芯片。4.線條有講究:有條件做寬的線決不做細(xì);高壓及高頻線應(yīng)園滑,不得有尖銳的倒角,拐彎也不得采用直角,一般采用135度角。地線應(yīng)盡量寬,最好使用大面積敷銅,這對(duì)接地點(diǎn)問題有相當(dāng)大的改善。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少過線孔,減少并行的線條密度。5.盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關(guān)系是:地線>電源線>信號(hào)線。6.?dāng)?shù)字電路與模擬電路的共地處理,現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路),而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。數(shù)字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強(qiáng),對(duì)信號(hào)線來(lái)說,高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件,對(duì)地線來(lái)說,整人PCB對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn),所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問題,而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接。7.信號(hào)線布在電(地)層上在多層印制板布線時(shí),由于在信號(hào)線層沒有布完的線剩下已經(jīng)不多,再多加層數(shù)就會(huì)造成浪費(fèi)也會(huì)給生產(chǎn)增加一定的工作量,成本也相應(yīng)增加了,為解決這個(gè)矛盾,可以考慮在電(地)層上進(jìn)行布線。首先應(yīng)考慮用電源層,其次才是地層。因?yàn)樽詈檬潜A舻貙拥耐暾浴?.關(guān)鍵信號(hào)的處理,關(guān)鍵信號(hào)如時(shí)鐘線應(yīng)該進(jìn)行包地處理,避免產(chǎn)生干擾,同時(shí)在晶振器件邊做一個(gè)焊點(diǎn)使晶振外殼接地。9.設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)

      布線設(shè)計(jì)完成后,需認(rèn)真檢查布線設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則,同時(shí)也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求,一般檢查有如下幾個(gè)方面:線與線,線與元件焊盤,線與貫通孔,元件焊盤與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產(chǎn)要求。

      電源線和地線的寬度是否合適,電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。

      對(duì)于關(guān)鍵的信號(hào)線是否采取了最佳措施,如長(zhǎng)度最短,加保護(hù)線,輸入線及輸出線被明顯地分開。

      模擬電路和數(shù)字電路部分,是否有各自獨(dú)立的地線。

      后加在PCB中的圖形(如圖標(biāo)、注標(biāo))是否會(huì)造成信號(hào)短路。

      對(duì)一些不理想的線形進(jìn)行修改。在PCB上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質(zhì)量。

      多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。10.關(guān)于EMC方面:a.盡可能選用信號(hào)斜率較慢的器件,以降低信號(hào)所產(chǎn)生的高頻成分。b.注意高頻器件擺放的位置,不要太靠近對(duì)外的連接器。c.注意高速信號(hào)的阻抗匹配,走線層及其回流電流路徑,以減少高頻的反射與輻射。d.在各器件的電源管腳放置足夠與適當(dāng)?shù)娜ヱ詈想娙菀跃徍碗娫磳雍偷貙由系脑肼?。特別注意電容的頻率響應(yīng)與溫度的特性是否符合設(shè)計(jì)所需。e電源層比地層內(nèi)縮20H,H為電源層與地層之間的距離。11.GERBER輸出檢查檢查輸出的GERBER文件是否按層疊順序要求輸出,在CAM350里查看每一層數(shù)據(jù)以及DRILL表,同時(shí)注意特殊孔如方孔的輸出。

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      印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件。它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB的密度越來(lái)越高。PCB設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大。實(shí)踐證明,即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確,印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng),也會(huì)對(duì)電子產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如,如果印制板兩條細(xì)平行線靠得很近,則會(huì)形成信號(hào)波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此,在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候,應(yīng)注意采用正確的方法,遵守PCB設(shè)計(jì)的一般原則,并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求。

      一、PCB設(shè)計(jì)的一般原則要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、造價(jià)低的PCB,應(yīng)遵循以下的一般性原則:1.布局首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時(shí),印制線條長(zhǎng),阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后,再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。在確定特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則:(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。(3)重量超過15g的元器件,應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上,且應(yīng)考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。(4)對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。(5)應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根據(jù)電路的功能單元。對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí),要符合以下原則:(1)按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,使布局便于信號(hào)流通,并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。(2)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。(3)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。(4)位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(zhǎng)寬雙為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200×150mm時(shí),應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。2.布線布線的原則如下:(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發(fā)生反饋藕合。(2)印制板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.5mm、寬度為1~15mm時(shí),通過2A的電流,溫度不會(huì)高于3℃。因此,導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對(duì)于集成電路,尤其是數(shù)字電路,通常選0.02~0.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然,只要允許,還是盡可能用寬線,尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路,尤其是數(shù)字電路,只要工藝允許,可使間距小于5~8mil。(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí),易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí),最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。3.焊盤焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。

      二、PCB及電路抗干擾措施印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系,這里僅就PCB抗干擾設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)常用措施做一些說明。1.電源線設(shè)計(jì)根據(jù)印制線路板電流的大小,盡量加粗電源線寬度,減少環(huán)路電阻。同時(shí),使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。2.地線設(shè)計(jì)在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來(lái)使用,可解決大部分干擾問題。電子產(chǎn)品中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地(屏蔽地)、數(shù)字地(邏輯地)和模擬地等。在地線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地在低頻電路中,信號(hào)的工作頻率小于1MHz,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大,因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地的方式。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí),地線阻抗變得很大,此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗,應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1~10MHz時(shí),如果采用一點(diǎn)接地,其地線長(zhǎng)度不應(yīng)超過波長(zhǎng)的1/20,否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。(2)數(shù)字地與模擬地分開。電路板上既有高速邏輯電路,又有線性電路,應(yīng)使它們盡量分開,而兩者的地線不要相混,分別與電源端地線相連。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地,實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地,地線應(yīng)短而粗,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。要盡量加大線性電路的接地面積。(3)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很細(xì)的線條,則接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子產(chǎn)品的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn),抗噪聲性能降低。因此應(yīng)將接地線盡量加粗,使它能通過三倍于印制電路板的允許電流。如有可能,接地線的寬度應(yīng)大于3mm。(4)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時(shí),將接地線做成閉路可以明顯地提高抗噪聲能力。其原因在于:印制電路板上有很多集成電路元件,尤其遇有耗電多的元件時(shí),因受接地線粗細(xì)的限制,會(huì)在地線上產(chǎn)生較大的電位差,引起抗噪能力下降,若將接地線構(gòu)成環(huán)路,則會(huì)縮小電位差值,提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。3.退藕電容配置PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?。退藕電容的一般配置原則是:(1)電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能,接100uF以上的更好。(2)原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1~10pF的鉭電容。(3)對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲(chǔ)器件,應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。(4)電容引線不能太長(zhǎng),尤其是高頻旁路電容不能有引線。此外,還應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí),操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電,必須采用RC電路來(lái)吸收放電電流。一般R取1~2K,C取2.2~47uF。(2)CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時(shí)對(duì)不用端要接地或接正電源。

      三、PowerPCB簡(jiǎn)介PowerPCB是美國(guó)Innoveda公司軟件產(chǎn)品。PowerPCB能夠使用戶完成高質(zhì)量的設(shè)計(jì),生動(dòng)地體現(xiàn)了電子設(shè)計(jì)工業(yè)界各方面的內(nèi)容。其約束驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法可以減少產(chǎn)品完成時(shí)間。你可以對(duì)每一個(gè)信號(hào)定義安全間距、布線規(guī)則以及高速電路的設(shè)計(jì)規(guī)則,并將這些規(guī)劃層次化的應(yīng)用到板上、每一層上、每一類網(wǎng)絡(luò)上、每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上、每一組網(wǎng)絡(luò)上、每一個(gè)管腳對(duì)上,以確保布局布線設(shè)計(jì)的正確性。它包括了豐富多樣的功能,包括簇布局工具、動(dòng)態(tài)布線編輯、動(dòng)態(tài)電性能檢查、自動(dòng)尺寸標(biāo)注和強(qiáng)大的CAM輸出能力。它還有集成第三方軟件工具的能力,如SPECCTRA布線器。

      四、PowerPCB使用技巧PowerPCB目前已在我所推廣使用,它的基本使用技術(shù)已有培訓(xùn)教材進(jìn)行了詳細(xì)的講解,而對(duì)于我所廣大電子應(yīng)用工程師來(lái)說,其問題在于已經(jīng)熟練掌握了TANGO之類的布線工具之后,如何轉(zhuǎn)到PowerPCB的應(yīng)用上來(lái)。所以,本文就此類應(yīng)用和培訓(xùn)教材上沒有講到,而我們應(yīng)用較多的一些技術(shù)技巧作了論述。1.輸入的規(guī)范問題對(duì)于大多數(shù)使用過TANGO的人來(lái)說,剛開始使用PowerPCB的時(shí)候,可能會(huì)覺得PowerPCB的限制太多。因?yàn)镻owerPCB對(duì)原理圖輸入和原理圖到PCB的規(guī)則傳輸上是以保證其正確性為前提的。所以,它的原理圖中沒有能夠?qū)⒁桓姎膺B線斷開的功能,也不能隨意將一根電氣連線在某個(gè)位置停止,它要保證每一根電氣連線都要有起始管腳和終止管腳,或是接在軟件提供的連接器上,以供不同頁(yè)面間的信息傳輸。這是它防止錯(cuò)誤發(fā)生的一種手段,其實(shí),也是我們應(yīng)該遵守的一種規(guī)范化的原理圖輸入方式。在PowerPCB設(shè)計(jì)中,凡是與原理圖網(wǎng)表不一致的改動(dòng)都要到ECO方式下進(jìn)行,但它給用戶提供了OLE鏈接,可以將原理圖中的修改傳到PCB中,也可以將PCB中的修改傳回原理圖。這樣,既防止了由于疏忽引起的錯(cuò)誤,又給真正需要進(jìn)行修改提供了方便。但是,要注意的是,進(jìn)入ECO方式時(shí)要選擇“寫ECO文件”選項(xiàng),而只有退出ECO方式,才會(huì)進(jìn)行寫ECO文件操作。2.電源層和地層的選擇PowerPCB中對(duì)電源層和地層的設(shè)置有兩種選擇,CAM Plane和Split/Mixed。Split/Mixed主要用于多個(gè)電源或地共用一個(gè)層的情況,但只有一個(gè)電源和地時(shí)也可以用。它的主要優(yōu)點(diǎn)是輸出時(shí)的圖和光繪的一致,便于檢查。而CAM Plane用于單個(gè)的電源或地,這種方式是負(fù)片輸出,要注意輸出時(shí)需加上第25層。第25層包含了地電信息,主要指電層的焊盤要比正常的焊盤大20mil左右的安全距離,保證金屬化過孔之后,不會(huì)有信號(hào)與地電相連。這就需要每個(gè)焊盤都包含有第25層的信息。而我們自己建庫(kù)時(shí)往往會(huì)忽略這個(gè)問題,造成使用Split/Mixed選項(xiàng)。3.推擠還是不推擠PowerPCB提供了一個(gè)很好用的功能就是自動(dòng)推擠。當(dāng)我們手動(dòng)布線時(shí),印制板在我們的完全控制之下,打開自動(dòng)推擠的功能,會(huì)感到非常的方便。但是如果在你完成了預(yù)布線之后,要自動(dòng)布線時(shí),最好將預(yù)布好的線固定住,否則自動(dòng)布線時(shí),軟件會(huì)認(rèn)為此線段可移動(dòng),而將你的工作完全推翻,造成不必要的損失。4.定位孔的添加我們的印制板往往需要加一些安裝定位孔,但是對(duì)于PowerPCB來(lái)說,這就屬于與原理圖不一樣的器件擺放,需要在ECO方式下進(jìn)行。但如果在最后的檢查中,軟件因此而給出我們?cè)S多的錯(cuò)誤,就不大方便了。這種情況可以將定位孔器件設(shè)為非ECO注冊(cè)的即可。在編輯器件窗口下,選中“編輯電氣特性”按鈕,在該窗口中,選中“普通”項(xiàng),不選中“ECO注冊(cè)”項(xiàng)。這樣在檢查時(shí),PowerPCB不會(huì)認(rèn)為這個(gè)器件是需要與網(wǎng)表比較的,不會(huì)出現(xiàn)不該有的錯(cuò)誤。5.添加新的電源封裝由于我們的國(guó)際與美國(guó)軟件公司的標(biāo)準(zhǔn)不太一致,所以我們盡量配備了國(guó)際庫(kù)供大家使用。但是電源和地的新符號(hào),必須在軟件自帶的庫(kù)中添加,否則它不會(huì)認(rèn)為你建的符號(hào)是電源。所以當(dāng)我們要建一個(gè)符合國(guó)標(biāo)的電源符號(hào)時(shí),需要先打開現(xiàn)有的電源符號(hào)組,選擇“編輯電氣連接”按鈕,點(diǎn)按“添加”按鈕,輸入你新建的符號(hào)的名字等信息。然后,再選中“編輯門封裝”按鈕,選中你剛剛建立的符號(hào)名,繪制出你需要的形狀,退出繪圖狀態(tài),保存。這個(gè)新的符號(hào)就可以在原理圖中調(diào)出了。6.空腳的設(shè)置我們用的器件中,有的管腳本身就是空腳,標(biāo)志為NC。當(dāng)我們建庫(kù)的時(shí)候,就要注意,否則標(biāo)志為NC的管腳會(huì)連在一起。這是由于你在建庫(kù)時(shí)將NC管腳建在了“SINGAL_PINS“中,而PowerPCB認(rèn)為“SINGAL_PINS”中的管腳是隱含的缺省管腳,是有用的管腳,如VCC和GND。所以,如果的NC管腳,必須將它們從“SINGAL_PINS"中刪除掉,或者說,你根本無(wú)需理睬它,不用作任何特殊的定義。7.三極管的管腳對(duì)照三極管的封裝變化很多,當(dāng)自己建三極管的庫(kù)時(shí),我們往往會(huì)發(fā)現(xiàn)原理圖的網(wǎng)表傳到PCB中后,與自己希望的連接不一致。這個(gè)問題主要還是出在建庫(kù)上。由于三極管的管腳往往用E,B,C來(lái)標(biāo)志,所以在創(chuàng)建自己的三極管庫(kù)時(shí),要在“編輯電氣連接”窗口中選中“包括文字?jǐn)?shù)字管腳”復(fù)選框,這時(shí),“文字?jǐn)?shù)字管腳”標(biāo)簽被點(diǎn)亮,進(jìn)入該標(biāo)簽,將三極管的相應(yīng)管腳改為字母。這樣,與PCB封裝對(duì)應(yīng)連線時(shí)會(huì)感到比較便于識(shí)別。8.表面貼器件的預(yù)處理現(xiàn)在,由于小型化的需求,表面貼器件得到越來(lái)越多的應(yīng)用。在布圖過程中,表面貼器件的處理很重要,尤其是在布多層板的時(shí)候。因?yàn)?,表面貼器件只在一層上有電氣連接,不象雙列直插器件在板子上的放置是通孔,所以,當(dāng)別的層需要與表面器件相連時(shí)就要從表面貼器件的管腳上拉出一條短線,打孔,再與其它器件連接,這就是所謂的扇入(FAN-IN),扇出(FAN-OUT)操作。如果需要的話,我們應(yīng)該首先對(duì)表面貼器件進(jìn)行扇入,扇出操作,然后再進(jìn)行布線,這是因?yàn)槿绻覀冎皇窃谧詣?dòng)布線的設(shè)置文件中選擇了要作扇入,扇出操作,軟件會(huì)在布線的過程中進(jìn)行這項(xiàng)操作,這時(shí),拉出的線就會(huì)曲曲折折,而且比較長(zhǎng)。所以,我們可以在布局完成后,先進(jìn)入自動(dòng)布線器,在設(shè)置文件中只選擇扇入,扇出操作,不選擇其它布線選項(xiàng),這樣從表面貼器件拉出來(lái)的線比較短,也比較整齊。9.將板圖加入AUTOCAD有時(shí)我們需要將印制板圖加入到結(jié)構(gòu)圖中,這時(shí)可以通過轉(zhuǎn)換工具將PCB文件轉(zhuǎn)換成AUTOCAD能夠識(shí)別的格式。在PCB繪圖框中,選中“文件”菜單中的“輸出”菜單項(xiàng),在彈出的文件輸出窗口中將保存類型設(shè)為DXF文件,再保存。你就可以AUTOCAD中打開個(gè)這圖了。當(dāng)然,PADS中有自動(dòng)標(biāo)注功能,可以對(duì)畫好的印制板進(jìn)行尺寸標(biāo)注,自動(dòng)顯示出板框或定位孔的位置。要注意的是,標(biāo)注結(jié)果在Drill-Drawing層要想在其它的輸出圖上加上標(biāo)注,需要在輸出時(shí),特別加上這一層才行。10.PowerPCB與ViewDraw的接口用ViewDraw的原理圖,可以產(chǎn)生PowerPCB的表,而PowerPCB讀入網(wǎng)表后,一樣可以進(jìn)行自動(dòng)布線等功能,而且,PowerPCB中有鏈接工具,可以與VIEWDRAW的原理圖動(dòng)態(tài)鏈接、修改,保持電氣連接的一致性。但是,由于軟件修改升級(jí)的版本的差別,有時(shí)兩個(gè)軟件對(duì)器件名稱的定義不一致,會(huì)造成網(wǎng)表傳輸錯(cuò)誤。要避免這種錯(cuò)誤的發(fā)生,最好專門建一個(gè)存放ViewDraw與PowerPCB對(duì)應(yīng)器件的庫(kù),當(dāng)然這只是針對(duì)于一部分不匹配的器件來(lái)說的??梢杂肞owerPCB中的拷貝功能,很方便地將已存在的PowerPCB中的其它庫(kù)里的元件封裝拷貝到這個(gè)庫(kù)中,存成與VIEWDRAW中相對(duì)應(yīng)的名字。11.生成光繪文件以前,我們做印制板時(shí)都是將印制板圖拷在軟盤上,直接給制版廠。這種做法保密性差,而且很煩瑣,需要給制版廠另寫很詳細(xì)的說明文件。現(xiàn)在,我們用PowerPCB直接生產(chǎn)光繪文件給廠家就可以了。從光繪文件的名字上就可以看出這是第幾層的走線,是絲印還是阻焊,十分方便,又安全。轉(zhuǎn)光繪文件步驟:A.在PowerPCB的CAM輸出窗口的DEVICE SETUP中將APERTURE改為999。B.轉(zhuǎn)走線層時(shí),將文檔類型選為ROUTING,然后在LAYER中選擇板框和你需要放在這一層上的東西。不注意的是,轉(zhuǎn)走線時(shí)要將LINE,TEXT去掉(除非你要在線路上做銅字)。C.轉(zhuǎn)阻焊時(shí),將文檔類型選為SOLD_MASK,在頂層阻焊中要將過孔選中。D.轉(zhuǎn)絲印時(shí),將文檔類型選為SILK SCREEN,其余參照步驟B和C。E.轉(zhuǎn)鉆孔數(shù)據(jù)時(shí),將文檔類型選為NC DRILL,直接轉(zhuǎn)換。注意,轉(zhuǎn)光繪文件時(shí)要先預(yù)覽一下,預(yù)覽中的圖形就是你要的光繪輸出的圖形,所以要看仔細(xì),以防出錯(cuò)。有了對(duì)印制板設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),如PowerPCB的強(qiáng)大功能,畫復(fù)雜印制板已不是令人煩心的事情了。值得高興的是,我們現(xiàn)在已經(jīng)有了將TANGO的PCB轉(zhuǎn)換成PowerPCB的工具,熟悉TANGO的廣大科技人員可以更加方便的加入到PowerPCB繪圖的行列中來(lái),更加方便快捷地繪制出滿意的印制板。

      第三篇:PCB制板心得體會(huì)

      PCB制板心得體會(huì)

      在本學(xué)期的電路制圖與制板實(shí)訓(xùn)中,我結(jié)合上學(xué)期學(xué)到的理論知識(shí),通過Altium Designer 畫圖軟件(dxp.exe)自己動(dòng)手:畫原理圖(電子彩燈、單片機(jī)最小系統(tǒng))——導(dǎo)入PCB——制版,在學(xué)習(xí)制板的過

      程中遇到了一系列問題,通過查找資料、問老師、百度,然后一一解決,以下是我在學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到的一些問題,解決辦法及一些心得體會(huì):

      (1)為使原理圖美觀,將相隔較遠(yuǎn)的兩端連起來(lái)時(shí),可用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)。

      (2)在原理圖中給組件取名字時(shí),A、B、C、D不能作為區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)。如:給四個(gè)焊盤取名JP1A、JP1B、JP1C、JP1D,結(jié)果在生成PCB時(shí)只有一個(gè)焊盤,如果把名字改為JP1A、JP2B、JP3C、JP4D、在PCB中就有四個(gè)焊盤。

      (3)在PCB中手動(dòng)布線時(shí),如果兩個(gè)端點(diǎn)怎么

      也連不上,則很可能是原理圖中這兩個(gè)端點(diǎn)沒有連在一起。

      (4)自己畫PCB封裝時(shí),一定要和原理圖相一致,特別是有極性的組件。一定要與實(shí)際的組件相一致,特別是周邊的黃線,是

      3D

      圖的絲印層,即最終給組件留的空間。如:二極管、電解電容。5)手動(dòng)布線更加靈活,通過 Design-----Rules,彈出對(duì)話框,可以設(shè)置電源線、地線的粗細(xì)。(6)PCB自動(dòng)布線時(shí),先進(jìn)行設(shè)置:線間距12mil 電源、地線寬度30mil 其他線寬 16mil。

      (7)PCB圖中如果組件變?yōu)榫嫔熬G色”,有(可能是組件之間靠得太近了,也有可能是封裝不對(duì),如:POWER的兩個(gè)焊盤10、11。如果內(nèi)孔直徑為110mil,則這兩個(gè)焊盤變?yōu)榫G色,只要把內(nèi)孔直徑改為100 mil,則正常了。

      (8)將幾個(gè)焊盤交錯(cuò)的放置,則可以得到橢圓形的焊孔。

      (9)在原理圖中,雙擊組件,不僅可以看到此組件的封裝,還可以修改原件的封裝,當(dāng)然前提是封裝已經(jīng)存在。

      (10)在畫封裝圖時(shí),最好不要在封裝圖上寫標(biāo)注,否則,此標(biāo)注將和封裝連為一個(gè)整體,布線時(shí),線不能通過此標(biāo)注,給布線帶來(lái)了麻煩,其實(shí)在中可以對(duì)組件標(biāo)注。

      (11)在PcbDoc

      Schlib中畫好圖后,一定要修改名字,不能為默認(rèn)的“*”,否則不能Update到PcbDoc中。

      (12)可以通過把線加粗到一定程度,達(dá)到實(shí)心圖的效果。如:按鍵的實(shí)心圓、發(fā)光二極管的實(shí)心三角形。(13)手動(dòng)布線的時(shí)候,線只能有三種走法:水平的、垂直的、135度斜線的。

      (14)通過這次作業(yè),終于弄清楚了后在給它畫封裝,還是很有意思的。

      (15)開始應(yīng)該先做好準(zhǔn)備工作。第一步,把要用到的元器件的圖形,不管是自己親手畫的,還是調(diào)用別人的,都統(tǒng)一放到自己建立的DXP的大致功能,發(fā)現(xiàn)畫圖很好玩,特別是自己畫一個(gè)元器件,然

      Sch.Lib中,這樣用起來(lái)就不用到到處找了。第二步,給每一個(gè)元器件封裝,同樣不管是自己親手畫的,還是調(diào)用別人的,都統(tǒng)一放到自己建PCB.Lib中。在這個(gè)過程中有幾個(gè)細(xì)節(jié)問題不能忽視,比如,在Sch.Lib中引腳的序號(hào) Designator非常重要,它與PCB.Lib封裝中的焊盤序號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的,在Sch.Lib中引腳的名稱Display Name只是描繪這個(gè)引腳的功能而已,可有可無(wú)。在Sch.Lib對(duì)話框Library Component Properties中,Designator的內(nèi)容顯示在Sch.Doc中的標(biāo)號(hào),是可以單獨(dú)移動(dòng)的,Library Ref 的內(nèi)容顯示在Sch.Lib中的標(biāo)號(hào)。當(dāng)然,在Sch.Lib中圖形必須要放在中心。在PCB.Lib中畫封裝時(shí)也必須要把封裝畫在中心,重立的點(diǎn)是尺寸問題,必須與實(shí)際的尺寸一致,通常,焊盤間距100mil,芯片兩側(cè)對(duì)稱的焊盤間距為300mil。絲印層(黃線)圖形代表的是元器件焊在板子上時(shí)所占用的空間大小。

      (16)原理圖的繪制,最好是每個(gè)功能模塊單獨(dú)畫,從庫(kù)里調(diào)出元器件后,應(yīng)該給它取個(gè)名字,在Designator中給它命名,如果是芯片就寫上芯片的名字,不要用U1,U2等來(lái)標(biāo)注,那樣很容易弄混,出現(xiàn)重名的情況,重名的后果是只有一個(gè)導(dǎo)入到PCB中,用芯片的名字命名的另一個(gè)好處是,如果有錯(cuò)誤可以直接找到芯片。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)必須寫在引腳上,則無(wú)效。

      (17)由原理圖導(dǎo)入到

      wire線上,如果偷懶放在PCB有時(shí)候很難一次成功,遇到的問題可能是由于原理圖與封裝沒有很好的對(duì)應(yīng)。比如:有時(shí)候引腳序號(hào)需要隱藏,就可能忽視了引腳序號(hào),結(jié)果是引腳序號(hào)并不是所要求的,當(dāng)然與焊盤上的序號(hào)無(wú)法對(duì)應(yīng)起來(lái);原理圖中不同封裝的元器件重名也會(huì)報(bào)錯(cuò)。只要保證每一個(gè)元器件的封裝都是對(duì)的(元器件多了,就需要細(xì)心仔細(xì)了),最后都能導(dǎo)入到

      PCB。

      PCB(18)重頭戲就在PCB中了。首先說一下在只要在原理圖中修改好了,在中修改的問題,如果發(fā)現(xiàn)線連錯(cuò)了,就是原理圖的問題,PCB

      Import changes from即可。如果發(fā)現(xiàn)要更換封裝,可以在PCB.Lib中修改封裝后Update with PCB即可,也可以在原理圖中重新給元器件封裝,然后在PCB中Import changes from即可(這種方法可能更好)。再說一下在PCB

      中元器件的擺放問題,首先擺放有特定位置要求的元器件,需要手動(dòng)操作的元器件都應(yīng)該放在板子的邊緣,比如:電源、串口、按鍵、排針等,能顯示的元器件如數(shù)碼管也要放在板子的最上面,便于觀察;再擺放主要的芯片,然后把每個(gè)芯片電路的電容電阻都放在這個(gè)芯片的周圍(要對(duì)照原理圖來(lái)找電容電阻),對(duì)各個(gè)芯片電路進(jìn)行合理擺放,要求盡量是直線式的走線,沒有交錯(cuò)的走線;最后就是布線的問題,先自動(dòng)布線看一下效果,如果元器件擺放的合理,自動(dòng)布線的效果非常好,然后進(jìn)行DRC檢測(cè),有時(shí)候是走線有問題,(走線變綠)撤銷變綠的布線,手動(dòng)給它布線,遵從頂層走橫線,底層走縱線的原則。有時(shí)候是焊盤大小的問題,將焊孔改小一點(diǎn)就好了。(19)PCB

      布線完成后,接下來(lái)就是制板了,制

      Altium Designer生成的PCB,在制板時(shí)要另存為PCB 4.0 Binary File(*.pcb),打開時(shí)要用protel99打開。(20)新建Gerber文件時(shí)要注意設(shè)置屬性。(21)PCB打孔完畢后,接著進(jìn)行以下步驟:放入曝光機(jī)——抽真空——曝光(100s)——顯影()——版過程中也有許多的學(xué)問,由于我們是使用蝕刻——沖洗——顯影——沖洗——干燥;注意:如果布線密集時(shí)要適量增加曝光時(shí)間。

      (22)動(dòng)手做之前以為很簡(jiǎn)單的,無(wú)非就是元器件多了,原理圖復(fù)雜了,元器件擺放要講究一些,雖然很多細(xì)節(jié)問題都知道了,但是還是犯了錯(cuò),軟件還是要多用,養(yǎng)成良好的習(xí)慣后,就不會(huì)再犯這樣或那樣的細(xì)節(jié)錯(cuò)誤了。最欣慰的是在元器件的擺放問題上有了深刻的見解,這一次因?yàn)樵骷[放得合理,在布線這一環(huán)節(jié)走得很順利,基本上是自動(dòng)布線,只是稍微修改了一根線和一個(gè)焊盤的大小。好像越是復(fù)雜的電路,就越是能發(fā)揮出自動(dòng)布線的優(yōu)勢(shì),在自動(dòng)布線的基礎(chǔ)上進(jìn)行手動(dòng)布線,效果非常好!

      PCB制板心得體會(huì)

      學(xué)院:物信學(xué)院 班級(jí):11級(jí)電信(2)班姓名:張 文 瑞

      學(xué)號(hào):20111060238 時(shí)間:2013.12.18

      第四篇:PCB圖布線的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

      PCB圖布線的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

      1.組件布置

      組件布置合理是設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的PCB圖的基本前提。關(guān)于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號(hào)、美觀六方面的要求。1.1.安裝

      指在具體的應(yīng)用場(chǎng)合下,為了將電路板順利安裝進(jìn)機(jī)箱、外殼、插槽,不致發(fā)生空間干涉、短路等事故,并使指定接插件處于機(jī)箱或外殼上的指定位置而提出的一系列基本要求。這里不再贅述。1.2.受力

      電路板應(yīng)能承受安裝和工作中所受的各種外力和震動(dòng)。為此電路板應(yīng)具有合理的形狀,板上的各種孔(螺釘孔、異型孔)的位置要合理安排。一般孔與板邊距離至少要大于孔的直徑。同時(shí)還要注意異型孔造成的板的最薄弱截面也應(yīng)具有足夠的抗彎強(qiáng)度。板上直接“伸”出設(shè)備外殼的接插件尤其要合理固定,保證長(zhǎng)期使用的可靠性。1.3.受熱

      對(duì)于大功率的、發(fā)熱嚴(yán)重的器件,除保證散熱條件外,還要注意放置在適當(dāng)?shù)奈恢?。尤其在精密的模擬系統(tǒng)中,要格外注意這些器件產(chǎn)生的溫度場(chǎng)對(duì)脆弱的前級(jí)放大電路的不利影響。一般功率非常大的部分應(yīng)單獨(dú)做成一個(gè)模塊,并與信號(hào)處理電路間采取一定的熱隔離措施。

      1.4.信號(hào)

      信號(hào)的干擾PCB版圖設(shè)計(jì)中所要考慮的最重要的因素。幾個(gè)最基本的方面是:弱信號(hào)電路與強(qiáng)信號(hào)電路分開甚至隔離;交流部分與直流部分分開;高頻部分與低頻部分分開;注意信號(hào)線的走向;地線的布置;適當(dāng)?shù)钠帘?、濾波等措施。這些都是大量的論著反復(fù)強(qiáng)調(diào)過的,這里不再重復(fù)。1.5.美觀

      不僅要考慮組件放置的整齊有序,更要考慮走線的優(yōu)美流暢。由于一般外行人有時(shí)更強(qiáng)調(diào)前者,以此來(lái)片面評(píng)價(jià)電路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,為了產(chǎn)品的形象,在性能要求不苛刻時(shí)要優(yōu)先考慮前者。但是,在高性能的場(chǎng)合,如果不得不采用雙面板,而且電路板也封裝在里面,平時(shí)看不見,就應(yīng)該優(yōu)先強(qiáng)調(diào)走線的美觀。下一小節(jié)將會(huì)具體討論布線的“美學(xué)”。

      2.布線原則

      下面詳細(xì)介紹一些文獻(xiàn)中不常見的抗干擾措施??紤]到實(shí)際應(yīng)用中,尤其是產(chǎn)品試制中,仍大量采用雙面板,以下內(nèi)容主要針對(duì)雙面板。2.1.布線“美學(xué)” 轉(zhuǎn)彎時(shí)要避免直角,盡量用斜線或圓弧過渡。

      走線要整齊有序,分門別類集中排列,不僅可以避免不同性質(zhì)信號(hào)的相互干擾,也便于檢查和修改。對(duì)于數(shù)字系統(tǒng),同一陣營(yíng)的信號(hào)線(如數(shù)據(jù)線、地址線)之間不必?fù)?dān)心干擾的問題,但類似讀、寫、時(shí)鐘這樣的控制性信號(hào),就應(yīng)該獨(dú)來(lái)獨(dú)往,最好用地線保護(hù)起來(lái)。

      大面積鋪地(下面會(huì)進(jìn)一步論述)時(shí),地線(其實(shí)應(yīng)該是地“面”)與信號(hào)線間盡量保持合理的相等距離,在防止短路、漏電的前提下盡量靠近。

      對(duì)于弱電系統(tǒng),地線與電源線要盡量靠近。

      使用表貼組件的系統(tǒng),信號(hào)線盡量全走正面。2.2.地線布置

      文獻(xiàn)中對(duì)地線的重要性及布置原則有很多論述,但關(guān)于實(shí)際PCB中的地線排布仍然缺乏詳細(xì)準(zhǔn)確的介紹。我的經(jīng)驗(yàn)是,為了提高系統(tǒng)的可靠性(而不只是做出一個(gè)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)),對(duì)地線無(wú)論怎樣強(qiáng)調(diào)都不為過,尤其是在微弱信號(hào)處理中。為此,必須不遺余力地貫徹“大面積鋪地”的原則。

      鋪地時(shí),一般必須是網(wǎng)格狀地,除非那些被其它線路分割出來(lái)的零星地盤。網(wǎng)格狀地的受熱性能和高頻導(dǎo)電性能都要大大優(yōu)于整塊的地線。在雙面板布線中,有時(shí)為了走信號(hào)線,不得不將地線分割開,這對(duì)于保持足夠低的地電阻是極為不利的。為此,必須采用一系列的“小聰明”手段來(lái)保證地電流的“通暢”。這些技巧包括:

      大量使用表面貼裝組件,省去焊孔所占用的“本來(lái)”應(yīng)屬于地線的空間。

      充分利用正面空間:在大量使用表面貼裝組件的場(chǎng)合下,設(shè)法使信號(hào)線盡量走頂層,將底層“無(wú)私”地讓給地線,這其中又涉及到無(wú)數(shù)細(xì)碎的小竅門,本人拙作《PCB技巧之一:交換管腳》中就有一招,還有很多類似的法術(shù),以后會(huì)陸續(xù)寫出。

      合理安排信號(hào)線,將板上的重要地帶,尤其是“腹地”(這里關(guān)系到整個(gè)板地線的溝通)“讓”給地線,只要精心設(shè)計(jì),這一點(diǎn)還是能做到的。

      正面與反面的配合:有時(shí)在板的某一面,地線實(shí)在是“走投無(wú)路”了,這時(shí)可設(shè)法使兩面的布線相互協(xié)調(diào),“此處不留爺,自有留爺處”,在反面的相對(duì)應(yīng)位置空出一塊足夠的地盤鋪設(shè)地線,再通過數(shù)量足夠、位置合理的過孔(考慮到過孔有較大的電阻),通過這?quot;橋梁“將被橫行而過的信號(hào)線強(qiáng)行分割卻又戀戀不舍、盼望統(tǒng)一的兩岸連成一個(gè)導(dǎo)電性能足夠的整體。

      狗急跳墻的著數(shù):實(shí)在滕不出地方而又不甘心龐大的地線被區(qū)區(qū)一根信號(hào)線攔腰切斷時(shí),就讓這個(gè)信號(hào)委屈一點(diǎn),走跨接線吧。有時(shí),我不甘心僅僅拉一根光禿禿的導(dǎo)線,這個(gè)信號(hào)恰好又要經(jīng)過一個(gè)電阻或其它”長(zhǎng)腳“的器件,我就可以名正言順的延長(zhǎng)這個(gè)器件的管腳,使之兼任跨接線的職務(wù),既通過了信號(hào),又避免了跨接線這個(gè)不體面的稱呼:-(當(dāng)然,在大多數(shù)情況下,我總可以讓這樣的信號(hào)從合適的地方通過而避免與地線的交叉,唯一需要的是觀察力和想象力。

      起碼的原則:地電流的路徑要合理,大電流與微弱的信號(hào)電流決不能并肩前進(jìn)。有時(shí),選擇合理的路徑,一個(gè)排的地線抵得上不合理配置的一個(gè)集團(tuán)軍。

      最后,順便說明一點(diǎn),有一句名言:”你可以相信你的母親,但永遠(yuǎn)不要相信你的地“。在極微弱信號(hào)處理的場(chǎng)合(微伏以下),即使不擇手段保證了地電位的一致,電路上關(guān)鍵點(diǎn)的地電位差別仍然要超過被處理信號(hào)的幅度,至少是同一量級(jí),即使靜態(tài)電位合適了,瞬時(shí)的電位差仍然可能很大。對(duì)于這樣的場(chǎng)合,首先要在原理上使電路的工作盡可能的不依賴于地電位。2.3.電源線布置與電源濾波

      一般的文獻(xiàn)都認(rèn)為電源線應(yīng)盡可能粗,對(duì)此我不敢完全茍同。只有在大功率(1秒內(nèi)平均電源電流可能達(dá)到1A)的場(chǎng)合,才必須保證足夠的電源線寬度(我的經(jīng)驗(yàn),每1A電流對(duì)應(yīng)50mil能夠滿足大多數(shù)場(chǎng)合的需求)。如果只為了防止信號(hào)的竄擾的話,電源線的寬度不是關(guān)鍵。甚至,有時(shí)細(xì)一些的電源線更有利!電源的質(zhì)量一般主要不在于其絕對(duì)值,而在于電源的波動(dòng)和迭加的干擾。解決電源干擾的關(guān)鍵在于濾波電容!如果你的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)電源質(zhì)量的確有苛刻的要求,就不要吝嗇濾波電容的錢!使用濾波電容時(shí)要注意以下幾條:

      整個(gè)電路的電源輸入端應(yīng)該有”總“的濾波措施,而且各種類型的電容要互相搭配,”一樣都不能少“,至少不會(huì)壞事的J對(duì)于數(shù)字系統(tǒng)至少要有100uF電解+10uF片鉭+0.1uF貼片+1nF貼片。較高頻(100kHz)100uF電解+10uF片鉭+0.47uF貼片+0.1uF貼片。交流模擬系統(tǒng):對(duì)于直流及低頻模擬系統(tǒng):1000uF|1000uF電解+10uF片鉭+1uF貼片+0.1uF貼片。

      每個(gè)重要芯片身邊都應(yīng)該有”一套"濾波電容。對(duì)于數(shù)字系統(tǒng),一個(gè)0.1uF貼片一般就夠了,重要的或工作電流較大的芯片還應(yīng)并上一個(gè)10uF片鉭或1uF貼片,工作頻率最高的芯片(CPU、晶振)還要并10nF|470pF或一個(gè)1nF。該電容應(yīng)盡可能接近芯片的電源管腳并盡可能直接連接,越小的應(yīng)越靠近。

      對(duì)于芯片濾波電容,以內(nèi)(濾波電容至芯片電源管腳)的一段應(yīng)盡可能粗,如能采用多根細(xì)線并排就更好。有了濾波電容提供低(交流)阻抗電壓源并抑制交流耦合干擾,電容管腳以外(指從總電源至濾波電容的一段)的電源線就不那幺重要了,線寬不必太粗,至少不必為此占用大量的板面積。某些模擬系統(tǒng)中還要求電源輸入采用RC濾波網(wǎng)絡(luò)以進(jìn)一步抑制干擾,而較細(xì)的電源線有時(shí)恰好就兼具RC濾波器中電阻的作用,反而有利。

      對(duì)于工作溫度變化范圍較大的系統(tǒng),要注意鋁電解電容在低溫下性能會(huì)降低甚至喪失濾波作用,此時(shí)要用適當(dāng)?shù)你g電容代替之。例如,用100uF鉭|1000uF鋁代替470uF鋁,或用22uF片鉭代100uF鋁。

      注意鋁電解電容不要離大功率發(fā)熱器件太近。

      PCB設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)

      PCB設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng):

      1、電源線最好要比其它的走線粗很多,因?yàn)閷?dǎo)線粗會(huì)使得導(dǎo)線上的電阻變小,這樣電源的功率在導(dǎo)線上的消耗就會(huì)變小,減少了功率的浪費(fèi);

      2、當(dāng)走線在轉(zhuǎn)彎處應(yīng)該有一個(gè)過渡,最好是45或者135度角過渡,而不應(yīng)該采用直角轉(zhuǎn)彎,因?yàn)檫@樣會(huì)減少信號(hào)受到干擾;

      3、電源電路部分最好放在板子的邊緣部分,因?yàn)殡娫磿?huì)產(chǎn)生熱量,這樣可以避免電源部分對(duì)其它各部分電路造成干擾;

      4、數(shù)字電路與模擬電路部分要分開,這樣可以避免相互之間的干擾;

      5、高頻部分要與低頻部分嚴(yán)格分開,這樣可以避免低頻信號(hào)對(duì)高頻部分產(chǎn)生干擾;

      6、有高頻的地方,對(duì)這部分要單獨(dú)敷銅,其它部分可以一起敷銅,這樣可以避免其它部分對(duì)高頻部分產(chǎn)生影響,進(jìn)而減少干擾;

      7、有對(duì)稱的電路,盡量布置在一起,這樣既方便了走線,也會(huì)給人以美觀的感覺;

      8、盡量使走線能夠平行,這樣會(huì)減少信號(hào)間的相互干擾,也會(huì)使布線變的容易,還會(huì)使效果更加美觀;

      9、走線的時(shí)候,盡量先別連地線,因?yàn)榈氐木W(wǎng)絡(luò)線一般情況下很多,先連起來(lái)以后可能會(huì)

      使其它走線變得不容易;

      10、盡量在布線的時(shí)候,在板子上面多加一些地的過孔,這樣會(huì)使得地的網(wǎng)絡(luò)能夠自動(dòng)的連接在一起;

      11、每一塊電路部分要使得元器件放置在一起,這樣的話,走線也會(huì)很容易;

      12、元件的封裝大小一定要按照合理的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。PCB設(shè)計(jì)過程中容易犯的錯(cuò)誤和解決的方法:

      1、電源部分放置的位置不合理,使其它電路部分的信號(hào)受到的干擾大,影響電路的正常工作。重新合理的把電源部分進(jìn)行布置,最好放置在板子的最邊緣地方,并且把容易受到干擾的部分遠(yuǎn)離電源部分;

      2、每個(gè)獨(dú)立電路部分的元器件放置不合理或者沒有放置在一起,給布線帶來(lái)了很大的麻煩,增加了布線的工作量。重新合理的分配放置、布置,這樣既減少了工作量,也降低了因連線不合理造成的電路的干擾;

      3、高頻和低頻部分沒有分開敷銅,使得高頻信號(hào)在接收時(shí)非常容易的受到低頻部分的干擾。重新合理的把高頻的地與低頻部分的地分開敷銅,以減少低頻信號(hào)對(duì)高頻信號(hào)的干擾;

      4、元件的封裝大小與實(shí)物的封裝不匹配,所以在設(shè)計(jì)時(shí)一定要合理的選擇參數(shù),如果需要自己設(shè)計(jì)的話,在測(cè)量實(shí)物的時(shí)候,務(wù)必使測(cè)量的參數(shù)精確度很高,這樣可以避免參數(shù)不匹配的錯(cuò)誤;

      5、由于元件任意放置,導(dǎo)致很不容易走線。所以,在放置元件時(shí),一定要對(duì)照原理圖中各個(gè)元件所在的位置,合理的分配,同時(shí)要兼顧走線是否合理、是否美觀等等。

      PCB布線要橫平豎直?

      提起PCB布線,許多工程技術(shù)人員都知道一個(gè)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn):正面橫向走線、反面縱向走線,橫平豎直,既美觀又短捷;還有個(gè)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)是:只要空間允許,走線越粗越好??梢悦鞔_地說,這些經(jīng)驗(yàn)在注重EMC的今天已經(jīng)過時(shí)。

      要使單片機(jī)系統(tǒng)有良好的EMC性能,PCB設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。一個(gè)具有良好的EMC性能的PCB,必須按高頻電路來(lái)設(shè)計(jì)——這是反傳統(tǒng)的。單片機(jī)系統(tǒng)按高頻電路來(lái)設(shè)計(jì)PCB的理由在于:盡管單片機(jī)系統(tǒng)大部分電路的工作頻率并不高,但是EMI的頻率是高的,EMC測(cè)試的模擬干擾頻率也是高的[5]。要有效抑制EMI,順利通過EMC測(cè)試,PCB的設(shè)計(jì)必須考慮高頻電路的特點(diǎn)。PCB按高頻電路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是:

      (1)要有良好的地線層。良好的地線層處處等電位,不會(huì)產(chǎn)生共模電阻偶合,也不會(huì)經(jīng)地線形成環(huán)流產(chǎn)生天線效應(yīng);良好的地線層能使EMI以最短的路徑進(jìn)入地線而消失。建立良好的地線層最好的方法是采用多層板,一層專門用作線地層;如果只能用雙面板,應(yīng)當(dāng)盡量從正面走線,反面用作地線層,不得已才從反面過線。

      (2)保持足夠的距離。對(duì)于可能出現(xiàn)有害耦合或幅射的兩根線或兩組或要保持足夠的距離,如濾波器的輸入與輸出、光偶的輸入與輸出、交流電源線與弱信號(hào)線等。(3)長(zhǎng)線加低通濾波器。走線盡量短捷,不得已走的長(zhǎng)線應(yīng)當(dāng)在合理的位置插入C、RC或LC低通濾波器。

      (4)除了地線,能用細(xì)線的不要用粗線。因?yàn)镻CB上的每一根走線既是有用信號(hào)的載體,又是接收幅射干擾的干線,走線越長(zhǎng)、越粗,天線效應(yīng)越強(qiáng)。

      元件排列規(guī)則

      1).在通常條件下,所有的元件均應(yīng)布置在印制電路的同一面上,只有在頂層元件過密時(shí),才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件,如貼片電阻、貼片電容、貼IC等放在底層。

      2).在保證電氣性能的前提下,元件應(yīng)放置在柵格上且相互平行或垂直排列,以求整齊、美觀,一般情況下不允許元件重疊;元件排列要緊湊,輸入和輸出元件盡量遠(yuǎn)離。

      3).某元器件或?qū)Ь€之間可能存在較高的電位差,應(yīng)加大它們的距離,以免因放電、擊穿而引起意外短路。

      4).帶高電壓的元件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。

      5).位于板邊緣的元件,離板邊緣至少有2個(gè)板厚的距離

      6).元件在整個(gè)板面上應(yīng)分布均勻、疏密一致。

      2.按照信號(hào)走向布局原則

      1).通常按照信號(hào)的流程逐個(gè)安排各個(gè)功能電路單元的位置,以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它進(jìn)行布局。

      2).元件的布局應(yīng)便于信號(hào)流通,使信號(hào)盡可能保持一致的方向。多數(shù)情況下,信號(hào)的流向安排為從左到右或從上到下,與輸入、輸出端直接相連的元件應(yīng)當(dāng)放在靠近輸入、輸出接插件或連接器的地方。

      3.防止電磁干擾

      1).對(duì)輻射電磁場(chǎng)較強(qiáng)的元件,以及對(duì)電磁感應(yīng)較靈敏的元件,應(yīng)加大它們相互之間的距離或加以屏蔽,元件放置的方向應(yīng)與相鄰的印制導(dǎo)線交叉。2).盡量避免高低電壓器件相互混雜、強(qiáng)弱信號(hào)的器件交錯(cuò)在一起。

      3).對(duì)于會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的元件,如變壓器、揚(yáng)聲器、電感等,布局時(shí)應(yīng)注意減少磁力線對(duì)印制導(dǎo)線的切割,相鄰元件磁場(chǎng)方向應(yīng)相互垂直,減少彼此之間的耦合。

      4).對(duì)干擾源進(jìn)行屏蔽,屏蔽罩應(yīng)有良好的接地。

      5).在高頻工作的電路,要考慮元件之間的分布參數(shù)的影響。

      4.抑制熱干擾

      1).對(duì)于發(fā)熱元件,應(yīng)優(yōu)先安排在利于散熱的位置,必要時(shí)可以單獨(dú)設(shè)置散熱器或小風(fēng)扇,以降低溫度,減少對(duì)鄰近元件的影響。

      2).一些功耗大的集成塊、大或中功率管、電阻等元件,要布置在容易散熱的地方,并與其它元件隔開一定距離。

      3).熱敏元件應(yīng)緊貼被測(cè)元件并遠(yuǎn)離高溫區(qū)域,以免受到其它發(fā)熱功當(dāng)量元件影響,引起誤動(dòng)作。

      4).雙面放置元件時(shí),底層一般不放置發(fā)熱元件。

      5.可調(diào)元件的布局

      對(duì)于電位器、可變電容器、可調(diào)電感線圈或微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求,若是機(jī)外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng);若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),則應(yīng)放置在印制電路板于調(diào)節(jié)的地方。

      印刷電路板的設(shè)計(jì)

      SMT線路板是表面貼裝設(shè)計(jì)中不可缺少的組成之一。SMT線路板是電子產(chǎn)品中電路元件與器件的支撐件,它實(shí)現(xiàn)了電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術(shù)發(fā)展,pcb板的體積越來(lái)越小,密度也越來(lái)越高,并且PCB板層不斷地增加,因此,要求PCB在整體布局、抗干擾能力、工藝上和可制造性上要求越來(lái)越高。

      印刷電路板設(shè)計(jì)的主要步驟;

      ..1:繪制原理圖。

      ..2:元件庫(kù)的創(chuàng)建。

      ..3:建立原理圖與印制板上元件的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系。..4:布線和布局。

      ..5:創(chuàng)建印制板生產(chǎn)使用數(shù)據(jù)和貼裝生產(chǎn)使用數(shù)據(jù)。

      ..PCB上的元件位置和外形確定后,再考慮PCB的布線。

      ..有了元件的位置,根據(jù)元件位置進(jìn)行布線,印制板上的走線盡可能短是一個(gè)原則。走線短,占用通道和面積都小,這樣直通率會(huì)高一些。在PCB板上的輸入端和輸出端的導(dǎo)線應(yīng)盡量避開相鄰平行,最好在二線間放有地線。以免發(fā)生電路反饋藕合。印制板如果為多層板,每個(gè)層的信號(hào)線走線方向與相鄰板層的走線方向要不同。對(duì)于一些重要的信號(hào)線應(yīng)和線路設(shè)計(jì)人員達(dá)成一致意見,特別差分信號(hào)線,應(yīng)該成對(duì)地走線,盡力使它們平行、靠近一些,并且長(zhǎng)短相差不大。PCB板上所有元件盡量減少和縮短元器件之間的引線和連接,PCB板中的導(dǎo)線最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣層基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.05mm,寬度為1-1.5mm時(shí),通過2A的電流,溫度不會(huì)高于3度。導(dǎo)線寬度1.5mm時(shí)可滿足要求,對(duì)于集成電路,尤其是數(shù)字電路,通常選用0.02-0.03mm。當(dāng)然,只要允許,我們盡可能的用寬線,特別是PCB板上的電源線和地線,導(dǎo)線的最小間距主要是由最不壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于一些集成電路(IC)以工藝角度考慮可使間距小于5-8mm。印制導(dǎo)線的彎曲處一般用圓弧最小,避免使用小于90度彎的走線。而直角和夾角在高頻電路中會(huì)影響電性能,總之,印制板的布線要均勻,疏密適當(dāng),一致性好。電路中盡量避開使用大面積銅箔,否則,在使用過程中時(shí)間過長(zhǎng)產(chǎn)生熱量時(shí),易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象,如必須使用大面積銅箔時(shí),可采用柵格狀導(dǎo)線。導(dǎo)線的端口則是焊盤。焊盤中心孔要比器件引線直徑大一些。焊盤太大在焊接中易形成虛焊,焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為孔徑,對(duì)于一些密度比較大的元件的焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm,焊盤設(shè)計(jì)完成后,要在印制板的焊盤周圍畫上器件的外形框,同時(shí)標(biāo)注文字和字符。一般文字或外框的高度應(yīng)該在0.9mm左右,線寬應(yīng)該在0.2mm左右。并且標(biāo)注文字和字符等線不要壓在焊盤上。如果為雙層板,則底層字符應(yīng)該鏡像標(biāo)注。

      ..二、為了使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品更好有效地工作,PCB在設(shè)計(jì)中不得不考慮它的抗干擾能力,并且與具體的電路有著密切的關(guān)系。

      ..線路板中的電源線、地線等設(shè)計(jì)尤為重要,根據(jù)不同的電路板流過電流的大小,盡量加大電源線的寬度,從而來(lái)減小環(huán)路電阻,同時(shí)電源線與地線走向以及數(shù)據(jù)傳送方向保持一致。有助于電路的抗噪聲能力的增強(qiáng)。PCB上即有邏輯電路又有線性電路,使它們盡量分開,低頻電路可采用單點(diǎn)并聯(lián)接地,實(shí)際布線可把部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地,高頻電路采用多點(diǎn)串連接地。地線應(yīng)短而粗,對(duì)于高頻元件周圍可采用柵格大面積地箔,地線應(yīng)盡量加粗,如果地線很細(xì)的導(dǎo)線,接地電位隨電流的變化,使抗噪性能降低。因此應(yīng)加粗接地線,使其能達(dá)到三位于電路板上的允許電流。如果設(shè)計(jì)上允許可以使接地線在2-3mm以上的直徑寬度,在數(shù)字電路中,其接地線路布成環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。PCB的設(shè)計(jì)中一般常規(guī)在印制板的關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荨T陔娫慈攵丝缇€接10-100uF的電解電容,一般在20-30管腳的附近,都應(yīng)布置一個(gè)0.01PF的瓷片電容,一般在20-30管腳的集成電路芯片的電源管腳附近,都應(yīng)布置一個(gè)0.01PF的磁片電容,對(duì)于較大的芯片,電源引腳會(huì)有幾個(gè),最好在它們附近都加一個(gè)退藕電容,超過200腳的芯片,則在它四邊上都加上至少二個(gè)退藕電容。如果空隙不足,也可4-8個(gè)芯片布置一個(gè)1-10PF鉭電容,對(duì)于抗干擾能力弱、關(guān)斷電源變化大的元件應(yīng)在該元件的電源線和地線之間直接接入退藕電容,以上無(wú)論那種接入電容的引線不易過長(zhǎng)。

      ..三、線路板的元件和線路設(shè)計(jì)完成后,接上來(lái)要考慮它的工藝設(shè)計(jì),目的將各種不良因素消滅在生產(chǎn)開始之前,同時(shí)又要兼顧線路板的可制造性,以便生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和批量進(jìn)行生產(chǎn)。

      ..前面在說元件得定位及布線時(shí)已經(jīng)把線路板的工藝方面涉及到一些。線路板的工藝設(shè)計(jì)主要是把我們?cè)O(shè)計(jì)出的線路板與元件通過SMT生產(chǎn)線有機(jī)的組裝在一起,從而實(shí)現(xiàn)良好電氣連接達(dá)到我們?cè)O(shè)計(jì)產(chǎn)品的位置布局。焊盤設(shè)計(jì),布線以抗干擾性等還要考慮我們?cè)O(shè)計(jì)出的板子是不是便于生產(chǎn),能不能用現(xiàn)代組裝技術(shù)-SMT技術(shù)進(jìn)行組裝,同時(shí)要在生產(chǎn)中達(dá)到不讓產(chǎn)生不良品的條件產(chǎn)生設(shè)計(jì)高度。具體有以下幾個(gè)方面:

      ..1:不同的SMT生產(chǎn)線有各自不同的生產(chǎn)條件,但就PCB的大小,pcb的單板尺寸不小于200*150mm。如果長(zhǎng)邊過小可以采用拼版,同時(shí)長(zhǎng)與寬之比為3:2或4:3電路板面尺寸大于200×150mm時(shí),應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。

      ..2:當(dāng)電路板尺寸過小,對(duì)于SMT整線生產(chǎn)工藝很難,更不易于批量生產(chǎn),最好方法采用拼板形式,就是根據(jù)單板尺寸,把2塊、4塊、6塊等單板組合到一起,構(gòu)成一個(gè)適合批量生產(chǎn)的整板,整板尺寸要適合可貼范圍大小。

      ..3:為了適應(yīng)生產(chǎn)線的貼裝,單板要留有3-5mm的范圍不放任何元件,拼板留有3-8mm的工藝邊,工藝邊與PCB的連接有三種形式:A無(wú)搭邊,有分離槽,B有搭邊,又有分離槽,C有搭邊,無(wú)分離槽。設(shè)有沖裁用工藝搭國(guó)。根據(jù)PCB板的外形,有途等適用不同的拼板形式。對(duì)PCB的工藝邊根據(jù)不同機(jī)型的定位方式不同,有的要在工藝邊上設(shè)有定位孔,孔的直徑在4-5厘米,相對(duì)比而言,要比邊定位精度高,因此有定位孔定位的機(jī)型在進(jìn)行PCB加工時(shí),要設(shè)有定位孔,并且孔設(shè)計(jì)的要標(biāo)準(zhǔn),以免給生產(chǎn)帶來(lái)不便。

      ..4:為了更好的定位和實(shí)現(xiàn)更高的貼裝精度,要為PCB設(shè)上基準(zhǔn)點(diǎn),有無(wú)基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)的好與壞直接影響到SMT生產(chǎn)線的批量生產(chǎn)。基準(zhǔn)點(diǎn)的外形可為方形、圓形、三角形等。并且直徑大約在1-2mm范圍之內(nèi),在基準(zhǔn)點(diǎn)的周圍要在3-5mm的范圍之內(nèi),不放任何元件和引線。同時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)要光滑、平整,不要任何污染?;鶞?zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)不要太靠近板邊,要有3-5mm的距離。

      ..5:從整體生產(chǎn)工藝來(lái)說,其板的外形最好為距形,特別對(duì)于波峰焊。采用矩形便于傳送。如果PCB板有缺槽要用工藝邊的形式補(bǔ)齊缺槽,對(duì)于單一的SMT板允許有缺槽。但缺槽不易過大應(yīng)小于有邊長(zhǎng)長(zhǎng)度的1/3。

      第五篇:PCB布板經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

      PCB供電系統(tǒng)..................................................................................................................................1 PCB電源供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)概覽..................................................................................................1 直流IR壓降.............................................................................................................................2 交流電源地阻抗分析...............................................................................................................3 協(xié)同設(shè)計(jì)概念...........................................................................................................................5 硬件布板經(jīng)驗(yàn)談...............................................................................................................................6 時(shí)鐘線走線...............................................................................................................................6 接口走線要求...........................................................................................................................7 LVDS布板指導(dǎo)...............................................................................................................................7 選擇LVDS電纜時(shí)應(yīng)遵循的原則:......................................................................................8 PCB Layout中的走線策略..............................................................................................................9 晶振與匹配電容的總結(jié).................................................................................................................11 晶振旁的電阻(并聯(lián)與串聯(lián)).............................................................................................12

      一、石英晶體振蕩器的基本原理.........................................................................................13

      二、石英晶體振蕩器類型特點(diǎn).............................................................................................20

      三、石英晶體振蕩器的主要參數(shù).........................................................................................20

      四、石英晶體振蕩器的發(fā)展趨勢(shì).........................................................................................21

      五、石英晶體振蕩器的應(yīng)用.................................................................................................21 晶振的負(fù)載電容.....................................................................................................................22 電力系統(tǒng)電壓名稱術(shù)語(yǔ).................................................................................................................23 PCB 50問.......................................................................................................................................13

      PCB供電系統(tǒng)

      當(dāng)今,在沒有透徹掌握芯片、封裝結(jié)構(gòu)及PCB的電源供電系統(tǒng)特性時(shí),高速電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是很難成功的。事實(shí)上,為了滿足更低的供電電壓、更快的信號(hào)翻轉(zhuǎn)速度、更高的集成度和許多越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性的要求,很多走在電子設(shè)計(jì)前沿的公司在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中為了確保電源和信號(hào)的完整性,對(duì)電源供電系統(tǒng)的分析投入了大量的資金,人力和物力。

      電源供電系統(tǒng)(PDS)的分析與設(shè)計(jì)在高速電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域,特別是在計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體、通信、網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)中正變得越來(lái)越重要。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)不可避免的進(jìn)一步等比縮小,集成電路的供電電壓將會(huì)持續(xù)降低。隨著越來(lái)越多的生產(chǎn)廠家從130nm技術(shù)轉(zhuǎn)向90nm技術(shù),可以預(yù)見供電電壓會(huì)降到1.2V,甚至更低,而同時(shí)電流也會(huì)顯著地增加。從直流IR壓降到交流動(dòng)態(tài)電壓波動(dòng)控制來(lái)看,由于允許的噪聲范圍越來(lái)越小,這種發(fā)展趨勢(shì)給電源供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。

      PCB電源供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)概覽

      通常在交流分析中,電源地之間的輸入阻抗是用來(lái)衡量電源供電系統(tǒng)特性的一個(gè)重要的觀測(cè)量。對(duì)這個(gè)觀測(cè)量的確定在直流分析中則演變成為IR壓降的計(jì)算。無(wú)論在直流或交流的分析中,影響電源供電系統(tǒng)特性的因素有:PCB的分層、電源板層平面的形狀、元器件的布局、過孔和管腳的分布等等。

      圖1:PCB上一些常見的會(huì)增加電流路徑阻性的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

      電源地之間的輸入阻抗概念就可以應(yīng)用在對(duì)上述因素的仿真和分析中。比如,電源地輸入阻抗的一個(gè)非常廣泛的應(yīng)用是用來(lái)評(píng)估板上去耦電容的放置問題。隨著一定數(shù)量的去耦電容被放置在板上,電路板本身特有的諧振可以被抑制掉,從而減少噪聲的產(chǎn)生,還可以降低電路板邊緣輻射以緩解電磁兼容問題。為了提高電源供電系統(tǒng)的可靠性和降級(jí)系統(tǒng)的制造成本,系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師必須經(jīng)??紤]如何經(jīng)濟(jì)有效地選擇去耦電容的系統(tǒng)布局。

      高速電路系統(tǒng)中的電源供電系統(tǒng)通??梢苑殖尚酒?、集成電路封裝結(jié)構(gòu)和PCB三個(gè)物理子系統(tǒng)。芯片上的電源柵格由交替放置的幾層金屬層構(gòu)成,每層金屬由X或Y方向的金屬細(xì)條構(gòu)成電源或地柵格,過孔則將不同層的金屬細(xì)條連接起來(lái)。

      對(duì)于一些高性能的芯片,無(wú)論內(nèi)核或是IO的電源供電都集成了很多去耦單元。集成電路封

      裝結(jié)構(gòu),如同一個(gè)縮小了的PCB,有幾層形狀復(fù)雜的電源或地平板。在封裝結(jié)構(gòu)的上表面,通常留有去耦電容的安裝位置。PCB則通常含有連續(xù)的面積較大的電源和地平板,以及一些大大小小的分立去耦電容元件,及電源整流模塊(VRM)。邦定線、C4凸點(diǎn)、焊球則把芯片、封裝和PCB連接在了一起。

      整個(gè)電源供電系統(tǒng)要保證給各個(gè)集成電路器件提供在正常范圍內(nèi)穩(wěn)定的電壓。然而,開關(guān)電流和那些電源供電系統(tǒng)中寄生的高頻效應(yīng)總是會(huì)引入電壓噪聲。其電壓變化可以由下式計(jì)算得到:

      這里ΔV是在器件處觀測(cè)到的電壓波動(dòng),ΔI是開關(guān)電流。Z是在器件處觀測(cè)到的整個(gè)電源供電系統(tǒng)電源與地之間的輸入阻抗。為了減小電壓波動(dòng),電源與地之間要保持低阻。在直流情況下,由于Z變成了純電阻,低阻就對(duì)應(yīng)了低的電源供電IR壓降。在交流情況下,低阻能使開關(guān)電流產(chǎn)生的瞬態(tài)噪聲也變小。當(dāng)然,這就需要Z在很寬的頻帶上都要保持很小。

      圖2:Sigrity PowerDC計(jì)算得到電源板層上的電流分布。

      注意到電源和地通常用來(lái)作為信號(hào)回路和參考平面,因此電源供電系統(tǒng)與信號(hào)分布系統(tǒng)之間有著很緊密的關(guān)系。然而,由于篇幅的限制,同步開關(guān)噪聲(IO SSO)引入的電源供電系統(tǒng)的噪聲現(xiàn)象和電流回路控制問題將不在這里討論。以下幾節(jié)將忽略信號(hào)系統(tǒng),而單純注重電源供電系統(tǒng)的分析。

      直流IR壓降

      由于芯片的電源柵格(Power Grid)的特征尺寸很小(幾微米甚至更小),芯片內(nèi)的電阻損耗嚴(yán)重,因此芯片內(nèi)的IR壓降已經(jīng)被廣泛地研究。而在下面幾種情況下,PCB上的IR壓降(在幾十到幾百毫伏的范圍內(nèi))對(duì)高速系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣會(huì)有較大的影響。

      電源板層上有Swiss-Chess結(jié)構(gòu)、Neck-Down結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)布線造成的板平面被分割等情況(圖1);電源板層上電流通過的器件管腳、過孔、焊球、C4凸點(diǎn)的數(shù)量不夠,電源平板厚度不足,電流通路不均衡等;系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要低電壓、大電流,又有較緊的電壓浮動(dòng)的范圍。

      圖3:包括和不包括電源整流模塊的平板對(duì)輸入阻抗。

      例如,一個(gè)高密度和高管腳數(shù)的器件由于有大量的過孔和反焊盤,在芯片封裝結(jié)構(gòu)及PCB的電源分配層上往往會(huì)形成所謂的Swiss-Chess結(jié)構(gòu)效應(yīng)。Swiss-Chess結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很多高阻性的微小金屬區(qū)域。根據(jù),由于電源供電系統(tǒng)中有這樣的高阻電流通路,送到PCB上元器件的電壓或電流有可能會(huì)低于設(shè)計(jì)要求。因此一個(gè)好的直流IR壓降仿真模擬是估計(jì)電源供電系統(tǒng)允許壓降范圍的關(guān)鍵。通過各種各樣可能性的分析為布局布線前后提供設(shè)計(jì)方案或規(guī)則。

      布線工程師、系統(tǒng)工程師、信號(hào)完整性工程師和電源設(shè)計(jì)工程師還可以將IR壓降分析結(jié)合在約束管理器(constraint manager)中,作為對(duì)PCB上每一個(gè)電源和地網(wǎng)表進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則核查的最終檢驗(yàn)工具(DRC)。這種通過自動(dòng)化軟件分析的設(shè)計(jì)流程可以避免靠目測(cè),甚至經(jīng)驗(yàn)所不能發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜電源供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的布局布線問題。圖2展示了IR壓降分析可以準(zhǔn)確地指出一高性能PCB上電源供電系統(tǒng)中關(guān)鍵電壓電流的分布。

      交流電源地阻抗分析

      很多人知道一對(duì)金屬板構(gòu)成一個(gè)平板電容器,于是認(rèn)為電源板層的特性就是提供平板電容以確保供電電壓的穩(wěn)定。在頻率較低,信號(hào)波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平板尺寸時(shí),電源板層與地板的確構(gòu)成了一個(gè)電容。

      然而,當(dāng)頻率升高時(shí),電源板層的特性開始變得復(fù)雜了。更確切地說,一對(duì)平板構(gòu)成了一個(gè)平板傳輸線系統(tǒng)。電源與地之間的噪聲,或與之對(duì)應(yīng)的電磁場(chǎng)遵循傳輸線原理在板之間傳播。當(dāng)噪聲信號(hào)傳播到平板的邊緣時(shí),一部分高頻能量會(huì)輻射出去,但更大一部分能量會(huì)反射回

      去。來(lái)自平板不同邊界的多重反射構(gòu)成了PCB中的諧振現(xiàn)象。

      圖4:三種設(shè)置情況下 PowerSI計(jì)算得到的PCB輸入阻抗曲線。(a)不包含電源整流模塊;(b)包含電源整流模塊;(c)包含電源整流模塊和一些去耦電容。

      在交流分析中,PCB的電源地阻抗諧振是個(gè)特有的現(xiàn)象。圖3展示了一對(duì)電源板層的輸入阻抗。為了比較,圖中還畫了一個(gè)純電容和一個(gè)純電感的阻抗特性。板的尺寸是30cm×20cm,板間間距是100um,填充介質(zhì)是FR4材料。板上的電源整流模塊用一個(gè)3nH的電感來(lái)代替。顯示純電容阻抗特性的是一個(gè)20nF的電容。從圖上可以看出,在板上沒有電源整流模塊時(shí),在幾十兆的頻率范圍內(nèi),平板的阻抗特性(紅線)和電容(藍(lán)線)一樣。在100MHz以上,平板的阻抗特性呈感性(沿著綠線)。到了幾百兆的頻率范圍后,幾個(gè)諧振峰的出現(xiàn)顯示了平板的諧振特性,這時(shí)平板就不再是純感性的了。

      至此,很明顯,一個(gè)低阻的電源供電系統(tǒng)(從直流到交流)是獲得低電壓波動(dòng)的關(guān)鍵:減少電感作用,增加電容作用,消除或降低那些諧振峰是設(shè)計(jì)目標(biāo)。為了降低電源供電系統(tǒng)的阻抗,應(yīng)遵循以下一些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則: 1.降低電源和地板層之間的間距; 2.增大平板的尺寸;

      3.提高填充介質(zhì)的介電常數(shù); 4.采用多對(duì)電源和地板層。然而,由于制造或一些其他的設(shè)計(jì)考慮,設(shè)計(jì)工程師還需要用一些較為靈活的有效的方法來(lái)改變電源供電系統(tǒng)的阻抗。為了減小阻抗并且消除那些諧振峰,在PCB上放置分立的去耦電容便成為常用的方法。

      圖4顯示了在三種不同設(shè)置下,用Sigrity PowerSI計(jì)算得到的電源供電系統(tǒng)的輸入阻抗: a.沒有電源整流模塊,沒有去耦電容放置在板上。

      b.電源整流模塊用短路來(lái)模擬,沒有去耦電容放置在板上。c.電源整流模塊用短路來(lái)模擬,去耦電容放置在板上。從圖中可見,例子a藍(lán)線,在集成電路芯片的位置處觀測(cè)到的電源供電系統(tǒng)的輸入阻抗在低頻時(shí)呈現(xiàn)出容性。隨著頻率的增加,第一個(gè)自然諧振峰出現(xiàn)在800MHz的頻率處。此頻率的波長(zhǎng)正對(duì)應(yīng)了電源地平板的尺寸。

      例子b的綠線,輸入阻抗在低頻時(shí)呈現(xiàn)出感性。這正好對(duì)應(yīng)了從集成電路芯片的位置到電源整流模塊處的環(huán)路電感。這個(gè)環(huán)路電感和平板電容一起引入了在200MHz的諧振峰。例子c的紅線,在板上放置了一些去耦電容后,那個(gè)200MHz的諧振峰被移到了很低的頻率處(<20MHz),并且諧振峰的峰值也降低了很多。第一個(gè)較強(qiáng)的諧振峰則出現(xiàn)在大約1GHz處。由此可見,通過在PCB上放置分立的去耦電容,電源供電系統(tǒng)在主要的工作頻率范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)較低的并且是平滑的交流阻抗響應(yīng)。因此,電源供電系統(tǒng)的噪聲也會(huì)很低。

      圖5:針對(duì)不同結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算得到的輸入阻抗。不考慮芯片和封裝結(jié)構(gòu)(紅線);考慮封裝結(jié)構(gòu)(藍(lán)線);考慮芯片、封裝和電路板(綠線)。

      在板上放置分立的去耦電容使得設(shè)計(jì)師可以靈活地調(diào)整電源供電系統(tǒng)的阻抗,實(shí)現(xiàn)較低的電源地噪聲。然而,如何選擇放置位置、選用多少以及選用什么樣的去耦電容仍舊是一系列的設(shè)計(jì)問題。因此,對(duì)一個(gè)特定的設(shè)計(jì)尋求最佳的去耦解決方案,并使用合適的設(shè)計(jì)軟件以及進(jìn)行大量的電源供電系統(tǒng)的仿真模擬往往是必須的。

      協(xié)同設(shè)計(jì)概念

      圖4實(shí)際上還揭示了另一個(gè)非常重要的事實(shí),即PCB上放置分立的去耦電容的作用頻率范圍僅僅能達(dá)到幾百兆赫茲。頻率再高,每個(gè)分立去耦電容的寄生電感以及板層和過孔的環(huán)路電感(電容至芯片)將會(huì)極大地降低去耦效果,僅僅通過PCB上放置分立的去耦電容是無(wú)法進(jìn)一步降低電源供電系統(tǒng)的輸入阻抗的。從幾百兆赫茲到更高的頻率范圍,封裝結(jié)構(gòu)的電源供電系統(tǒng)的板間電容,以及封裝結(jié)構(gòu)上放置的分立去耦電容將會(huì)開始起作用。到了GHz頻率范圍,芯片內(nèi)電源柵格之間的電容以及芯片內(nèi)的去耦電容是唯一的去耦解決方案。

      圖5顯示了一個(gè)例子,紅線是一個(gè)PCB上放置一些分立的去耦電容后得到的輸入阻抗。第一個(gè)諧振峰出現(xiàn)在600MHz到700MHz。在考慮了封裝結(jié)構(gòu)后,附加的封裝結(jié)構(gòu)的電感將諧振峰移到了大約450MHz處,見藍(lán)線。在包括了芯片電源供電系統(tǒng)后,芯片內(nèi)的去耦電容將那些高頻的諧振峰都去掉了,但同時(shí)卻引入了一個(gè)很弱的30MHz諧振峰,見綠線。這個(gè)

      30MHz的諧振在時(shí)域中會(huì)體現(xiàn)為高頻翻轉(zhuǎn)信號(hào)的中頻包絡(luò)上的一個(gè)電壓波谷。芯片內(nèi)的去耦是很有效的,但代價(jià)卻是要用去芯片內(nèi)寶貴的空間和消耗更多的漏電流。將芯片內(nèi)的去耦電容挪到封裝結(jié)構(gòu)上也許是一個(gè)很好的折衷方案,但要求設(shè)計(jì)師擁有從芯片、封裝結(jié)構(gòu)到PCB的整個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)。但通常,PCB的設(shè)計(jì)師無(wú)法獲得芯片和封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的仿真軟件包。對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)師,他們通常不關(guān)心下端的封裝和電路板的設(shè)計(jì)。但顯然采用協(xié)同設(shè)計(jì)概念對(duì)整個(gè)系統(tǒng)、芯片-封裝-電路板的電源供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析設(shè)計(jì)是將來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。一些走在電子設(shè)計(jì)前沿的公司事實(shí)上已經(jīng)這樣做了。

      硬件布板經(jīng)驗(yàn)談

      時(shí)鐘線走線

      1.表面層無(wú)時(shí)鐘布線或布線長(zhǎng)度=<500mil(關(guān)鍵時(shí)鐘表層布線=<200mil);并且要要完整地平面作回

      流,未跨分割或跨分割位置已作橋接處理

      2.晶振及時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域TOP層無(wú)其它布線穿過;(這條有時(shí)比較難滿足)

      3.信號(hào)線周圍避免有其它信號(hào)線,在必要時(shí)滿足3W原則(兩線中心距為線寬的3倍),這點(diǎn)在布

      數(shù)據(jù)線或地址線排線時(shí),一般不作此種方案考慮,而重點(diǎn)考慮時(shí)序(等長(zhǎng))。

      4.在可能的情況下,電原層應(yīng)盡量滿足20h原則:即電源層邊界相對(duì)于地層邊界內(nèi)縮板厚度的20倍

      **20H規(guī)則:由于電源層與地層之間的電場(chǎng)是變化的,在板的邊緣會(huì)向外輻射電磁干擾。稱為邊緣效應(yīng)。可以將電源層內(nèi)縮,使得電場(chǎng)只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)。以一個(gè)H(電源和地之間的介質(zhì)厚度)為單位,若內(nèi)縮20H則可以將70%的電場(chǎng)限制在接地邊沿內(nèi);內(nèi)縮100H則可以將98%的電場(chǎng)限制在內(nèi)。

      5.不同頻率時(shí)鐘之間滿足3W原則

      **3W規(guī)則:為了減少線間竄擾,應(yīng)保證線間距足夠大,當(dāng)線中心距不少于3倍線寬時(shí),則可保持70%的電場(chǎng)不互相干擾,稱為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電場(chǎng)不互相干擾,可使用10W規(guī)則。

      6.當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)換層且回流參考平面也改變時(shí),一般在時(shí)鐘線換層過孔旁布一接地孔

      7.時(shí)鐘布線與I/O接口、拉手條的間距>=1000mil

      8.時(shí)鐘線與相鄰平面層布線的平等長(zhǎng)度<=1000mil

      9.多負(fù)載時(shí)鐘結(jié)構(gòu)盡量采用星形,在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中一般采用在走到多負(fù)載點(diǎn)相對(duì)中心位置進(jìn)行等長(zhǎng)

      分叉方式,10.SDRAM布線中,SDCLK與DATA的長(zhǎng)度相差<=800mil

      11.帶狀線(中間層走線)的典型傳輸速度為180ps/inch,微帶線(表層走線)為140ps/inch 6

      接口走線要求

      1.差分布線規(guī)則:并行且等距、同層、等長(zhǎng)

      接口變壓器與接口連接器之間的網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度小于1000mil

      3.跨分割的復(fù)位線在跨分割處加橋接措施

      4.接口電路的布線應(yīng)遵循先防護(hù)、后濾波的原則

      5.接口變壓器、光耦等隔離器件初、次級(jí)互相隔離,無(wú)相鄰平面等耦合通路,對(duì)相應(yīng)的參考平面隔離寬度大于100mil 板的堆疊:

      1.元件層的臨近層為地平面,提供器件屏蔽層以及為定層布線層提供參考平面

      2.所有信號(hào)層盡可能與地平面相鄰

      3.盡量避免2信號(hào)層直接相鄰

      4.主電源盡可能與其對(duì)應(yīng)地相鄰

      5.兼顧層壓結(jié)構(gòu)對(duì)稱性 其他布線注意點(diǎn):

      1.電源層和地層之間的EMC環(huán)境較差,應(yīng)避免布置對(duì)干擾敏感的信號(hào)

      2.信號(hào)線必須無(wú)直角

      3.布線盡可能靠近一個(gè)平面,并避免跨分割,若必須跨分割或者無(wú)法靠近電源地平面,這些情況僅允許在低速信號(hào)線中存在

      LVDS布板指導(dǎo)

      LVDS布局&布線應(yīng)該考慮的因素: 1.差分走線; 2.阻抗匹配; 3.串?dāng)_(crosstalk):4.電磁干擾(EMI);

      一:差分走線:

      1.使反射盡量最小,并使共模噪聲反射盡可能存在;差分走線越近越好;避免差分走線阻抗不均勻(阻抗變化,直角線);整個(gè)走線工程應(yīng)該保持差分線的寬度保持不變。

      2.為了減少傾斜(skew),兩差分線的長(zhǎng)度應(yīng)該保持一致,否則導(dǎo)致終端相位有差異,降低系統(tǒng)的性能。

      3.盡量減少信號(hào)路徑中的過孔(Via)的數(shù)量&阻抗的不均勻。

      4.任何寄生負(fù)載(比如:寄生電容)應(yīng)該在同一差分對(duì)中保持一致。5.應(yīng)用45°角走線代替90°腳走線。

      二: 阻抗匹配:

      阻抗不匹配將導(dǎo)致共模噪聲的增加并且產(chǎn)生電磁干擾(EMI),所以應(yīng)該選擇一匹配電阻&差分線的阻抗相一致。(100Ohm).1.在原理發(fā)送端的地方放一匹配電阻(100Ohm);2.應(yīng)用0603或者0805尺寸的芯片電阻;

      3.終端阻抗&終端的距離應(yīng)小于7mm,盡可能那的靠近接收端;

      三:差分信號(hào)&單端信號(hào)的串?dāng)_:

      1.為了避免單端信號(hào)&LVDS信號(hào)產(chǎn)生串?dāng)_,應(yīng)盡量使二者分層。如果單端信號(hào)&差分信號(hào)走的太近,將會(huì)產(chǎn)生共模噪聲,從而造成接收端的假出發(fā),降低信號(hào)的質(zhì)量,減少信號(hào)的噪聲冗余量。

      2.如果兩者在同一層,應(yīng)使兩者至少相距12mm.VCC&GND也應(yīng)該分開。

      四:電磁干擾(EMI):

      走線的電磁輻射可以產(chǎn)生橫向電磁波,這種波如果逃脫屏蔽就會(huì)導(dǎo)致電磁兼容(EMC)的失敗。單端傳輸(比如:CMOS,TTL)所有暴露的線都能產(chǎn)生輻射,橫向波伴隨在這些走線的周圍,一旦逃脫系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的問題。LVDS走線彼此能相互消弱電磁波,成對(duì)出現(xiàn),只有在邊緣區(qū)域才能產(chǎn)生逃逸的現(xiàn)象,因此LVDS走線作為傳輸系統(tǒng)對(duì)單端傳輸(COMS,TTL)電磁干擾較少。電磁干擾方面微帶線&帶狀線的優(yōu)點(diǎn): 微帶線差分對(duì)下面的地平面的能有效地降低EMI,帶狀線上下均是地平面,能獲得叫好的電磁干擾性能,但是有如下缺點(diǎn): 1. 較長(zhǎng)的傳輸時(shí)間(1.5倍于微帶線); 2. 需要較多的過孔; 3. 要求較多的層; 4. 需要的精確的100歐姆的匹配電阻較難實(shí)現(xiàn); 為了更好的耦合電磁波,微帶線&帶狀線的尺寸應(yīng)該滿足如下: 圖2: 差分對(duì)想要較好的耦合需要的條件: S<2W;S2S: 總 的 指 導(dǎo) 原 則(電源&布局)

      1)在低頻(500-600MHz)時(shí),選用FR-4材料制造;在更高速度的時(shí)候選用G-FEK或者Teflon來(lái)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。2)用旁路電容旁路所有的電源平面,旁路電容的大小由電源噪聲的頻譜決定,所選用的電容應(yīng)該能慮去最大功率的部分(通常在100-300MHz)。典型的利用10UF,3V的Ta電容。

      3)所有的電源的VCC?DCKLK&VCC-CKOUT管腳應(yīng)該用0.1、0.01、0.001UF的mica(云母)、Ceramic(磁珠)或者0805尺寸的貼片電容并行連接進(jìn)行旁路,這些電容應(yīng)該放在管腳的下面,另外還要加一個(gè)2.7UF的電容。

      4)盡量使LVDS收發(fā)端靠近接線器(Connector);5)發(fā)端輸出腳和連接器之間的走線物理長(zhǎng)度應(yīng)該小于5mm,以此來(lái)降低偏斜(Skew);6)LVDS信號(hào)線&TTL信號(hào)線分層,降低串?dāng)_ 7)LVDS的電源&地分層;

      8)應(yīng)用高阻抗低電容的寬帶SCOPE探針; 9)使stub的長(zhǎng)度盡可能短;

      10)如干過孔用來(lái)連接電源&地平面; LVDS電纜(Cable): 板和板之間的LVDS信號(hào)通過電纜線傳輸,由于阻抗匹配&低延時(shí)的要求,一般電纜線不能滿足,選擇LVDS電纜時(shí)應(yīng)遵循的原則:

      1.電纜應(yīng)滿足LVDS阻抗匹配的要求; 2.電纜線應(yīng)具有較低的延時(shí)(Skew);3.兩路應(yīng)該平衡(兩路的延時(shí)應(yīng)該相同); 低速,短距時(shí)帶狀線可以應(yīng)用;高速,長(zhǎng)距時(shí)應(yīng)用雙絞線。應(yīng)用帶狀線的時(shí)候應(yīng)該注意: 差分對(duì)之間應(yīng)該用地隔開,且邊緣的兩路不傳送信號(hào)。圖3: LVDS也可以用同軸電纜&雙軸電纜傳輸,雙軸電纜比同軸電纜具有較好的平衡性,因此產(chǎn)生較少的電磁干擾。圖4: 最合適的選擇是雙絞線,短距離(大約0.5m),選用CAT3平衡雙絞線,更長(zhǎng)的距離(超過0.5m,速度超過500MHz)用CAT5平衡雙絞線。LVDS連接器: 連接器(Connector)用來(lái)連接不同的板之間的LVDS信號(hào),此時(shí)連接器的選擇有如下規(guī)則: 1.連接器必須是低傾斜,阻抗匹配; 2.必須有相同長(zhǎng)度的導(dǎo)線; 3.連接器中,差分對(duì)應(yīng)在相鄰的接口中; 4.地管腳應(yīng)放在差分對(duì)之間; 5.連接器的末端腳應(yīng)

      該接地,不能做高

      PCB Layout中的走線策略

      布線(Layout)是PCB設(shè)計(jì)工程師最基本的工作技能之一。走線的好壞將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能,大多數(shù)高速的設(shè)計(jì)理論也要最終經(jīng)過Layout得以實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證,由此可見,布線在高速PCB設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的。下面將針對(duì)實(shí)際布線中可能遇到的一些情況,分析其合理性,并給出一些比較優(yōu)化的走線策略。主要從直角走線,差分走線,蛇形線等三個(gè)方面來(lái)闡述。

      1. 直角走線

      直角走線一般是PCB布線中要求盡量避免的情況,也幾乎成為衡量布線好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一,那么直角走線究竟會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生多大的影響呢?從原理上說,直角走線會(huì)使傳輸線的線寬發(fā)生變化,造成阻抗的不連續(xù)。其實(shí)不光是直角走線,頓角,銳角走線都可能會(huì)造成阻抗變化的情況。直角走線的對(duì)信號(hào)的影響就是主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載,減緩上升時(shí)間;二是阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號(hào)的反射;三是直角尖端產(chǎn)生的EMI。

      傳輸線的直角帶來(lái)的寄生電容可以由下面這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算: C=61W(Er)1/2/Z0 在上式中,C就是指拐角的等效電容(單位:pF),W指走線的寬度(單位:inch),εr指介質(zhì)的介電常數(shù),Z0就是傳輸線的特征阻抗。舉個(gè)例子,對(duì)于一個(gè)4Mils的50歐姆傳輸線(εr為4.3)來(lái)說,一個(gè)直角帶來(lái)的電容量大概為0.0101pF,進(jìn)而可以估算由此引起的上升時(shí)間變化量:

      T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps 通過計(jì)算可以看出,直角走線帶來(lái)的電容效應(yīng)是極其微小的。

      由于直角走線的線寬增加,該處的阻抗將減小,于是會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)反射現(xiàn)象,我們可以根據(jù)傳輸線章節(jié)中提到的阻抗計(jì)算公式來(lái)算出線寬增加后的等效阻抗,然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算反射系數(shù):ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走線導(dǎo)致的阻抗變化在7%-20%之間,因而反射系數(shù)最大為0.1左右。而且,從下圖可以看到,在W/2線長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)傳輸線阻抗變化到最小,再經(jīng)過W/2時(shí)間又恢復(fù)到正常的阻抗,整個(gè)發(fā)生阻抗變化的時(shí)間極短,往往在10ps之內(nèi),這樣快而且微小的變化對(duì)一般的信號(hào)傳輸來(lái)說幾乎是可以忽略的。

      很多人對(duì)直角走線都有這樣的理解,認(rèn)為尖端容易發(fā)射或接收電磁波,產(chǎn)生EMI,這也成為許多人認(rèn)為不能直角走線的理由之一。然而很多實(shí)際測(cè)試的結(jié)果顯示,直角走線并不會(huì)比直線產(chǎn)生很明顯的EMI。也許目前的儀器性能,測(cè)試水平制約了測(cè)試的精確性,但至少說明了一個(gè)問題,直角走線的輻射已經(jīng)小于儀器本身的測(cè)量誤差。

      總的說來(lái),直角走線并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的應(yīng)用中,其產(chǎn)生的任何諸如電容,反射,EMI等效應(yīng)在TDR測(cè)試中幾乎體現(xiàn)不出來(lái),高速PCB設(shè)計(jì)工程師的重點(diǎn)還是應(yīng)該放在布局,電源/地設(shè)計(jì),走線設(shè)計(jì),過孔等其他方面。當(dāng)然,盡管直角走線帶來(lái)的影響不是很嚴(yán)重,但并不是說我們以后都可以走直角線,注意細(xì)節(jié)是每個(gè)優(yōu)秀工程師必備的基本素質(zhì),而且,隨著數(shù)字電路的飛速發(fā)展,PCB工程師處理的信號(hào)頻率也會(huì)不斷提高,到10GHz以上的RF設(shè)計(jì)領(lǐng)域,這些小小的直角都可能成為高速問題的重點(diǎn)對(duì)象。

      2. 差分走線

      差分信號(hào)(Differential Signal)在高速電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,電路中最關(guān)鍵的信號(hào)往往都要采用差分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),什么另它這么倍受青睞呢?在PCB設(shè)計(jì)中又如何能保證其良好的性能呢?帶著這兩個(gè)問題,我們進(jìn)行下一部分的討論。何為差分信號(hào)?通俗地說,就是驅(qū)動(dòng)端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號(hào),接收端通過比較這兩個(gè)電壓的差值來(lái)判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“1”。而承載差分信號(hào)的那一對(duì)走線就稱為差分走線。

      差分信號(hào)和普通的單端信號(hào)走線相比,最明顯的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

      a.抗干擾能力強(qiáng),因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好,當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí),幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上,而接收端關(guān)心的只是兩信號(hào)的差值,所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。

      b.能有效抑制EMI,同樣的道理,由于兩根信號(hào)的極性相反,他們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。

      c.時(shí)序定位精確,由于差分信號(hào)的開關(guān)變化是位于兩個(gè)信號(hào)的交點(diǎn),而不像普通單端信號(hào)依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時(shí)序上的誤差,同時(shí)也更適合于低幅度信號(hào)的電路。目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指這種小振幅差分信號(hào)技術(shù)。

      對(duì)于PCB工程師來(lái)說,最關(guān)注的還是如何確保在實(shí)際走線中能完全發(fā)揮差分走線的這些優(yōu)勢(shì)。也許只要是接觸過Layout的人都會(huì)了解差分走線的一般要求,那就是“等長(zhǎng)、等距”。等長(zhǎng)是為了保證兩個(gè)差分信號(hào)時(shí)刻保持相反極性,減少共模分量;等距則主要是為了保證兩者差分阻抗一致,減少反射?!氨M量靠近原則”有時(shí)候也是差分走線的要求之一。但所有這些規(guī)則都不是用來(lái)生搬硬套的,不少工程師似乎還不了解高速差分信號(hào)傳輸?shù)谋举|(zhì)。下面重點(diǎn)討論一下PCB差分信號(hào)設(shè)計(jì)中幾個(gè)常見的誤區(qū)。誤區(qū)一:認(rèn)為差分信號(hào)不需要地平面作為回流路徑,或者認(rèn)為差分走線彼此為對(duì)方提供回流途徑。造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑,或者對(duì)高速信號(hào)傳輸?shù)臋C(jī)理認(rèn)識(shí)還不夠深入。差分電路對(duì)于類似地彈以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號(hào)是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號(hào)返回路徑,其實(shí)在信號(hào)回流分析上,差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的,即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路進(jìn)行回流,最大的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外,還存在相互之間的耦合,哪一種耦合強(qiáng),那一種就成為主要的回流通路.在PCB電路設(shè)計(jì)中,一般差分走線之間的耦合較小,往往只占10~20%的耦合度,更多的還是對(duì)地的耦合,所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候,無(wú)參考平面的區(qū)域,差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路,盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒有對(duì)普通的單端走線來(lái)的嚴(yán)重,但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量,增加EMI,要盡量避免。也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為,可以去掉差分走線下方的參考平面,以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào),但從理論上看這種做法是不可取的,阻抗如何控制?不給共模信號(hào)提供地阻抗回路,勢(shì)必會(huì)造成EMI輻射,這種做法弊大于利。

      誤區(qū)二:認(rèn)為保持等間距比匹配線長(zhǎng)更重要。在實(shí)際的PCB布線中,往往不能同時(shí)滿足差分設(shè)計(jì)的要求。由于管腳分布,過孔,以及走線空間等因素存在,必須通過適當(dāng)?shù)睦@線才能達(dá)到線長(zhǎng)匹配的目的,但帶來(lái)的結(jié)果必然是差分對(duì)的部分區(qū)域無(wú)法平行.PCB差分走線的設(shè)計(jì)中最重要的規(guī)則就是匹配線長(zhǎng),其它的規(guī)則都可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行靈活處理。

      誤區(qū)三:認(rèn)為差分走線一定要靠的很近。讓差分走線靠近無(wú)非是為了增強(qiáng)他們的耦合,既可以提高對(duì)噪聲的免疫力,還能充分利用磁場(chǎng)的相反極性來(lái)抵消對(duì)外界的電磁干擾。雖說這種

      做法在大多數(shù)情況下是非常有利的,但不是絕對(duì)的,如果能保證讓它們得到充分的屏蔽,不受外界干擾,那么我們也就不需要再讓通過彼此的強(qiáng)耦合達(dá)到抗干擾和抑制EMI的目的了。如何才能保證差分走線具有良好的隔離和屏蔽呢?增大與其它信號(hào)走線的間距是最基本的途徑之一,電磁場(chǎng)能量是隨著距離呈平方關(guān)系遞減的,一般線間距超過4倍線寬時(shí),它們之間的干擾就極其微弱了,基本可以忽略。此外,通過地平面的隔離也可以起到很好的屏蔽作用,這種結(jié)構(gòu)在高頻的(10G以上)IC封裝PCB設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)用采用,被稱為CPW結(jié)構(gòu),可以保證嚴(yán)格的差分阻抗控制(2Z0).差分走線也可以走在不同的信號(hào)層中,但一般不建議這種走法,因?yàn)椴煌膶赢a(chǎn)生的諸如阻抗、過孔的差別會(huì)破壞差模傳輸?shù)男Ч牍材T肼?。此外,如果相鄰兩層耦合不夠緊密的話,會(huì)降低差分走線抵抗噪聲的能力,但如果能保持和周圍走線適當(dāng)?shù)拈g距,串?dāng)_就不是個(gè)問題。在一般頻率(GHz以下),EMI也不會(huì)是很嚴(yán)重的問題,實(shí)驗(yàn)表明,相距500Mils的差分走線,在3米之外的輻射能量衰減已經(jīng)達(dá)到60dB,足以滿足FCC的電磁輻射標(biāo)準(zhǔn),所以設(shè)計(jì)者根本不用過分擔(dān)心差分線耦合不夠而造成電磁不兼容問題。

      3. 蛇形線

      蛇形線是Layout中經(jīng)常使用的一類走線方式。其主要目的就是為了調(diào)節(jié)延時(shí),滿足系統(tǒng)時(shí)序設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)者首先要有這樣的認(rèn)識(shí):蛇形線會(huì)破壞信號(hào)質(zhì)量,改變傳輸延時(shí),布線時(shí)要盡量避免使用。但實(shí)際設(shè)計(jì)中,為了保證信號(hào)有足夠的保持時(shí)間,或者減小同組信號(hào)之間的時(shí)間偏移,往往不得不故意進(jìn)行繞線。那么,蛇形線對(duì)信號(hào)傳輸有什么影響呢?走線時(shí)要注意些什么呢?其中最關(guān)鍵的兩個(gè)參數(shù)就是平行耦合長(zhǎng)度(Lp)和耦合距離(S),很明顯,信號(hào)在蛇形走線上傳輸時(shí),相互平行的線段之間會(huì)發(fā)生耦合,呈差模形式,S越小,Lp越大,則耦合程度也越大。可能會(huì)導(dǎo)致傳輸延時(shí)減小,以及由于串?dāng)_而大大降低信號(hào)的質(zhì)量,其機(jī)理可以參考第三章對(duì)共模和差模串?dāng)_的分析。下面是給Layout工程師處理蛇形線時(shí)的幾點(diǎn)建議:

      1. 盡量增加平行線段的距離(S),至少大于3H,H指信號(hào)走線到參考平面的距離。通俗的說就是繞大彎走線,只要S足夠大,就幾乎能完全避免相互的耦合效應(yīng)。

      2. 減小耦合長(zhǎng)度Lp,當(dāng)兩倍的Lp延時(shí)接近或超過信號(hào)上升時(shí)間時(shí),產(chǎn)生的串?dāng)_將達(dá)到飽和。

      3. 帶狀線(Strip-Line)或者埋式微帶線(Embedded Micro-strip)的蛇形線引起的信號(hào)傳輸延時(shí)小于微帶走線(Micro-strip)。理論上,帶狀線不會(huì)因?yàn)椴钅4當(dāng)_影響傳輸速率。4. 高速以及對(duì)時(shí)序要求較為嚴(yán)格的信號(hào)線,盡量不要走蛇形線,尤其不能在小范圍內(nèi)蜿蜒走線。

      5. 可以經(jīng)常采用任意角度的蛇形走線,能有效的減少相互間的耦合。

      6. 高速PCB設(shè)計(jì)中,蛇形線沒有所謂濾波或抗干擾的能力,只可能降低信號(hào)質(zhì)量,所以只作時(shí)序匹配之用而無(wú)其它目的。

      7. 有時(shí)可以考慮螺旋走線的方式進(jìn)行繞線,仿真表明,其效果要優(yōu)于正常的蛇形走線。

      晶振與匹配電容的總結(jié)

      匹配電容-----負(fù)載電容是指晶振要正常震蕩所需要的電容。一般外接電容,是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負(fù)載電容。要求高的場(chǎng)合還要考慮ic輸入端的對(duì)地電容。一般晶振兩端所接電容是所要求的負(fù)載電容的兩倍。這樣并聯(lián)起來(lái)就接近負(fù)載電容了。

      2.負(fù)載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容。他是一個(gè)測(cè)試條件,也是一

      個(gè)使用條件。應(yīng)用時(shí)一般在給出負(fù)載電容值附近調(diào)整可以得到精確頻率。此電容的大小主要影響負(fù)載諧振頻率和等效負(fù)載諧振電阻。

      3.一般情況下,增大負(fù)載電容會(huì)使振蕩頻率下降,而減小負(fù)載電容會(huì)使振蕩頻率升高 4.負(fù)載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內(nèi)部及外部所有有效電容之和,可看作晶振片在電路中串接電容。負(fù)載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標(biāo)稱頻率相同的晶振,負(fù)載電容不一定相同。因?yàn)槭⒕w振蕩器有兩個(gè)諧振頻率,一個(gè)是串聯(lián)揩振晶振的低負(fù)載電容晶振:另一個(gè)為并聯(lián)揩振晶振的高負(fù)載電容晶振。所以,標(biāo)稱頻率相同的晶振互換時(shí)還必須要求負(fù)載電容一至,不能冒然互換,否則會(huì)造成電器工作不正常。

      晶振旁的電阻(并聯(lián)與串聯(lián))

      一份電路在其輸出端串接了一個(gè)22K的電阻,在其輸出端和輸入端之間接了一個(gè)10M的電阻,這是由于連接晶振的芯片端內(nèi)部是一個(gè)線性運(yùn)算放大器,將輸入進(jìn)行反向180度輸出,晶振處的負(fù)載電容電阻組成的網(wǎng)絡(luò)提供另外180度的相移,整個(gè)環(huán)路的相移360度,滿足振蕩的相位條件,同時(shí)還要求閉環(huán)增益大于等于1,晶體才正常工作。晶振輸入輸出連接的電阻作用是產(chǎn)生負(fù)反饋,保證放大器工作在高增益的線性區(qū),一般在M歐級(jí),輸出端的電阻與負(fù)載電容組成網(wǎng)絡(luò),提供180度相移,同時(shí)起到限流的作用,防止反向器輸出對(duì)晶振過驅(qū)動(dòng),損壞晶振。

      和晶振串聯(lián)的電阻常用來(lái)預(yù)防晶振被過分驅(qū)動(dòng)。晶振過分驅(qū)動(dòng)的后果是將逐漸損耗減少晶振的接觸電鍍,這將引起頻率的上升,并導(dǎo)致晶振的早期失效,又可以講drive level調(diào)整用。用來(lái)調(diào)整drive level和發(fā)振余裕度。

      Xin和Xout的內(nèi)部一般是一個(gè)施密特反相器,反相器是不能驅(qū)動(dòng)晶體震蕩的.因此,在反相器的兩端并聯(lián)一個(gè)電阻,由電阻完成將輸出的信號(hào)反向 180度反饋到輸入端形成負(fù)反饋,構(gòu)成負(fù)反饋放大電路.晶體并在電阻上,電阻與晶體的等效阻抗是并聯(lián)關(guān)系,自己想一下是電阻大還是電阻小對(duì)晶體的阻抗影響小大? 電阻的作用是將電路內(nèi)部的反向器加一個(gè)反饋回路,形成放大器,當(dāng)晶體并在其中會(huì)使反饋回路的交流等效按照晶體頻率諧振,由于晶體的Q值非常高,因此電阻在很大的范圍變化都不會(huì)影響輸出頻率。過去,曾經(jīng)試驗(yàn)此電路的穩(wěn)定性時(shí),試過從100K~20M都可以正常啟振,但會(huì)影響脈寬比的。

      晶體的Q值非常高, Q值是什么意思呢? 晶體的串聯(lián)等效阻抗是 Ze = Re + jXe, Re<< |jXe|, 晶體一般等效于一個(gè)Q很高很高的電感,相當(dāng)于電感的導(dǎo)線電阻很小很小。Q一般達(dá)到10^-4量級(jí)。

      避免信號(hào)太強(qiáng)打壞晶體的。電阻一般比較大,一般是幾百K。

      串進(jìn)去的電阻是用來(lái)限制振蕩幅度的,并進(jìn)去的兩顆電容根據(jù)LZ的晶振為幾十MHZ一般是在20~30P左右,主要用與微調(diào)頻率和波形,并影響幅度,并進(jìn)去的電阻就要看 IC

      spec了,有的是用來(lái)反饋的,有的是為過EMI的對(duì)策

      可是轉(zhuǎn)化為 并聯(lián)等效阻抗后,Re越小,Rp就越大,這是有現(xiàn)成的公式的。晶體的等效Rp很大很大。外面并的電阻是并到這個(gè)Rp上的,于是,降低了Rp值-----> 增大了Re-----> 降低了Q 關(guān)于晶振

      石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器,被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中,以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。

      PCB 50問

      1、如何選擇PCB板材?

      選擇PCB板材必須在滿足設(shè)計(jì)需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點(diǎn)。設(shè)計(jì)需求包含電氣和機(jī)構(gòu)這兩部分。通常在設(shè)計(jì)非常高速的PCB板子(大于GHz的頻率)時(shí)這材質(zhì)問題會(huì)比較重要。例如,現(xiàn)在常用的FR-4材質(zhì),在幾個(gè)GHz的頻率時(shí)的介質(zhì)損(dielectric loss)會(huì)對(duì)信號(hào)衰減有很大的影響,可能就不合用。就電氣而言,要注意介電常數(shù)(dielectric constant)和介質(zhì)損在所設(shè)計(jì)的頻率是否合用。

      2、如何避免高頻干擾?

      避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號(hào)電磁場(chǎng)的干擾,也就是所謂的串?dāng)_(Crosstalk)。可用拉大高速信號(hào)和模擬信號(hào)之間的距離,或加ground guard/shunt traces在模擬信號(hào)旁邊。還要注意數(shù)字地對(duì)模擬地的噪聲干擾。

      3、在高速設(shè)計(jì)中,如何解決信號(hào)的完整性問題?

      信號(hào)完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號(hào)源的架構(gòu)和輸出阻抗(output impedance),走線的特性阻抗,負(fù)載端的特性,走線的拓樸(topology)架構(gòu)等。解決的方式是靠端接(termination)與調(diào)整走線的拓樸。

      4、差分布線方式是如何實(shí)現(xiàn)的?

      差分對(duì)的布線有兩點(diǎn)要注意,一是兩條線的長(zhǎng)度要盡量一樣長(zhǎng),另一是兩線的間距(此間距由差分阻抗決定)要一直保持不變,也就是要保持平行。平行的方式有兩種,一為兩條線走在同一走線層(side-by-side),一為兩條線走在上下相鄰兩層(over-under)。一般以前者side-by-side實(shí)現(xiàn)的方式較多。

      5、對(duì)于只有一個(gè)輸出端的時(shí)鐘信號(hào)線,如何實(shí)現(xiàn)差分布線? 要用差分布線一定是信號(hào)源和接收端也都是差分信號(hào)才有意義。所以對(duì)只有一個(gè)輸出端的時(shí)鐘信號(hào)是無(wú)法使用差分布線的。

      6、接收端差分線對(duì)之間可否加一匹配電阻?

      接收端差分線對(duì)間的匹配電阻通常會(huì)加, 其值應(yīng)等于差分阻抗的值。這樣信號(hào)品質(zhì)會(huì)好些。

      7、為何差分對(duì)的布線要靠近且平行?

      對(duì)差分對(duì)的布線方式應(yīng)該要適當(dāng)?shù)目拷移叫?。所謂適當(dāng)?shù)目拷且驗(yàn)檫@間距會(huì)影響到差分阻抗(differential impedance)的值, 此值是設(shè)計(jì)差分對(duì)的重要參數(shù)。需要平行也是因?yàn)橐3植罘肿杩沟囊恢滦?。若兩線忽遠(yuǎn)忽近, 差分阻抗就會(huì)不一致, 就會(huì)影響信號(hào)完整性(signal integrity)及時(shí)間延遲(timing delay)。

      8、如何處理實(shí)際布線中的一些理論沖突的問題

      1.基本上, 將模/數(shù)地分割隔離是對(duì)的。要注意的是信號(hào)走線盡量不要跨過有分割的地方(moat), 還有不要讓電源和信號(hào)的回流電流路徑(returning current path)變太大。2.晶振是模擬的正反饋振蕩電路, 要有穩(wěn)定的振蕩信號(hào), 必須滿足loop gain與phase的規(guī)范, 而這模擬信號(hào)的振蕩規(guī)范很容易受到干擾, 即使加ground guard traces可能也無(wú)法完全隔離干擾。而且離的太遠(yuǎn), 地平面上的噪聲也會(huì)影響正反饋振蕩電路。所以, 一定要將晶振和芯片的距離進(jìn)可能靠近。3.確實(shí)高速布線與EMI的要求有很多沖突。但基本原則是因EMI所加的電阻電容或ferrite bead, 不能造成信號(hào)的一些電氣特性不符合規(guī)范。所以, 最好先用安排走線和PCB疊層的技巧來(lái)解決或減少EMI的問題, 如高速信號(hào)走內(nèi)層。最后才用電阻電容或ferrite bead的方式, 以降低對(duì)信號(hào)的傷害。

      9、如何解決高速信號(hào)的手工布線和自動(dòng)布線之間的矛盾?

      現(xiàn)在較強(qiáng)的布線軟件的自動(dòng)布線器大部分都有設(shè)定約束條件來(lái)控制繞線方式及過孔數(shù)目。

      各家EDA公司的繞線引擎能力和約束條件的設(shè)定項(xiàng)目有時(shí)相差甚遠(yuǎn)。例如, 是否有足夠的約束條件控制蛇行線(serpentine)蜿蜒的方式, 能否控制差分對(duì)的走線間距等。這會(huì)影響到自動(dòng)布線出來(lái)的走線方式是否能符合設(shè)計(jì)者的想法。另外, 手動(dòng)調(diào)整布線的難易也與繞線引擎的能力有絕對(duì)的關(guān)系。例如, 走線的推擠能力, 過孔的推擠能力, 甚至走線對(duì)敷銅的推擠能力等等。所以, 選擇一個(gè)繞線引擎能力強(qiáng)的布線器, 才是解決之道。

      10、關(guān)于test coupon。

      test coupon是用來(lái)以TDR(Time Domain Reflectometer)測(cè)量所生產(chǎn)的PCB板的特性阻抗是否滿足設(shè)計(jì)需求。一般要控制的阻抗有單根線和差分對(duì)兩種情況。所以,test coupon上的走線線寬和線距(有差分對(duì)時(shí))要與所要控制的線一樣。最重要的是測(cè)量時(shí)接地點(diǎn)的位置。為了減少接地引線(ground lead)的電感值,TDR探棒(probe)接地的地方通常非常接近量信號(hào)的地方(probe tip),所以,test coupon上量測(cè)信號(hào)的點(diǎn)跟接地點(diǎn)的距離和方式要符合所用的探棒。詳情參考如下鏈接1.http://developer.intel.com/design/chipsets/applnots/pcd_pres399.pdf2.http://(點(diǎn)選Application notes)

      11、在高速PCB設(shè)計(jì)中,信號(hào)層的空白區(qū)域可以敷銅,而多個(gè)信號(hào)層的敷銅在接地和接電源上應(yīng)如何分配?

      一般在空白區(qū)域的敷銅絕大部分情況是接地。只是在高速信號(hào)線旁敷銅時(shí)要注意敷銅與信號(hào)線的距離,因?yàn)樗蟮你~會(huì)降低一點(diǎn)走線的特性阻抗。也要注意不要影響到它層的特性阻抗,例如在dual stripline的結(jié)構(gòu)時(shí)。

      12、是否可以把電源平面上面的信號(hào)線使用微帶線模型計(jì)算特性阻抗?電源和地平面之間的信號(hào)是否可以使用帶狀線模型計(jì)算?

      是的,在計(jì)算特性阻抗時(shí)電源平面跟地平面都必須視為參考平面。例如四層板: 頂層-電源層-地層-底層,這時(shí)頂層走線特性阻抗的模型是以電源平面為參考平面的微帶線模型。

      13、在高密度印制板上通過軟件自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試點(diǎn)一般情況下能滿足大批量生產(chǎn)的測(cè)試要求嗎?

      一般軟件自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試點(diǎn)是否滿足測(cè)試需求必須看對(duì)加測(cè)試點(diǎn)的規(guī)范是否符合測(cè)試機(jī)具的要求。另外,如果走線太密且加測(cè)試點(diǎn)的規(guī)范比較嚴(yán),則有可能沒辦法自動(dòng)對(duì)每段線都加上測(cè)試點(diǎn),當(dāng)然,需要手動(dòng)補(bǔ)齊所要測(cè)試的地方。

      14、添加測(cè)試點(diǎn)會(huì)不會(huì)影響高速信號(hào)的質(zhì)量?

      至于會(huì)不會(huì)影響信號(hào)質(zhì)量就要看加測(cè)試點(diǎn)的方式和信號(hào)到底多快而定?;旧贤饧拥臏y(cè)試點(diǎn)(不用線上既有的穿孔(via or DIP pin)當(dāng)測(cè)試點(diǎn))可能加在線上或是從線上拉一小段線出來(lái)。前者相當(dāng)于是加上一個(gè)很小的電容在線上,后者則是多了一段分支。這兩個(gè)情況都會(huì)對(duì)高速信號(hào)多多少少會(huì)有點(diǎn)影響,影響的程度就跟信號(hào)的頻率速度和信號(hào)緣變化率(edge rate)有關(guān)。影響大小可透過仿真得知。原則上測(cè)試點(diǎn)越小越好(當(dāng)然還要滿足測(cè)試機(jī)具的要求)分支越短越好。

      15、若干PCB組成系統(tǒng),各板之間的地線應(yīng)如何連接? 各個(gè)PCB板子相互連接之間的信號(hào)或電源在動(dòng)作時(shí),例如A板子有電源或信號(hào)送到B板子,一定會(huì)有等量的電流從地層流回到A板子(此為Kirchoff current law)。這地層上的電流會(huì)找阻抗最小的地方流回去。所以,在各個(gè)不管是電源或信號(hào)相互連接的接口處,分配給地層的管腳數(shù)不能太少,以降低阻抗,這樣可以降低地層上的噪聲。另外,也可以分析整個(gè)電流環(huán)路,尤其是電流較大的部分,調(diào)整地層或地線的接法,來(lái)控制電流的走法(例如,在某處制造低阻抗,讓大部分的電流從這個(gè)地方走),降低對(duì)其它較敏感信號(hào)的影響。

      16、能介紹一些國(guó)外關(guān)于高速PCB設(shè)計(jì)的技術(shù)書籍和資料嗎?

      現(xiàn)在高速數(shù)字電路的應(yīng)用有通信網(wǎng)路和計(jì)算機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域。在通信網(wǎng)路方面,PCB板的工

      作頻率已達(dá)GHz上下,迭層數(shù)就我所知有到40層之多。計(jì)算機(jī)相關(guān)應(yīng)用也因?yàn)樾酒倪M(jìn)步,無(wú)論是一般的PC或服務(wù)器(Server),板子上的最高工作頻率也已經(jīng)達(dá)到400MHz(如Rambus)以上。因應(yīng)這高速高密度走線需求,盲埋孔(blind/buried vias)、mircrovias及build-up制程工藝的需求也漸漸越來(lái)越多。這些設(shè)計(jì)需求都有廠商可大量生產(chǎn)。以下提供幾本不錯(cuò)的技術(shù)書籍: 1.Howard W.Johnson,“High-Speed Digital Design – A Handbook of Black Magic”; 2.Stephen H.Hall,“High-Speed Digital System Design”; 3.Brian Yang,“Digital Signal Integrity”;4.Dooglas Brook,“Integrity Issues and printed Circuit Board Design”。

      17、兩個(gè)常被參考的特性阻抗公式:

      a.微帶線(microstrip)Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中,W為線寬,T為走線的銅皮厚度,H為走線到參考平面的距離,Er是PCB板材質(zhì)的介電常數(shù)(dielectric constant)。此公式必須在0.1<(W/H)<2.0及1<(Er)<15的情況才能應(yīng)用。b.帶狀線(stripline)Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} 其中,H為兩參考平面的距離,并且走線位于兩參考平面的中間。此公式必須在W/H<0.35及T/H<0.25的情況才能應(yīng)用。

      18、差分信號(hào)線中間可否加地線? 差分信號(hào)中間一般是不能加地線。因?yàn)椴罘中盘?hào)的應(yīng)用原理最重要的一點(diǎn)便是利用差分信號(hào)間相互耦合(coupling)所帶來(lái)的好處,如flux cancellation,抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線,便會(huì)破壞耦合效應(yīng)。

      19、剛?cè)岚逶O(shè)計(jì)是否需要專用設(shè)計(jì)軟件與規(guī)范?國(guó)內(nèi)何處可以承接該類電路板加工? 可以用一般設(shè)計(jì)PCB的軟件來(lái)設(shè)計(jì)柔性電路板(Flexible Printed Circuit)。一樣用Gerber格式給FPC廠商生產(chǎn)。由于制造的工藝和一般PCB不同,各個(gè)廠商會(huì)依據(jù)他們的制造能力會(huì)對(duì)最小線寬、最小線距、最小孔徑(via)有其限制。除此之外,可在柔性電路板的轉(zhuǎn)折處鋪些銅皮加以補(bǔ)強(qiáng)。至于生產(chǎn)的廠商可上網(wǎng)“FPC”當(dāng)關(guān)鍵詞查詢應(yīng)該可以找到。20、適當(dāng)選擇PCB與外殼接地的點(diǎn)的原則是什么?

      選擇PCB與外殼接地點(diǎn)選擇的原則是利用chassis ground提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。例如,通常在高頻器件或時(shí)鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將PCB的地層與chassis ground做連接,以盡量縮小整個(gè)電流回路面積,也就減少電磁輻射。

      21、電路板DEBUG應(yīng)從那幾個(gè)方面著手?

      就數(shù)字電路而言,首先先依序確定三件事情: 1.確認(rèn)所有電源值的大小均達(dá)到設(shè)計(jì)所需。有些多重電源的系統(tǒng)可能會(huì)要求某些電源之間起來(lái)的順序與快慢有某種規(guī)范。2.確認(rèn)所有時(shí)鐘信號(hào)頻率都工作正常且信號(hào)邊緣上沒有非單調(diào)(non-monotonic)的問題。3.確認(rèn)reset信號(hào)是否達(dá)到規(guī)范要求。這些都正常的話,芯片應(yīng)該要發(fā)出第一個(gè)周期(cycle)的信號(hào)。接下來(lái)依照系統(tǒng)運(yùn)作原理與bus protocol來(lái)debug。

      22、在電路板尺寸固定的情況下,如果設(shè)計(jì)中需要容納更多的功能,就往往需要提高PCB的走線密度,但是這樣有可能導(dǎo)致走線的相互干擾增強(qiáng),同時(shí)走線過細(xì)也使阻抗無(wú)法檔停胱醫(yī)檣茉詬咚伲?gt;100MHz)高密度PCB設(shè)計(jì)中的技巧? 在設(shè)計(jì)高速高密度PCB時(shí),串?dāng)_(crosstalk interference)確實(shí)是要特別注意的,因?yàn)樗鼘?duì)時(shí)序(timing)與信號(hào)完整性(signal integrity)有很大的影響。以下提供幾個(gè)注意的地方: 1.控制走線特性阻抗的連續(xù)與匹配。2.走線間距的大小。一般??吹降拈g距為兩倍線寬。可以透過仿真來(lái)知道走線間距對(duì)時(shí)序及信號(hào)完整性的影響,找出可容忍的最小間距。不同芯片信號(hào)的結(jié)果可能不同。3.選擇適當(dāng)?shù)亩私臃绞健?.避免上下相鄰兩層的走線方向相同,甚至有走線正好上下重迭在一起,因?yàn)檫@種串?dāng)_比同層相鄰走線的情形還大。5.利用盲埋孔(blind/buried via)來(lái)增加走線面積。但是PCB板的制作成本會(huì)增加。在實(shí)際執(zhí)行時(shí)確實(shí)很難達(dá)到完全平行與等長(zhǎng),不過還是要盡量做到。除此以外,可以預(yù)留差分端接和共模端接,以

      緩和對(duì)時(shí)序與信號(hào)完整性的影響。

      23、模擬電源處的濾波經(jīng)常是用LC電路。但是為什么有時(shí)LC比RC濾波效果差?

      LC與RC濾波效果的比較必須考慮所要濾掉的頻帶與電感值的選擇是否恰當(dāng)。因?yàn)殡姼械母锌?reactance)大小與電感值和頻率有關(guān)。如果電源的噪聲頻率較低,而電感值又不夠大,這時(shí)濾波效果可能不如RC。但是,使用RC濾波要付出的代價(jià)是電阻本身會(huì)耗能,效率較差,且要注意所選電阻能承受的功率。

      24、濾波時(shí)選用電感,電容值的方法是什么?

      電感值的選用除了考慮所想濾掉的噪聲頻率外,還要考慮瞬時(shí)電流的反應(yīng)能力。如果LC的輸出端會(huì)有機(jī)會(huì)需要瞬間輸出大電流,則電感值太大會(huì)阻礙此大電流流經(jīng)此電感的速度,增加紋波噪聲(ripple noise)。電容值則和所能容忍的紋波噪聲規(guī)范值的大小有關(guān)。紋波噪聲值要求越小,電容值會(huì)較大。而電容的ESR/ESL也會(huì)有影響。另外,如果這LC是放在開關(guān)式電源(switching regulation power)的輸出端時(shí),還要注意此LC所產(chǎn)生的極點(diǎn)零點(diǎn)(pole/zero)對(duì)負(fù)反饋控制(negative feedback control)回路穩(wěn)定度的影響。

      25、如何盡可能的達(dá)到EMC要求,又不致造成太大的成本壓力?

      PCB板上會(huì)因EMC而增加的成本通常是因增加地層數(shù)目以增強(qiáng)屏蔽效應(yīng)及增加了ferrite bead、choke等抑制高頻諧波器件的緣故。除此之外,通常還是需搭配其它機(jī)構(gòu)上的屏蔽結(jié)構(gòu)才能使整個(gè)系統(tǒng)通過EMC的要求。以下僅就PCB板的設(shè)計(jì)技巧提供幾個(gè)降低電路產(chǎn)生的電磁輻射效應(yīng)。

      1、盡可能選用信號(hào)斜率(slew rate)較慢的器件,以降低信號(hào)所產(chǎn)生的高頻成分。

      2、注意高頻器件擺放的位置,不要太靠近對(duì)外的連接器。

      3、注意高速信號(hào)的阻抗匹配,走線層及其回流電流路徑(return current path),以減少高頻的反射與輻射。

      4、在各器件的電源管腳放置足夠與適當(dāng)?shù)娜ヱ詈想娙菀跃徍碗娫磳雍偷貙由系脑肼?。特別注意電容的頻率響應(yīng)與溫度的特性是否符合設(shè)計(jì)所需。

      5、對(duì)外的連接器附近的地可與地層做適當(dāng)分割,并將連接器的地就近接到chassis ground。

      6、可適當(dāng)運(yùn)用ground guard/shunt traces在一些特別高速的信號(hào)旁。但要注意guard/shunt traces對(duì)走線特性阻抗的影響。

      7、電源層比地層內(nèi)縮20H,H為電源層與地層之間的距離。

      26、當(dāng)一塊PCB板中有多個(gè)數(shù)/模功能塊時(shí),常規(guī)做法是要將數(shù)/模地分開,原因何在? 將數(shù)/模地分開的原因是因?yàn)閿?shù)字電路在高低電位切換時(shí)會(huì)在電源和地產(chǎn)生噪聲,噪聲的大小跟信號(hào)的速度及電流大小有關(guān)。如果地平面上不分割且由數(shù)字區(qū)域電路所產(chǎn)生的噪聲較大而模擬區(qū)域的電路又非常接近,則即使數(shù)模信號(hào)不交叉,模擬的信號(hào)依然會(huì)被地噪聲干擾。也就是說數(shù)模地不分割的方式只能在模擬電路區(qū)域距產(chǎn)生大噪聲的數(shù)字電路區(qū)域較遠(yuǎn)時(shí)使用。

      27、另一種作法是在確保數(shù)/模分開布局,且數(shù)/模信號(hào)走線相互不交叉的情況下,整個(gè)PCB板地不做分割,數(shù)/模地都連到這個(gè)地平面上。道理何在?

      數(shù)模信號(hào)走線不能交叉的要求是因?yàn)樗俣壬钥斓臄?shù)字信號(hào)其返回電流路徑(return current path)會(huì)盡量沿著走線的下方附近的地流回?cái)?shù)字信號(hào)的源頭,若數(shù)模信號(hào)走線交叉,則返回電流所產(chǎn)生的噪聲便會(huì)出現(xiàn)在模擬電路區(qū)域內(nèi)。

      28、在高速PCB設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)時(shí),如何考慮阻抗匹配問題?

      在設(shè)計(jì)高速PCB電路時(shí),阻抗匹配是設(shè)計(jì)的要素之一。而阻抗值跟走線方式有絕對(duì)的關(guān)系,例如是走在表面層(microstrip)或內(nèi)層(stripline/double stripline),與參考層(電源層或地層)的距離,走線寬度,PCB材質(zhì)等均會(huì)影響走線的特性阻抗值。也就是說要在布線后才能確定阻抗值。一般仿真軟件會(huì)因線路模型或所使用的數(shù)學(xué)算法的限制而無(wú)法考慮到一些阻抗不連續(xù)的布線情況,這時(shí)候在原理圖上只能預(yù)留一些terminators(端接),如串聯(lián)電阻等,來(lái)緩和走線阻抗不連續(xù)的效應(yīng)。真正根本解決問題的方法還是布線時(shí)盡量注意避免阻抗不連續(xù)的發(fā)生。

      29、哪里能提供比較準(zhǔn)確的IBIS模型庫(kù)? IBIS模型的準(zhǔn)確性直接影響到仿真的結(jié)果?;旧螴BIS可看成是實(shí)際芯片I/O buffer等效電路的電氣特性資料,一般可由SPICE模型轉(zhuǎn)換而得(亦可采用測(cè)量,但限制較多),而SPICE的資料與芯片制造有絕對(duì)的關(guān)系,所以同樣一個(gè)器件不同芯片廠商提供,其SPICE的資料是不同的,進(jìn)而轉(zhuǎn)換后的IBIS模型內(nèi)之資料也會(huì)隨之而異。也就是說,如果用了A廠商的器件,只有他們有能力提供他們器件準(zhǔn)確模型資料,因?yàn)闆]有其它人會(huì)比他們更清楚他們的器件是由何種工藝做出來(lái)的。如果廠商所提供的IBIS不準(zhǔn)確,只能不斷要求該廠商改進(jìn)才是根本解決之道。

      30、在高速PCB設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者應(yīng)該從那些方面去考慮EMC、EMI的規(guī)則呢?

      一般EMI/EMC設(shè)計(jì)時(shí)需要同時(shí)考慮輻射(radiated)與傳導(dǎo)(conducted)兩個(gè)方面.前者歸屬于頻率較高的部分(>30MHz)后者則是較低頻的部分(<30MHz).所以不能只注意高頻而忽略低頻的部分.一個(gè)好的EMI/EMC設(shè)計(jì)必須一開始布局時(shí)就要考慮到器件的位置, PCB迭層的安排, 重要聯(lián)機(jī)的走法, 器件的選擇等, 如果這些沒有事前有較佳的安排, 事后解決則會(huì)事倍功半, 增加成本.例如時(shí)鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對(duì)外的連接器, 高速信號(hào)盡量走內(nèi)層并注意特性阻抗匹配與參考層的連續(xù)以減少反射, 器件所推的信號(hào)之斜率(slew rate)盡量小以減低高頻成分, 選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時(shí)注意其頻率響應(yīng)是否符合需求以降低電源層噪聲.另外, 注意高頻信號(hào)電流之回流路徑使其回路面積盡量小(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制高頻噪聲的范圍.最后, 適當(dāng)?shù)倪x擇PCB與外殼的接地點(diǎn)(chassis ground)。

      31、如何選擇EDA工具?

      目前的pcb設(shè)計(jì)軟件中,熱分析都不是強(qiáng)項(xiàng),所以并不建議選用,其它的功能1.3.4可以選擇PADS或Cadence性能價(jià)格比都不錯(cuò)。PLD的設(shè)計(jì)的初學(xué)者可以采用PLD芯片廠家提供的集成環(huán)境,在做到百萬(wàn)門以上的設(shè)計(jì)時(shí)可以選用單點(diǎn)工具。

      32、請(qǐng)推薦一種適合于高速信號(hào)處理和傳輸?shù)腅DA軟件。

      常規(guī)的電路設(shè)計(jì),INNOVEDA 的 PADS 就非常不錯(cuò),且有配合用的仿真軟件,而這類設(shè)計(jì)往往占據(jù)了70%的應(yīng)用場(chǎng)合。在做高速電路設(shè)計(jì),模擬和數(shù)字混合電路,采用Cadence的解決方案應(yīng)該屬于性能價(jià)格比較好的軟件,當(dāng)然Mentor的性能還是非常不錯(cuò)的,特別是它的設(shè)計(jì)流程管理方面應(yīng)該是最為優(yōu)秀的。(大唐電信技術(shù)專家 王升)

      33、對(duì)PCB板各層含義的解釋

      Topoverlay----頂層器件名稱,也叫 top silkscreen 或者 top component legend, 比如 R1 C5, IC10.bottomoverlay----同理multilayer-----如果你設(shè)計(jì)一個(gè)4層板,你放置一個(gè) free pad or via, 定義它作為multilay 那么它的pad就會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在4個(gè)層 上,如果你只定義它是top layer, 那么它的pad就會(huì)只出現(xiàn)在頂層上。34、2G以上高頻PCB設(shè)計(jì),走線,排版,應(yīng)重點(diǎn)注意哪些方面?

      2G以上高頻PCB屬于射頻電路設(shè)計(jì),不在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)討論范圍內(nèi)。而射頻電路的布局(layout)和布線(routing)應(yīng)該和原理圖一起考慮的,因?yàn)椴季植季€都會(huì)造成分布效應(yīng)。而且,射頻電路設(shè)計(jì)一些無(wú)源器件是通過參數(shù)化定義,特殊形狀銅箔實(shí)現(xiàn),因此要求EDA工具能夠提供參數(shù)化器件,能夠編輯特殊形狀銅箔。Mentor公司的boardstation中有專門的RF設(shè)計(jì)模塊,能夠滿足這些要求。而且,一般射頻設(shè)計(jì)要求有專門射頻電路分析工具,業(yè)界最著名的是agilent的eesoft,和Mentor的工具有很好的接口。35、2G以上高頻PCB設(shè)計(jì),微帶的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循哪些規(guī)則? 射頻微帶線設(shè)計(jì),需要用三維場(chǎng)分析工具提取傳輸線參數(shù)。所有的規(guī)則應(yīng)該在這個(gè)場(chǎng)提取工具中規(guī)定。

      36、對(duì)于全數(shù)字信號(hào)的PCB,板上有一個(gè)80MHz的鐘源。除了采用絲網(wǎng)(接地)外,為了

      保證有足夠的驅(qū)動(dòng)能力,還應(yīng)該采用什么樣的電路進(jìn)行保護(hù)?

      確保時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)能力,不應(yīng)該通過保護(hù)實(shí)現(xiàn),一般采用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)芯片。一般擔(dān)心時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)能力,是因?yàn)槎鄠€(gè)時(shí)鐘負(fù)載造成。采用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)芯片,將一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)變成幾個(gè),采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接。選擇驅(qū)動(dòng)芯片,除了保證與負(fù)載基本匹配,信號(hào)沿滿足要求(一般時(shí)鐘為沿有效信號(hào)),在計(jì)算系統(tǒng)時(shí)序時(shí),要算上時(shí)鐘在驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)時(shí)延。

      37、如果用單獨(dú)的時(shí)鐘信號(hào)板,一般采用什么樣的接口,來(lái)保證時(shí)鐘信號(hào)的傳輸受到的影響???

      時(shí)鐘信號(hào)越短,傳輸線效應(yīng)越小。采用單獨(dú)的時(shí)鐘信號(hào)板,會(huì)增加信號(hào)布線長(zhǎng)度。而且單板的接地供電也是問題。如果要長(zhǎng)距離傳輸,建議采用差分信號(hào)。LVDS信號(hào)可以滿足驅(qū)動(dòng)能力要求,不過您的時(shí)鐘不是太快,沒有必要。38、27M,SDRAM時(shí)鐘線(80M-90M),這些時(shí)鐘線二三次諧波剛好在VHF波段,從接收端高頻竄入后干擾很大。除了縮短線長(zhǎng)以外,還有那些好辦法?

      如果是三次諧波大,二次諧波小,可能因?yàn)樾盘?hào)占空比為50%,因?yàn)檫@種情況下,信號(hào)沒有偶次諧波。這時(shí)需要修改一下信號(hào)占空比。此外,對(duì)于如果是單向的時(shí)鐘信號(hào),一般采用源端串聯(lián)匹配。這樣可以抑制二次反射,但不會(huì)影響時(shí)鐘沿速率。源端匹配值,可以采用下圖公式得到。

      39、什么是走線的拓?fù)浼軜?gòu)?

      Topology,有的也叫routing order.對(duì)于多端口連接的網(wǎng)絡(luò)的布線次序。40、怎樣調(diào)整走線的拓?fù)浼軜?gòu)來(lái)提高信號(hào)的完整性?

      這種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)方向比較復(fù)雜,因?yàn)閷?duì)單向,雙向信號(hào),不同電平種類信號(hào),拓樸影響都不一樣,很難說哪種拓樸對(duì)信號(hào)質(zhì)量有利。而且作前仿真時(shí),采用何種拓樸對(duì)工程師要求很高,要求對(duì)電路原理,信號(hào)類型,甚至布線難度等都要了解。

      41、怎樣通過安排迭層來(lái)減少EMI問題?

      首先,EMI要從系統(tǒng)考慮,單憑PCB無(wú)法解決問題。層疊對(duì)EMI來(lái)講,我認(rèn)為主要是提供信號(hào)最短回流路徑,減小耦合面積,抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合,適當(dāng)比電源層外延,對(duì)抑制共模干擾有好處。

      42、為何要鋪銅?

      一般鋪銅有幾個(gè)方面原因。1,EMC.對(duì)于大面積的地或電源鋪銅,會(huì)起到屏蔽作用,有些特殊地,如PGND起到防護(hù)作用。2,PCB工藝要求。一般為了保證電鍍效果,或者層壓不變形,對(duì)于布線較少的PCB板層鋪銅。3,信號(hào)完整性要求,給高頻數(shù)字信號(hào)一個(gè)完整的回流路徑,并減少直流網(wǎng)絡(luò)的布線。當(dāng)然還有散熱,特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。

      43、在一個(gè)系統(tǒng)中,包含了dsp和pld,請(qǐng)問布線時(shí)要注意哪些問題呢?

      看你的信號(hào)速率和布線長(zhǎng)度的比值。如果信號(hào)在傳輸線上的時(shí)延和信號(hào)變化沿時(shí)間可比的話,就要考慮信號(hào)完整性問題。另外對(duì)于多個(gè)DSP,時(shí)鐘,數(shù)據(jù)信號(hào)走線拓普也會(huì)影響信號(hào)質(zhì)量和時(shí)序,需要關(guān)注。

      44、除protel工具布線外,還有其他好的工具嗎?

      至于工具,除了PROTEL,還有很多布線工具,如MENTOR的WG2000,EN2000系列和powerpcb,Cadence的allegro,zuken的cadstar,cr5000等,各有所長(zhǎng)。

      45、什么是“信號(hào)回流路徑”?

      信號(hào)回流路徑,即return current。高速數(shù)字信號(hào)在傳輸時(shí),信號(hào)的流向是從驅(qū)動(dòng)器沿PCB傳輸線到負(fù)載,再由負(fù)載沿著地或電源通過最短路徑返回驅(qū)動(dòng)器端。這個(gè)在地或電源上的返回信號(hào)就稱信號(hào)回流路徑。Dr.Johson在他的書中解釋,高頻信號(hào)傳輸,實(shí)際上是對(duì)傳輸線與直流層之間包夾的介質(zhì)電容充電的過程。SI分析的就是這個(gè)圍場(chǎng)的電磁特性,以及他們之間的耦合。

      46、如何對(duì)接插件進(jìn)行SI分析?

      在IBIS3.2規(guī)范中,有關(guān)于接插件模型的描述。一般使用EBD模型。如果是特殊板,如背板,需要SPICE模型。也可以使用多板仿真軟件(HYPERLYNX或IS_multiboard),建立多板系統(tǒng)時(shí),輸入接插件的分布參數(shù),一般從接插件手冊(cè)中得到。當(dāng)然這種方式會(huì)不夠精確,但只要在可接受范圍內(nèi)即可。

      47、請(qǐng)問端接的方式有哪些?

      端接(terminal),也稱匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和終端匹配。其中源端匹配一般為電阻串聯(lián)匹配,終端匹配一般為并聯(lián)匹配,方式比較多,有電阻上拉,電阻下拉,戴維南匹配,AC匹配,肖特基二極管匹配。

      48、采用端接(匹配)的方式是由什么因素決定的?

      匹配采用方式一般由BUFFER特性,拓普情況,電平種類和判決方式來(lái)決定,也要考慮信號(hào)占空比,系統(tǒng)功耗等。

      49、采用端接(匹配)的方式有什么規(guī)則? 數(shù)字電路最關(guān)鍵的是時(shí)序問題,加匹配的目的是改善信號(hào)質(zhì)量,在判決時(shí)刻得到可以確定的信號(hào)。對(duì)于電平有效信號(hào),在保證建立、保持時(shí)間的前提下,信號(hào)質(zhì)量穩(wěn)定;對(duì)延有效信號(hào),在保證信號(hào)延單調(diào)性前提下,信號(hào)變化延速度滿足要求。Mentor ICX產(chǎn)品教材中有關(guān)于匹配的一些資料。另外《High Speed Digital design a hand book of blackmagic》有一章專門對(duì)terminal的講述,從電磁波原理上講述匹配對(duì)信號(hào)完整性的作用,可供參考。

      50、能否利用器件的IBIS模型對(duì)器件的邏輯功能進(jìn)行仿真?如果不能,那么如何進(jìn)行電路的板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)仿真?

      IBIS模型是行為級(jí)模型,不能用于功能仿真。功能仿真,需要用SPICE模型,或者其他結(jié)構(gòu)級(jí)模型

      一、石英晶體振蕩器的基本原理

      1、石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)

      石英晶體振蕩器是利用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,它的基本構(gòu)成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡(jiǎn)稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

      2、壓電效應(yīng)

      若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng),晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng),這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。

      3、符號(hào)和等效電路

      當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí),可把它看成一個(gè)平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關(guān),一般約幾個(gè)PF到幾十PF。當(dāng)晶體振蕩時(shí),機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電

      感L來(lái)等效。一般L的值為幾十mH 到幾百mH。晶片的彈性可用電容C來(lái)等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1pF。晶片振動(dòng)時(shí)因摩擦而造成的損耗用R來(lái)等效,它的數(shù)值約為100Ω。由于晶片的等效電感很大,而C很小,R也小,因此回路的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)1000~10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān),而且可以做得精確,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。

      4、諧振頻率

      從石英晶體諧振器的等效電路可知,它有兩個(gè)諧振頻率,即(1)當(dāng)L、C、R支路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),它的等效阻抗最小(等于R)。串聯(lián)揩振頻率用fs表示,石英晶體對(duì)于串聯(lián)揩振頻率fs呈純阻性,(2)當(dāng)頻率高于fs時(shí)L、C、R支路呈感性,可與電容C。發(fā)生并聯(lián)諧振,其并聯(lián)頻率用fd表示。根據(jù)石英晶體的等效電路,可定性畫出它的電抗—頻率特性曲線??梢姰?dāng)頻率低于串聯(lián)諧振頻率fs或者頻率高于并聯(lián)揩振頻率fd時(shí),石英晶體呈容性。僅在fs<f<fd極窄的范圍內(nèi),石英晶體呈感性。

      二、石英晶體振蕩器類型特點(diǎn)

      石英晶體振蕩器是由品質(zhì)因素極高的石英晶體振子(即諧振器和振蕩電路組成。晶體的品質(zhì)、切割取向、晶體振子的結(jié)構(gòu)及電路形式等,共同決定振蕩器的性能。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)將石英晶體振蕩器分為4類:普通晶體振蕩(TCXO),電壓控制式晶體振蕩器(VCXO),溫度補(bǔ)償式晶體振蕩(TCXO),恒溫控制式晶體振蕩(OCXO)。目前發(fā)展中的還有數(shù)字補(bǔ)償式晶體損振蕩(DCXO)等。

      普通晶體振蕩器(SPXO)可產(chǎn)生10^(-5)~10^(-4)量級(jí)的頻率精度,標(biāo)準(zhǔn)頻率1—100MHZ,頻率穩(wěn)定度是±100ppm。SPXO沒有采用任何溫度頻率補(bǔ)償措施,價(jià)格低廉,通常用作微處理器的時(shí)鐘器件。封裝尺寸范圍從21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。

      電壓控制式晶體振蕩器(VCXO)的精度是10^(-6)~10^(-5)量級(jí),頻率范圍1~30MHz。低容差振蕩器的頻率穩(wěn)定度是±50ppm。通常用于鎖相環(huán)路。封裝尺寸14×10×3mm。

      溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器(TCXO)采用溫度敏感器件進(jìn)行溫度頻率補(bǔ)償,頻率精度達(dá)到10^(-7)~10^(-6)量級(jí),頻率范圍1—60MHz,頻率穩(wěn)定度為±1~±2.5ppm,封裝尺寸從30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。通常用于手持電話、蜂窩電話、雙向無(wú)線通信設(shè)備等。

      恒溫控制式晶體振蕩器(OCXO)將晶體和振蕩電路置于恒溫箱中,以消除環(huán)境溫度變化對(duì)頻率的影響。OCXO頻率精度是10^(-10)至10^(-8)量級(jí),對(duì)某些特殊應(yīng)用甚至達(dá)到更高。頻率穩(wěn)定度在四種類型振蕩器中最高。

      三、石英晶體振蕩器的主要參數(shù)

      晶振的主要參數(shù)有標(biāo)稱頻率,負(fù)載電容、頻率精度、頻率穩(wěn)定度等。不同的晶振標(biāo)稱頻率不同,標(biāo)稱頻率大都標(biāo)明在晶振外殼上。如常用普通晶振標(biāo)稱頻率有:48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz~40.50 MHz等,對(duì)于特殊要求的晶振頻率可達(dá)到1000 MHz以上,也有的沒有標(biāo)稱頻率,如CRB、ZTB、Ja等系列。負(fù)載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內(nèi)部及外部所有有效電容之和,可看作晶振片在電路中串接電容。負(fù)載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標(biāo)稱頻率相同的晶振,負(fù)載電容不一定相同。因?yàn)槭⒕w振蕩器有兩個(gè)諧振頻率,一個(gè)是串聯(lián)揩振晶振的低負(fù)載電容晶振:另一個(gè)為并聯(lián)揩振晶振的高負(fù)載電容晶振。所以,標(biāo)稱頻率相同的晶振互換時(shí)還必須要求負(fù)載電容一至,不能冒然互換,否則會(huì)造成電

      器工作不正常。頻率精度和頻率穩(wěn)定度:由于普通晶振的性能基本都能達(dá)到一般電器的要求,對(duì)于高檔設(shè)備還需要有一定的頻率精度和頻率穩(wěn)定度。頻率精度從10^(-4)量級(jí)到10^(-10)量級(jí)不等。穩(wěn)定度從±1到±100ppm不等。這要根據(jù)具體的設(shè)備需要而選擇合適的晶振,如通信網(wǎng)絡(luò),無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)认到y(tǒng)就需要更高要求的石英晶體振蕩器。因此,晶振的參數(shù)決定了晶振的品質(zhì)和性能。在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體要求選擇適當(dāng)?shù)木д?,因不同性能的晶振其價(jià)格不同,要求越高價(jià)格也越貴,一般選擇只要滿足要求即可。

      四、石英晶體振蕩器的發(fā)展趨勢(shì)

      1、小型化、薄片化和片式化:為滿足移動(dòng)電話為代表的便攜式產(chǎn)品輕、薄、短小的要求,石英晶體振蕩器的封裝由傳統(tǒng)的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉(zhuǎn)變。例如TCXO這類器件的體積縮小了30~100倍。采用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm,目前5×3mm尺寸的器件已經(jīng)上市。

      2、高精度與高穩(wěn)定度,目前無(wú)補(bǔ)償式晶體振蕩器總精度也能達(dá)到±25ppm,VCXO的頻率穩(wěn)定度在10~7℃范圍內(nèi)一般可達(dá)±20~100ppm,而OCXO在同一溫度范圍內(nèi)頻率穩(wěn)定度一般為±0.0001~5ppm,VCXO控制在±25ppm以下。

      3、低噪聲,高頻化,在GPS通信系統(tǒng)中是不允許頻率顫抖的,相位噪聲是表征振蕩器頻率顫抖的一個(gè)重要參數(shù)。目前OCXO主流產(chǎn)品的相位噪聲性能有很大改善。除VCXO外,其它類型的晶體振蕩器最高輸出頻率不超過200MHz。例如用于GSM等移動(dòng)電話的UCV4系列壓控振蕩器,其頻率為650~1700 MHz,電源電壓2.2~3.3V,工作電流8~10mA。

      4、低功能,快速啟動(dòng),低電壓工作,低電平驅(qū)動(dòng)和低電流消耗已成為一個(gè)趨勢(shì)。電源電壓一般為3.3V。目前許多TCXO和VCXO產(chǎn)品,電流損耗不超過2 mA。石英晶體振蕩器的快速啟動(dòng)技術(shù)也取得突破性進(jìn)展。例如日本精工生產(chǎn)的VG—2320SC型VCXO,在±0.1ppm規(guī)定值范圍條件下,頻率穩(wěn)定時(shí)間小于4ms。日本東京陶瓷公司生產(chǎn)的SMD TCXO,在振蕩啟動(dòng)4ms后則可達(dá)到額定值的90%。OAK公司的10~25 MHz的OCXO產(chǎn)品,在預(yù)熱5分鐘后,則能達(dá)到±0.01 ppm的穩(wěn)定度。

      五、石英晶體振蕩器的應(yīng)用

      1、石英鐘走時(shí)準(zhǔn)、耗電省、經(jīng)久耐用為其最大優(yōu)點(diǎn)。不論是老式石英鐘或是新式多功能石英鐘都是以石英晶體振蕩器為核心電路,其頻率精度決定了電子鐘表的走時(shí)精度。從石英晶體振蕩器原理的示意圖中,其中V1和V2構(gòu)成CMOS反相器石英晶體Q與振蕩電容C1及微調(diào)電容C2構(gòu)成振蕩系統(tǒng),這里石英晶體相當(dāng)于電感。振蕩系統(tǒng)的元件參數(shù)確定了振頻率。一般Q、C1及C2均為外接元件。另外R1為反饋電阻,R2為振蕩的穩(wěn)定電阻,它們都集成在電路內(nèi)部。故無(wú)法通過改變C1或C2的數(shù)值來(lái)調(diào)整走時(shí)精度。但此時(shí)我們?nèi)钥捎眉咏右恢浑娙軨有方法,來(lái)改變振蕩系統(tǒng)參數(shù),以調(diào)整走時(shí)精度。根據(jù)電子鐘表走時(shí)的快慢,調(diào)整電容有兩種接法:若走時(shí)偏快,則可在石英晶體兩端并接電容C,如圖4所示。此時(shí)系統(tǒng)總電容加大,振蕩頻率變低,走時(shí)減慢。若走時(shí)偏慢,則可在晶體支路中串接電容C。如圖5所示。此時(shí)系統(tǒng)的總電容減小,振蕩頻率變高,走時(shí)增快。只要經(jīng)過耐心的反復(fù)試驗(yàn),就可以調(diào)整走時(shí)精度。因此,晶振可用于時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。

      2、隨著電視技術(shù)的發(fā)展,近來(lái)彩電多采用500kHz或503 kHz的晶體振蕩器作為行、場(chǎng)電路的振蕩源,經(jīng)1/3的分頻得到 15625Hz的行頻,其穩(wěn)定性和可靠性大為提高。面且晶振價(jià)格便宜,更換容易。

      3、在通信系統(tǒng)產(chǎn)品中,石英晶體振蕩器的價(jià)值得到了更廣泛的體現(xiàn),同時(shí)也得到了更快的發(fā)展。許多高性能的石英晶振主要應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

      晶振的負(fù)載電容

      晶體元件的負(fù)載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容。是指晶振要正常震蕩所需要的電容。一般外接電容,是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負(fù)載電容。要求高的場(chǎng)合還要考慮ic輸入端的對(duì)地電容。應(yīng)用時(shí)一般在給出負(fù)載電容值附近調(diào)整可以得到精確頻率。此電容的大小主要影響負(fù)載諧振頻率和等效負(fù)載諧振電阻。

      晶振的負(fù)載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg為分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容,Cic(集成電路內(nèi)部電容)+△C(PCB上電容).就是說負(fù)載電容15pf的話,兩邊個(gè)接27pf的差不多了,一般a為6.5~13.5pF

      各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點(diǎn)式振蕩器.晶振引腳的內(nèi)部通常是一個(gè)反相器, 或者是奇數(shù)個(gè)反相器串聯(lián).在晶振輸出引腳 XO 和晶振輸入引腳 XI 之間用一個(gè)電阻連接, 對(duì)于 CMOS 芯片通常是數(shù) M 到數(shù)十 M 歐之間.很多芯片的引腳內(nèi)部已經(jīng)包含了這個(gè)電阻, 引腳外部就不用接了.這個(gè)電阻是為了使反相器在振蕩初始時(shí)處與線性狀態(tài), 反相器就如同一個(gè)有很大增益的放大器, 以便于起振.石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間, 等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路, 振蕩頻率應(yīng)該是石英晶體的并聯(lián)諧振頻率.晶體旁邊的兩個(gè)電容接地, 實(shí)際上就是電容三點(diǎn)式電路的分壓電容, 接地點(diǎn)就是分壓點(diǎn).以接地點(diǎn)即分壓點(diǎn)為參考點(diǎn), 振蕩引腳的輸入和輸出是反相的, 但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來(lái)看, 形成一個(gè)正反饋以保證電路持續(xù)振蕩.在芯片設(shè)計(jì)時(shí), 這兩個(gè)電容就已經(jīng)形成了, 一般是兩個(gè)的容量相等, 容量大小依工藝和版圖而不同, 但終歸是比較小, 不一定適合很寬的頻率范圍.外接時(shí)大約是數(shù) PF 到數(shù)十 PF, 依頻率和石英晶體的特性而定.需要注意的是: 這兩個(gè)電容串聯(lián)的值是并聯(lián)在諧振回路上的, 會(huì)影響振蕩頻率.當(dāng)兩個(gè)電容量相等時(shí), 反饋系數(shù)是 0.5, 一般是可以滿足振蕩條件的, 但如果不易起振或振蕩不穩(wěn)定可以減小輸入端對(duì)地電容量, 而增加輸出端的值以提高反饋量.設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng):

      1.使晶振、外部電容器(如果有)與 IC之間的信號(hào)線盡可能保持最短。當(dāng)非常低的電流通過IC晶振振蕩器時(shí),如果線路太長(zhǎng),會(huì)使它對(duì) EMC、ESD 與串?dāng)_產(chǎn)生非常敏感的影響。而且長(zhǎng)線路還會(huì)給振蕩器增加寄生電容。

      2.盡可能將其它時(shí)鐘線路與頻繁切換的信號(hào)線路布置在遠(yuǎn)離晶振連接的位置。3.當(dāng)心晶振和地的走線 4.將晶振外殼接地

      如果實(shí)際的負(fù)載電容配置不當(dāng),第一會(huì)引起線路參考頻率的誤差.另外如在發(fā)射接收電路上會(huì)使晶振的振蕩幅度下降(不在峰點(diǎn)),影響混頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度與信噪.當(dāng)波形出現(xiàn)削峰,畸變時(shí),可增加負(fù)載電阻調(diào)整(幾十K到幾百K).要穩(wěn)定波形是并聯(lián)一個(gè)1M左右的反饋電阻.22

      電力系統(tǒng)電壓名稱術(shù)語(yǔ)

      1.電壓

      當(dāng)電荷在電場(chǎng)力作用下,從一個(gè)點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)電荷所做的功與電荷量的比值即為該兩點(diǎn)間的電壓。換句話說,兩點(diǎn)間的電壓就是在兩點(diǎn)間電場(chǎng)力移動(dòng)單位電荷量的電荷對(duì)電荷所做的功,工程上常用千伏(kV)。2.三相交流系統(tǒng)的相電壓和線電壓 在三相交流系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)或變壓器繞組兩端電壓稱為相電壓,而三相導(dǎo)線的兩線之間的電壓稱為線電壓。

      3.電力系統(tǒng)標(biāo)稱電壓

      系統(tǒng)被指定的電壓稱為標(biāo)稱電壓。系統(tǒng)是指在一個(gè)共同標(biāo)稱電壓下工作相互聯(lián)接的導(dǎo)線(線路)和設(shè)備的組合。

      4、電氣設(shè)備額定電壓

      根據(jù)規(guī)定的電氣設(shè)備工作條件,通常由制造廠確定電氣設(shè) 備電壓。

      5、電力系統(tǒng)最高電壓

      當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),任何時(shí)間、任何一點(diǎn)出現(xiàn)的電壓最高值稱系統(tǒng)最高電壓。

      6、設(shè)備最高電壓

      對(duì)于1000V以上的電氣設(shè)備,考慮到設(shè)備的長(zhǎng)期絕緣性能及與最高電壓有關(guān)的其他性能(如變壓器的勵(lì)磁電流、電容器損耗等)所確定的最高運(yùn)行電壓。

      7、逆調(diào)壓

      控制點(diǎn)供電電壓的調(diào)整使其在高峰負(fù)荷時(shí)的電壓高于低谷負(fù)荷時(shí)的電壓。一般高峰負(fù)荷保持電壓比系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高5%,低谷負(fù)荷保持電壓為標(biāo)稱電壓。

      8、順調(diào)壓

      是指控制點(diǎn)的電壓為,在高峰負(fù)荷時(shí)的電壓低于低谷負(fù)荷時(shí)的電壓。一般高峰負(fù)荷不低于標(biāo)稱電壓高102.5%,低谷負(fù)荷不高于標(biāo)稱電壓高107.5%。

      9、恒調(diào)壓

      任何負(fù)荷時(shí)控制點(diǎn)的電壓基本保持不變的調(diào)壓方式,一般保持電壓高于保持電壓的2%~5%。

      10、負(fù)荷的自然功率因數(shù)

      沒有采取任何補(bǔ)償措施時(shí)的負(fù)荷的功率因數(shù)。

      1、電阻率:又叫電阻系數(shù)或叫比電阻。是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個(gè)物理量,以字母ρ表示,單位為歐姆*毫米平方/米。在數(shù)值 上等于用那種物質(zhì)做的長(zhǎng)1米,截面積為1平方毫米的導(dǎo)線,在溫度20℃時(shí)的電阻值,電阻率越大,導(dǎo)電性能越低。則物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的物理量,其數(shù)值等于溫度每升高1℃時(shí),電阻率的增加與原來(lái)的電阻電阻率的比值,通常以字母α表示,單位為1/℃。

      2、電阻的溫度系數(shù):表示物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的物理量,其數(shù)值等于溫度每升高1℃時(shí),電阻率的增加量與原來(lái)的電阻率的比值,通常以字母α表示,單位為1/℃。

      3、電導(dǎo):物體傳導(dǎo)電流的本領(lǐng)叫做電導(dǎo)。在直流電路里,電導(dǎo)的數(shù)值就是電阻值的倒數(shù),以字母ɡ表示,單位為歐姆。

      4、電導(dǎo)率:又叫電導(dǎo)系數(shù),也是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個(gè)物理量。大小在數(shù)值上是電阻的倒數(shù),以字母γ表示,單位為米/歐姆*毫米平方。

      5、電動(dòng)勢(shì):電路中因其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能所引起的電位差,叫做電動(dòng)勢(shì)或者簡(jiǎn)稱電勢(shì)。用字母E表示,單位為伏特。

      6、自感:當(dāng)閉合回路中的電流發(fā)生變化時(shí),則由這電流所產(chǎn)生的穿過回路本身磁通也發(fā)生

      變化,因此在回路中也將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象,這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。

      7、互感:如果有兩只線圈互相靠近,則其中第一只線圈中電流所產(chǎn)生的磁通有一部分與第二只線圈相環(huán)鏈。當(dāng)?shù)谝痪€圈中電流發(fā)生變化時(shí),則其與第二只線圈環(huán)鏈的磁通也發(fā)生變化,在第二只線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。

      8、電感:自感與互感的統(tǒng)稱。

      9、感抗:交流電流過具有電感的電路時(shí),電感有阻礙交流電流過的作用,這種作用叫做感抗,以Lx表示,Lx=2πfL.10、容抗:交流電流過具有電容的電路時(shí),電容有阻礙交流電流過的作用,這種作用叫做容抗,以Cx表示,Cx=1/2πfc。

      11、脈動(dòng)電流:大小隨時(shí)間變化而方向不變的電流,叫做脈動(dòng)電流。

      12、振幅:交變電流在一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)的最大值叫振幅。

      13、平均值----交變電流的平均值是指在某段時(shí)間內(nèi)流過電路的總電荷與該段時(shí)間的比值。正弦量的平均值通常指正半周內(nèi)的平均值,它與振幅值的關(guān)系:平均值=0.637*振幅值。

      14、有效值:在兩個(gè)相同的電阻器件中,分別通過直流電和交流電,如果經(jīng)過同一時(shí)間,它們發(fā)出的熱量相等,那么就把此直流電的大小作為此交流電的有效值。正弦電流的有效值等于其最大值的0.707倍。

      15、有功功率:又叫平均功率。交流電的瞬時(shí)功率不是一個(gè)恒定值,功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫做有功功率,它是指在電路中電阻部分所消耗的功率,以字母P表示,單位瓦特。

      16、視在功率:在具有電阻和電抗的電路內(nèi),電壓與電流的乘積叫做視在功率,用字母Ps來(lái)表示,單位為瓦特。

      17、無(wú)功功率:在具有電感和電容的電路里,這些儲(chǔ)能元件在半周期的時(shí)間里把電源能量變成磁場(chǎng)(或電場(chǎng))的能量存起來(lái),在另半周期的時(shí)間里對(duì)已存的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))能量送還給電源。它們只是與電源進(jìn)行能量交換,并沒有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無(wú)功功率。用字母Q表示,單位為芝。

      18、功率因數(shù):在直流電路里,電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里,電壓乘電流是視在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù),以COSφ表示。

      19、相電壓:三相輸電線(火線)與中性線間的電壓叫相電壓。

      20、線電壓:三相輸電線各線(火線)間的電壓叫線電壓,線電壓的大小為相電壓的1.73倍。

      21、相量:在電工學(xué)中,用以表示正弦量大小和相位的矢量叫相量,也叫做向量。

      22、磁通:磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直于磁場(chǎng)方向的面積的乘積叫做磁通,以字母φ表示,單位為麥克斯韋。

      23、磁通密度:?jiǎn)挝幻娣e上所通過的磁通大小叫磁通密度,以字母B表示,磁通密度和磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上是相等的。

      24、磁阻:與電阻的含義相仿,磁阻是表示磁路對(duì)磁通所起的阻礙作用,以符號(hào)Rm表示,單位為1/亨。

      25、導(dǎo)磁率:又稱導(dǎo)磁系數(shù),是衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁性能的一個(gè)系數(shù),以字母μ表示,單位是亨/米。

      26、磁滯:鐵磁體在反復(fù)磁化的過程中,它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化總是滯后于它的磁場(chǎng)強(qiáng)度,這種現(xiàn)象叫磁滯。

      27、磁滯回線:在磁場(chǎng)中,鐵磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可用曲線來(lái)表示,當(dāng)磁化磁場(chǎng)作周期的變化時(shí),鐵磁體中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是一條閉合線,這條閉合線叫做磁滯回線。

      28、基本磁化曲線:鐵磁體的磁滯回線的形狀是與磁感應(yīng)強(qiáng)度(或磁場(chǎng)強(qiáng)度)的最大值有關(guān),在畫磁滯回線時(shí),如果對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或磁場(chǎng)強(qiáng)度)最大值取不同的數(shù)值,就得到一系列的磁滯回線,連接這些回線頂點(diǎn)的曲線叫基本磁化曲線。

      29、磁滯損耗:放在交變磁場(chǎng)中的鐵磁體,因磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生一些功率損耗,從而使鐵磁體發(fā)熱,這種損耗叫磁滯損耗。

      30、擊穿:絕緣物質(zhì)在電場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈放電或?qū)щ姷默F(xiàn)象叫擊穿。

      31、介電常數(shù)---又叫介質(zhì)常數(shù),介電系數(shù)或電容率,它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù),以字母ε表示,單位為法/米。

      32、電磁感應(yīng):當(dāng)環(huán)鏈著某一導(dǎo)體的磁通發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)體內(nèi)就出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。

      33、趨膚效應(yīng):又叫集膚效應(yīng),當(dāng)高頻電流通過導(dǎo)體時(shí),電流將集中在導(dǎo)體表面流通,這種現(xiàn)象叫趨膚效應(yīng)。

      34、一次電氣設(shè)備:直接生產(chǎn)、輸送、變換、分配和使用電能的主要設(shè)備。

      35、二次電氣設(shè)備:對(duì)一次電氣設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、操作控制和保護(hù)的輔助設(shè)備。

      36、接線圖:以專門圖形符號(hào)表示電氣設(shè)備實(shí)際組成及連接關(guān)系的圖形。

      37、電路圖:以專門圖形符號(hào)依次排列連接而成的圖。

      38、一次接線圖:表示一次電氣接線的圖。

      39、二次接線圖:表示二次電氣接線的圖。

      40、主保護(hù):滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求,能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。

      41、后備保護(hù):主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用來(lái)切除故障的保護(hù)。又分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)兩種。

      42、遠(yuǎn)后備保護(hù):當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。

      43、近后備保護(hù):當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí),由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù);當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí),由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。

      44、輔助保護(hù):為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。

      45、標(biāo)么值:系統(tǒng)各元件電氣量的有名值與基準(zhǔn)值之比。

      以下對(duì)電力系統(tǒng)和實(shí)際工程應(yīng)用中常用到的各種名詞術(shù)語(yǔ)進(jìn)行粗略的介紹,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考最后部分所列的書目。

      1.一次回路/主回路 與 一次設(shè)備/主設(shè)備: 是指電力輸送和分配的回路,其主要任務(wù)是進(jìn)行電能的輸送和分配。與其相連的設(shè)備稱為一次設(shè)備或主設(shè)備,例如:變壓器、斷路器、熔斷器、接地刀開關(guān)、輸變配線纜等;通常將終端的用電設(shè)備,如:電動(dòng)機(jī)(馬達(dá)),照明燈等也歸在一次設(shè)備的范圍。也可以把一次回路理解為由輸變配線纜+主設(shè)備(變壓器、斷路器等)+用電設(shè)備(馬達(dá)、照明燈等)構(gòu)成。2.二次回路/控制回路 與 二次設(shè)備/控制設(shè)備: 指對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行控制、指示、測(cè)量(計(jì)量)、監(jiān)視和保護(hù)的回路,其主要任務(wù)是對(duì)一次回路的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)控,保證回路的正常運(yùn)行。與其相連的設(shè)備稱為二次設(shè)備或控制設(shè)備,也叫控制電器,包括: PT(電壓互感器)、CT(電流互感器)、接觸器、繼電器、綜合保護(hù)裝置、斷路器輔助接點(diǎn)、各種操作按鈕、計(jì)量?jī)x表、二次回路的控制線纜等。3.開關(guān)柜:

      是指按一定的線路方案將一次設(shè)備、二次設(shè)備組裝而成的成套配電裝置,是用來(lái)對(duì)線路、設(shè)備實(shí)施控制、保護(hù)的,分固定式和手車式,而按進(jìn)出線電壓等級(jí)又可以分高壓開關(guān)柜(固定

      式和手車式)和低壓開關(guān)柜(固定式和抽屜式)。開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)大體類似,主要分為母線室、斷路器室、二次控制室(儀表室)、饋線室,各室之間一般有鋼板隔離。內(nèi)部元器件包括:母線(匯流排)、斷路器、常規(guī)繼電器、綜合繼電保護(hù)裝置、計(jì)量?jī)x表、隔離刀、指示燈、接地刀等。從應(yīng)用角度劃分:

      進(jìn)線柜:又叫受電柜,是用來(lái)從電網(wǎng)上接受電能的設(shè)備(從進(jìn)線到母線),一般安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。

      出線柜:也叫饋電柜或配電柜,是用來(lái)分配電能的設(shè)備(從母線到各個(gè)出線),一般也安裝有斷路器、CT、PT、隔離刀等元器件。

      母線聯(lián)絡(luò)柜:也叫母線分?jǐn)喙?,是用?lái)連接兩段母線的設(shè)備(從母線到母線),在單母線分段、雙母線系統(tǒng)中常常要用到母線聯(lián)絡(luò),以滿足用戶選擇不同運(yùn)行方式的要求或保證故障情況下有選擇的切除負(fù)荷。

      PT柜:電壓互感器柜,一般是直接裝設(shè)到母線上,以檢測(cè)母線電壓和實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。內(nèi)部主要安裝電壓互感器PT、隔離刀、熔斷器和避雷器等。隔離柜:是用來(lái)隔離兩端母線用的或者是隔離受電設(shè)備與供電設(shè)備用的,它可以給運(yùn)行人員提供一個(gè)可見的端點(diǎn),以方便維護(hù)和檢修作業(yè)。由于隔離柜不具有分?jǐn)?、接通?fù)荷電流的能力,所以在與其配合的斷路器閉合的情況下,不能夠推拉隔離柜的手車。在一般的應(yīng)用中,都需要設(shè)置斷路器輔助接點(diǎn)與隔離手車的聯(lián)鎖,防止運(yùn)行人員的誤操作。

      電容器柜:也叫補(bǔ)償柜,是用來(lái)作改善電網(wǎng)的功率因素用的,或者說作無(wú)功補(bǔ)償,主要的器件就是并聯(lián)在一起的成組的電容器組、投切控制回路和熔斷器等保護(hù)用電器。一般與進(jìn)線柜并列安裝,可以一臺(tái)或多臺(tái)電容器柜并列運(yùn)行。電容器柜從電網(wǎng)上斷開后,由于電容器組需要一段時(shí)間來(lái)完成放電的過程,所以不能直接用手觸摸柜內(nèi)的元器件,尤其是電容器組;在斷電后的一定時(shí)間內(nèi)(根據(jù)電容器組的容量大小而定,如:1分鐘),不允許重新合閘,以免產(chǎn)生過電壓損壞電容器。作自動(dòng)控制功能時(shí),也要注意合理分配各組電容器組的投切次數(shù),以免出現(xiàn)一組電容器損壞,而其他組卻很少投切的情況。計(jì)量柜:主要用來(lái)作計(jì)量電能用的(千瓦時(shí)),又有高壓、低壓之分,一般安裝有隔離開關(guān)、熔斷器、CT、PT、有功電度表(傳統(tǒng)儀表或數(shù)字電表)、無(wú)功電度表、繼電器、以及一些其他的輔助二次設(shè)備(如負(fù)荷監(jiān)控儀等)。

      GIS柜:又叫封閉式組合電器柜(Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear),它是將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、CT、PT、避雷器、母線等封閉組合在金屬殼體內(nèi),然后以絕緣性能和滅弧性能良好的氣體(一般用六氟化硫SF6)作為相間和對(duì)地的絕緣措施,適用于高電壓等級(jí)和高容量等級(jí)的電網(wǎng)中,用作受配電及控制。4.?dāng)嗦菲鳎?/p>

      正常工作情況下,斷路器處于合閘狀態(tài)(特殊應(yīng)用除外),接通電路。當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)控制或保護(hù)控制操作時(shí),斷路器可以在綜保裝置控制下進(jìn)行電路的分?jǐn)嗷蚪油ú僮鳌嗦菲鞑粌H可以通斷正常的負(fù)荷電流,而且能夠承受一定時(shí)間的短路電流(數(shù)倍甚至幾十倍于正常工作電流),并可以分?jǐn)喽搪冯娏?,切除故障線路和設(shè)備。所以說,斷路器的主要功能就是分?jǐn)嗪徒油娐罚òǚ謹(jǐn)嗪徒油ㄕk娏?、分?jǐn)喽搪冯娏鳎?。由于在分?jǐn)嗪徒油娐返倪^程中,斷路器的動(dòng)觸頭與靜觸頭之間不可避免的要產(chǎn)生電弧。為了保護(hù)觸頭,減少觸頭材料的損耗和可靠分?jǐn)嚯娐?,必須采取措施?lái)盡快熄滅電弧,其中一種就是采用不同的滅弧介質(zhì)填充到斷路器的動(dòng)、靜觸頭間。按滅弧介質(zhì)的不同斷路器可以分為:油斷路器(多油、少油)、六氟化硫(SF6)斷路器、真空斷路器、空氣斷路器等。我們?cè)诠こ讨薪?jīng)常接觸到的高低壓開關(guān)柜里的主要一次設(shè)備就是斷路器。

      由于斷路器的動(dòng)、靜觸頭一般都是被包在充滿滅弧介質(zhì)的容器中,所以斷路器的分、合狀態(tài)

      不可以直接判斷,一般是通過斷路器的輔助器件(如分合位指針等)來(lái)判別。5.隔離刀:

      隔離刀(或稱隔離開關(guān))由于有明顯的斷口可以識(shí)別接通或分?jǐn)啵饕怯脕?lái)隔離高壓電源的,以保證線路和設(shè)備的安全檢修,能分?jǐn)嗟碾娏骱苄。ㄒ话阒挥袔讉€(gè)安培)。由于沒有專門的滅弧裝置,所以它不能用來(lái)分?jǐn)喙收想娏骱驼9ぷ麟娏?,不允許帶負(fù)荷進(jìn)行分?jǐn)嗖僮鳌?.熔斷器:

      熔斷器是一種簡(jiǎn)單的電路保護(hù)電器,其原理是當(dāng)流經(jīng)熔斷器的電流達(dá)到或超過定值一定時(shí)間后,本身的熔體熔化,切斷電路。其動(dòng)作原理簡(jiǎn)單,安裝方便,一般不單獨(dú)使用,主要用來(lái)配合其他電器使用。主要?jiǎng)幼魈攸c(diǎn):

      一是電流要達(dá)到一定值,該值在熔斷器出廠前已經(jīng)做好,無(wú)法更改;

      二是電流達(dá)到一定值后要經(jīng)過一定的時(shí)間,該時(shí)間也是廠家做好的,無(wú)法更改,但是類型很多,包括延時(shí)動(dòng)作、快速動(dòng)作、超快速動(dòng)作等; 三是動(dòng)作后本體損壞,不能重復(fù)使用,必須更換;

      熔斷器是否熔斷可以通過熔斷指示器判別,也可通過熔體外觀上判別;常用的保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管都屬于該類電器范圍。7.負(fù)荷開關(guān):

      負(fù)荷開關(guān)具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置,滅弧介質(zhì)一般采用空氣,可以接通和分?jǐn)嘁欢ǖ碾娏骱瓦^電流,但是不能分?jǐn)喽搪冯娏鳎荒苡脕?lái)切斷短路故障。所以絕對(duì)不允許單純用負(fù)荷開關(guān)來(lái)替代斷路器;如果要采用負(fù)荷開關(guān),必須與前面提到的高壓熔斷器配合使用(實(shí)際上往往用熔斷器和負(fù)荷開關(guān)串聯(lián)使用,用作簡(jiǎn)單的過負(fù)荷保護(hù),以降低工程造價(jià))。負(fù)荷開關(guān)與隔離刀類似,都有明顯的斷開間隙,可以很容易的判別電路是處于接通還是斷開狀態(tài)。

      8.變壓器: 簡(jiǎn)單的說,變壓器就是利用交變電磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換的設(shè)備(實(shí)際上是電能的轉(zhuǎn)換),其變換前后的電壓不發(fā)生頻率上的變化。按照其用途可以分很多種,如電力變壓器、整流變壓器、調(diào)壓器、隔離變壓器,以及CT、PT等。我們?cè)诠こ态F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常遇到的是電力變壓器。

      與變壓器相關(guān)的一些主要的技術(shù)參數(shù)包括:

      額定容量:指額定工作條件下變壓器的額定輸出能力(等于U×I,單位為kVA); 額定電壓:空載、額定分接下,端電壓的值(即一次、二次側(cè)電壓值); 空載損耗:空載條件下,變壓器的損耗(也叫鐵耗); 空載電流:空載條件下,一次側(cè)線圈流過的電流值;

      短路損耗:一次側(cè)通額定電流,二次短路時(shí)所產(chǎn)生的損耗(主要是線圈電阻產(chǎn)生的); 分接(抽頭)的概念:為適合電網(wǎng)運(yùn)行需要,一般的變壓器高壓側(cè)都有抽頭,這些抽頭的電壓值都是用額定電壓的百分比表示的,即所謂的分接電壓。例如,高壓10kV的變壓器具有±5%的抽頭,就是說該變壓器可以運(yùn)行在三個(gè)電壓等級(jí):10.5kV(+5%)、10kV(額定)、9.5kV(-5%)。一般來(lái)說,有載調(diào)壓變壓器的抽頭數(shù)(分接點(diǎn))較多,如7分接點(diǎn)(±3×2.5%)和9分接點(diǎn)(±4×2%)等。由于不能夠完全保證分接開關(guān)的同步切換,所以有載調(diào)壓變壓器一般不能夠并聯(lián)運(yùn)行。9.PT(TV)/CT(AV):

      互感器實(shí)際上就是一種特殊的變壓器,主要用來(lái)從電氣上隔離一次回路與控制回路,從而擴(kuò)大二次設(shè)備(儀表、綜保等)的使用范圍。

      采用PT/CT可以避免一次回路的高電壓/大電流直接進(jìn)入到二次控制設(shè)備(如:儀表、綜保

      裝置等),也可以防止由于控制設(shè)備故障影響一次回路的運(yùn)行。

      電流互感器(CT、AV)的特點(diǎn)是:一次側(cè)繞組N1粗而少、二次側(cè)繞組N2細(xì)而多,二次側(cè)的額定電流I2一般為5A(根據(jù)N1I1=N2I2可以近似算出一次側(cè)電流I1,或者根據(jù)一次側(cè)電流I1選擇相應(yīng)變比的電流互感器)。由于CT在工作時(shí)一次繞組和二次繞組都是分別串聯(lián)在一次回路與二次控制回路中的,根據(jù)變壓器的特性U1I1=U2I2可以得出,二次側(cè)在工作時(shí)的工作電壓,該電壓在開路時(shí)非常大,故CT是絕對(duì)不允許開路的。按照用途來(lái)劃分,通??梢苑譃楸Wo(hù)和測(cè)量用CT。測(cè)量CT在一次回路出現(xiàn)短路故障時(shí),容易飽和,以限制二次電流(二次繞組側(cè)電流I2)過大,達(dá)到保護(hù)綜保裝置的目的;而保護(hù)CT在一次回路出現(xiàn)短路故障時(shí),不應(yīng)出現(xiàn)保護(hù)現(xiàn)象,以保證綜保裝置可靠動(dòng)作。

      電壓互感器(PT、AV)的特點(diǎn)是:一次繞組匝數(shù)N1多,二次繞組匝數(shù)N2少,相當(dāng)于一個(gè)降壓變壓器(二次側(cè)額定電壓一般為100V)。由于PT在工作時(shí)一次繞組和二次繞組都是分別并聯(lián)在一次回路和二次控制回路電壓線圈的,而由于電壓線圈的阻抗很大,所以PT二次側(cè)的電流非常小,二次繞組近似于空負(fù)荷狀態(tài);但二次繞組本身的阻抗是很小的,所以如果二次繞組短路,則將會(huì)導(dǎo)致非常大的二次側(cè)電流(N1I1=N2I2)。故PT的二次繞組絕對(duì)不能夠短路。10.手車/抽屜:

      手車和抽屜分別是高壓開關(guān)柜和低壓開關(guān)柜的一部分,分別安裝高壓斷路器和低壓斷路器及其繼電器等元器件。由此劃分出手車式開關(guān)柜(高壓)和抽屜式開關(guān)柜(低壓),他們與固定式開關(guān)柜的功能是基本相同的,主要區(qū)別是方便了維護(hù)和檢修(手車和抽屜都可以通過機(jī)械操作機(jī)構(gòu)搖把來(lái)推進(jìn)、拉出)。手車和抽屜一般都有工作(正常運(yùn)行時(shí))、試驗(yàn)(試投運(yùn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí))和退出(維護(hù)、檢修時(shí))三種位置狀態(tài)。11.接地刀:

      接地刀(也叫接地開關(guān))主要:一是用來(lái)在線路和設(shè)備檢修時(shí),為確保人員安全進(jìn)行接地用的;二是可以用來(lái)人為地造成系統(tǒng)的接地短路,達(dá)到控制保護(hù)的目的。

      第一個(gè)作用很好理解,不做介紹。第二個(gè)作用是這樣的:接地刀通常是接在降壓變壓器的高壓側(cè),當(dāng)受電端發(fā)生故障或者變壓器內(nèi)部故障時(shí),接地刀開關(guān)應(yīng)自動(dòng)閉合,造成接地短路故障,迫使送電端(上端)斷路器迅速動(dòng)作,切斷故障,所以說這是個(gè)人為的接地短路故障,目的就是保證送電端的斷路器能夠快速動(dòng)作。12.主令電器:

      主令電器是一種機(jī)械操作的控制電器,對(duì)各種電氣系統(tǒng)發(fā)出控制指令,用于系統(tǒng)內(nèi)各種信號(hào)的轉(zhuǎn)化和傳輸?shù)?,常用的轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、位置開關(guān)以及信號(hào)燈等都屬于主令電器的范圍。13.接觸器:

      接觸器是一種用于遠(yuǎn)距離頻繁接通和開斷交直流主電路及大容量控制電路的電器,主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)、照明、電容器組等,分交流接觸器和直流接觸器。與斷路器相比,不同之處在于:動(dòng)作頻率非常高(因此要求其電氣壽命和機(jī)械壽命足夠長(zhǎng));有較高的的開斷和接通容量,但是一般用在1kV及以下的電壓等級(jí)中,無(wú)法與斷路器的幾十千伏、幾百千伏相比。14.繼電器:

      繼電器是用來(lái)在控制回路中控制其他電器(一般是一次電氣主設(shè)備)動(dòng)作或在主電路中作為保護(hù)用以及作信號(hào)轉(zhuǎn)換用的電器,只適用于遠(yuǎn)距離的分?jǐn)?、接通小容量控制回路,比如:交?直流電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、熱繼電器等。15.試驗(yàn)

      常見試驗(yàn)包括: 型式試驗(yàn):對(duì)按照某一設(shè)計(jì)要求而制造的一個(gè)或多個(gè)器件或設(shè)備所進(jìn)行的試驗(yàn),用以檢驗(yàn)這

      一設(shè)計(jì)要求是否符合一定的規(guī)范。

      常規(guī)試驗(yàn):也叫出廠試驗(yàn),對(duì)每個(gè)器件或設(shè)備在制造中或完工后所進(jìn)行的試驗(yàn),用以判明器件或設(shè)備是否符合某項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

      介質(zhì)試驗(yàn):是檢驗(yàn)介質(zhì)電氣特性的各種試驗(yàn)的總稱,包括:絕緣、靜電、耐壓等。抽樣試驗(yàn):對(duì)一批產(chǎn)品中隨機(jī)抽取的若干樣品進(jìn)行試驗(yàn),也是用來(lái)判明樣品是否符合某項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的。壽命試驗(yàn):確定產(chǎn)品在規(guī)定條件下可能達(dá)到的壽命的試驗(yàn),或者是為評(píng)價(jià)分析產(chǎn)品的壽命特征而進(jìn)行的試驗(yàn),屬破壞性試驗(yàn)。耐受試驗(yàn):在包括一定時(shí)間內(nèi)為一定目的所采取的特定運(yùn)行等規(guī)定條件下,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的試驗(yàn),如反復(fù)操作、短路、過電壓、振動(dòng)、沖擊等,屬破壞性試驗(yàn)。

      投運(yùn)試驗(yàn):在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品所進(jìn)行的試驗(yàn),用以證明安裝是正確的,產(chǎn)品運(yùn)行是正常的。參考文獻(xiàn):

      數(shù)字圖書館 >電工、電子自動(dòng)化技術(shù)圖書館 >電工技術(shù) >總論 1.《電力系統(tǒng)自動(dòng)化原理與技術(shù)》 華北電力學(xué)院 2.《工業(yè)用電設(shè)備》 上海電力學(xué)院 羅廷璇編 3.《工廠配電》 美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì) 4.《配電自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備》 王章啟等編 5.《電氣設(shè)備選擇 施工安裝 設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè) 上、下冊(cè)》 劉寶林主編 數(shù)字圖書館 >電工、電子自動(dòng)化技術(shù)圖書館 >電工技術(shù) >電器 1.《低壓電器》:馬鏡澄 王書成等 2.《繼電保護(hù)裝置》 蘇聯(lián) H.B.契爾諾布羅涅夫

      數(shù)字圖書館 >電工、電子自動(dòng)化技術(shù)圖書館 >電工技術(shù) >發(fā)電、發(fā)電廠 >變電所 1.《配電設(shè)備》 馬定林主編 數(shù)字圖書館 >電工、電子自動(dòng)化技術(shù)圖書館 >電工技術(shù) >輸配電工程、電力網(wǎng)及電力系統(tǒng) >輸配電技術(shù) 1.《工廠供電》 黃明琪等編

      轉(zhuǎn)自工業(yè)電器網(wǎng)(004km.cn)

      在高壓電器產(chǎn)品樣本、圖樣、技術(shù)文件、出廠檢驗(yàn)報(bào)告、型式試驗(yàn)報(bào)告、使用說明書及產(chǎn)品名牌中,常采用各種專業(yè)名詞術(shù)語(yǔ),它們表示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)性能和使用環(huán)境。了解和掌握這些名詞術(shù)語(yǔ)可為工作帶來(lái)許多便利,現(xiàn)將高壓電器常用的名語(yǔ)術(shù)語(yǔ)作一介紹。

      一、高壓開關(guān)設(shè)備術(shù)語(yǔ)

      1.高壓開關(guān)――額定電壓1kV及以上主要用于開斷和關(guān)合導(dǎo)電回路的電器。

      2.高壓開關(guān)設(shè)備――高壓開關(guān)與控制、測(cè)量、保護(hù)、調(diào)節(jié)裝置以及輔件、外殼和支持件等部件及其電氣和機(jī)械的聯(lián)結(jié)組成的總稱。

      3.戶內(nèi)高壓開關(guān)設(shè)備――不具有防風(fēng)、雨、雪、冰和濃霜等性能,適于安裝在建筑場(chǎng)所內(nèi)使用的高壓開關(guān)設(shè)備。

      4.戶外高壓開關(guān)設(shè)備――能承受風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露、冰和濃霜等作用,適于安裝在露天使用的高壓開關(guān)設(shè)備。

      5.金屬封閉開關(guān)設(shè)備;開關(guān)柜――除進(jìn)出線外,其余完全被接地金屬外殼封閉的開關(guān)設(shè)備。

      6.鎧裝式金屬封閉開關(guān)設(shè)備――主要組成部件(例如斷路器、互感器、母線等)分別裝在接地的金屬隔板隔開的隔室中的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

      7.間隔或金屬封閉開關(guān)設(shè)備――與鎧裝式金屬封閉開關(guān)設(shè)備一樣,其某些元件也分裝于單獨(dú)的隔室內(nèi),但具有一個(gè)或多個(gè)符合一定防護(hù)等級(jí)的非金屬隔板。

      8.箱式金屬封閉開關(guān)設(shè)備――除鎧裝式、間隔式金屬封閉開關(guān)設(shè)備以外的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

      9.充氣式金屬封閉開關(guān)設(shè)備――金屬封閉開關(guān)設(shè)備的隔室內(nèi)具有下列壓力系統(tǒng)之一用來(lái)保護(hù)氣體壓力的一種金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

      a.可控壓力系統(tǒng);b.封閉壓力系統(tǒng);c.密封壓力系統(tǒng)。

      10.絕緣封閉開關(guān)設(shè)備――除進(jìn)出線外,其余完全被絕緣外殼封閉的開關(guān)設(shè)備。

      11.組合電器――將兩種或兩種以上的高壓電器,按電力系統(tǒng)主接線要求組成一個(gè)有機(jī)的整體而名電器仍保持原規(guī)定功能的裝置。

      12.氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備――封閉式組合電器,至少有一部分采用高于大氣壓的氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

      13.斷路器――能關(guān)合、承載、開斷運(yùn)行回路正常電流、也能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載及開斷規(guī)定的過載電流(包括短路電流)的開關(guān)設(shè)備。

      14.六氟化硫斷路器――觸頭在六氟化硫氣體中關(guān)合、開斷的斷路器。

      15.真空斷路器――觸頭在真空中關(guān)合、斷的斷路器。

      16.隔離開關(guān)――在分位置時(shí),觸頭間符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開標(biāo)志;在合位置時(shí),能承載正?;芈窏l件下的電流及規(guī)定時(shí)間內(nèi)異常條件(例如短路)下的電流開關(guān)設(shè)備。

      17.接地開關(guān)――用于將回路接地的一種機(jī)械式開關(guān)裝置。在異常條件(如短路下,可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承載規(guī)定的異常電流;在正?;芈窏l件下,不要求承載電流。

      18.負(fù)荷開關(guān)――能在正?;芈窏l件下關(guān)合、承載和開斷電流以及在規(guī)定的異?;芈窏l件(如短路條件)下,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載電流的開關(guān)裝置。

      19.接觸器――手動(dòng)操作除外,只有一個(gè)休止位置,能關(guān)合、承載及開斷正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷和關(guān)合裝置。

      20.熔斷器――當(dāng)電流超規(guī)定值一定時(shí)間后,以它本身產(chǎn)生的熱量使熔化而開斷電路的開關(guān)裝置。

      21.限流式熔斷器――在規(guī)定電流范圍內(nèi)動(dòng)作時(shí),以它本身所具備的功能將電流限制到低于預(yù)期電流峰值的一種熔斷器。

      22.噴射式熔斷器――由電弧能量產(chǎn)生氣體的噴射而熄滅電弧的熔斷器。

      23.跌落式熔斷器――動(dòng)作后載熔件自動(dòng)跌落,形成斷口的熔斷器。

      24.避雷器――一種限制過電壓的保護(hù)電器,它用來(lái)保護(hù)設(shè)備的絕緣,免受過電壓的危害。

      25.無(wú)間隙金屬氧化物避雷器――由非線性金屬氧化物電阻片串聯(lián)和(或)并聯(lián)組成且無(wú) 或串聯(lián)放電間隙的避雷器。

      26.復(fù)合外套無(wú)間隙金屬氧化物避雷器――由非線性金屬氧化物電阻片和相應(yīng)的零部件組成且其外套為復(fù)合絕緣材料的無(wú)間隙避雷器。電氣術(shù)語(yǔ)

      術(shù)語(yǔ)、電力、電網(wǎng)、供電、電氣操作 AC(交流電)經(jīng)發(fā)電機(jī)所發(fā)出的方向交替的電流。安全照明

      用以確保處于潛在危險(xiǎn)過程中的人們的安全而提供的那部分應(yīng)急照明。安裝高度

      參考平面與燈具平面之間的距離。暗視覺

      調(diào)節(jié)眼睛以適應(yīng)幾百分之一坎德拉每平方米的亮度水平時(shí)的視覺情況。在這種情況下,桿狀細(xì)胞被認(rèn)為是主要的活躍成分。光譜是無(wú)色的。凹形反光槽

      安裝在頂棚上具有開放溢出的長(zhǎng)凹槽形燈具。白熾燈

      由電流加熱元件產(chǎn)生白熱光的光源(經(jīng)常被稱為普泡或GLS燈)半透明媒質(zhì)

      主要通過漫射傳輸來(lái)傳播可見輻射的媒質(zhì)。因此物體不能通過此媒質(zhì)被清晰的看到。薄層天窗

      以不透明或者半透明材料制成的直條作為遮擋物的天窗。飽和度

      判斷單一顏色在總體感覺中所占比例的視覺屬性。備用照明

      使正?;顒?dòng)得以基本不變的繼續(xù)進(jìn)行的應(yīng)急照明部分。被利用的光通

      參考面上所接受到的光通量。波長(zhǎng)(l)

      在周期波傳播方向上在同一時(shí)間連續(xù)兩個(gè)相位相同的點(diǎn)之間的距離。不舒適眩光

      可引起不適,而不一定破壞被照對(duì)象的視覺效果的眩光。不透明介質(zhì)

      在所需光譜范圍內(nèi)不能傳遞輻射的介質(zhì)。CIE 國(guó)際照明委員會(huì)。法語(yǔ)為:Commission Internationale de l'Eclairage。CIE標(biāo)準(zhǔn)光度觀測(cè)器 理想的光電觀測(cè)器,其光譜靈敏度曲線符合明視覺下的V(l)或暗視覺下的V'(l)函數(shù),并滿足光通量定義中的積分定律。參考面

      其上照度被測(cè)量或詳細(xì)說明的某一表面。測(cè)角光度計(jì)

      測(cè)量光源或燈具定向光線分布特性的光度計(jì)。常規(guī)照明

      對(duì)某區(qū)域不提供特殊需求的充分均勻的照明方式。初始光通

      熒光燈燃點(diǎn)100小時(shí)后的光通輸出。出口照明

      應(yīng)急照明中為確保出口可以被有效辨認(rèn)的照明。在正常照明系統(tǒng)中斷時(shí)使用。觸發(fā)器 見 啟動(dòng)器 傳輸

      輻射通過媒質(zhì),其單色成分的頻率不變。窗簾照明 見 帷幕照明

      (道路的)有效寬度

      通過燈具軸的垂面與距燈具最遠(yuǎn)的路邊之間的水平距離。單側(cè)布燈

      燈具只被安放在車道一側(cè)的道路照明布燈方式。單色輻射

      輻射特性由單一頻率決定。在實(shí)際中,非常小頻率范圍內(nèi)的輻射可稱之為單色輻射。擋屏

      燈具中被設(shè)計(jì)用來(lái)防止光源在給定范圍的角度內(nèi)被直接看見的部分。實(shí)際應(yīng)用中,擋屏也被用作光控制器。燈的壽命

      當(dāng)一組光源同時(shí)燃點(diǎn)時(shí),其中一定比率的燈熄滅時(shí)的時(shí)間。燈桿 見 燈具 燈具

      對(duì)光源發(fā)出的光進(jìn)行分配、過濾、轉(zhuǎn)換的裝置,其中包括安裝、保護(hù)光源的各種附件及連接電路所必需的各種裝置。

      在道路照明中經(jīng)常用“燈桿”來(lái)表示“燈具”。燈絲

      一般用鎢(例如白熾燈)制成的金屬絲。燈絲 見 電極 等光強(qiáng)曲線

      在一個(gè)以光源為圓心的虛擬的球面上,將光源射向球體上光強(qiáng)相同的各方向的點(diǎn)用線連接起來(lái),就成為等光強(qiáng)曲線。等光強(qiáng)圖

      一系列的等光強(qiáng)曲線的組合。等勒克斯曲線(圖)

      某一表面上具有相同勒克斯值的點(diǎn)的集合。等亮度曲線(圖)

      對(duì)于給定的觀察者位置,和給定的光源位置或者與光源相關(guān)的發(fā)光表面來(lái)說,該表面或曲線上各點(diǎn)的亮度相同。等效適應(yīng)亮度

      當(dāng)觀測(cè)器前均勻亮度值與實(shí)際非均勻亮度分布具有相同的可辨性時(shí),等效適應(yīng)亮度即為該均勻亮度值。等效罩紗亮度

      為使亮度差別域值在不存在失能眩光的情況下與存在失能眩光失具有相同的感受,分別在背景和被照物體上疊加的亮度。等照度曲線

      某一表面上具有相同照度的點(diǎn)的集合。低壓汞(蒸氣)燈

      涂有熒光粉或者沒有涂有熒光粉的汞蒸氣燈,其中光源工作時(shí)管內(nèi)氣壓不超過100Pa。例如TL燈。

      低壓鈉(蒸氣)燈

      工作時(shí),燈內(nèi)局部氣壓不超過5Pa的鈉蒸氣燈,例如SOX燈。點(diǎn)光源

      尺寸很小,小到與光源和被照物體之間的距離相比,在計(jì)算或測(cè)量中其尺寸可以忽略的光源。電磁鎮(zhèn)流器(電感鎮(zhèn)流器)鎮(zhèn)流器使用組裝的鐵芯和線圈組裝而成,用于傳輸電流以啟動(dòng)和燃點(diǎn)熒光燈和高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)。電流峰值因數(shù) 見 峰值因數(shù) 電氣效率

      對(duì)于鎮(zhèn)流器而言,定義為PL/Pin,其中PL為光源功率,Pin 為輸入鎮(zhèn)流器的功率。例如,如果10%的總功率由熱傳導(dǎo)損失掉,則鎮(zhèn)流器效率為90%。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的電感鎮(zhèn)流器而言,電子鎮(zhèn)流器具有更高的電氣效率。由于電子鎮(zhèn)流器可以在光源輸出與電感鎮(zhèn)流器相同光通的情況下減少功率損失,所以它的使用則更加節(jié)能。電容

      存儲(chǔ)電能的器件,一般用于功率因數(shù)校正和光源穩(wěn)定控制(見功率因數(shù))。電子(高頻)鎮(zhèn)流器

      通過電子組件的幫助把電流轉(zhuǎn)換為高頻燃點(diǎn)放電燈的鎮(zhèn)流器。其頻率一般高于或等于20000 Hz。

      頂棚空間系數(shù)(見下空間系數(shù))定向照明

      工作面或被照物體上的光線主要由某一方向照射而來(lái)的照明方式。對(duì)比度

      對(duì)同時(shí)或連續(xù)觀察到的某一區(qū)域兩個(gè)部分之間的表象差別所進(jìn)行的主觀評(píng)估。(見亮度對(duì)比度)

      對(duì)比度域值 見域值對(duì)比 對(duì)稱光強(qiáng)分布

      對(duì)光源而言,至少有一軸對(duì)稱或面對(duì)稱的光強(qiáng)分布。EMI(電磁干擾)由電氣或電子設(shè)備造成的電干擾。高頻電子設(shè)備的干擾等級(jí)應(yīng)服從聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)或國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的規(guī)定。發(fā)光 原子、分子或離子由于受能量的激發(fā)而產(chǎn)生的某一波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光輻射,這種光輻射的能量超過了在相同溫度下該材料產(chǎn)生的熱輻射的能量。反射

      在某一平面上,一定角寬范圍謁 墓馇考 崆 呱系氖婦凍ざ染 笥諂渥畬籩檔哪騁惶囟ū壤 庵智榭齠ㄒ邐 饈 姆⑸ⅰ? 特定比例一般使用的值為1/10(美國(guó))和 1/2(歐洲)。發(fā)散也相應(yīng)的被稱作“十分之一峰值發(fā)散”或“二分之一峰值發(fā)散”。反射率(以前稱作反射因子)

      反射的輻射通量或光通量與入射通量之比。反射器

      利用反射現(xiàn)象來(lái)改變光源光通量的空間分布的裝置。泛光照明

      為泛光照明設(shè)計(jì)的投光系統(tǒng),一般可以投射任何方向并具有防水防風(fēng)雨結(jié)構(gòu)。防塵燈具

      在灰塵較多的環(huán)境下,可以防止具有某些特定屬性或特點(diǎn)的灰塵進(jìn)入其中的燈具。防火燈具

      見增強(qiáng)安全型燈具 防噴射燈具

      防止來(lái)自各個(gè)方向水的噴射的燈具。防水燈具

      當(dāng)浸入水下特定深度時(shí)可以經(jīng)得住水的滲透的燈具,但是不能在水下長(zhǎng)久使用。見潛水燈具。防水滴燈具

      當(dāng)燈具安裝在規(guī)定工作位置時(shí),可以防止垂直方向上下落的水滴入燈具。防雨燈具

      用于室外能夠防止雨水滲透的燈具。防蒸氣燈具

      可防止一特定蒸汽或氣體進(jìn)入燈罩的燈具。放電

      在氣體或蒸氣中,電流在電場(chǎng)的影響下使帶電粒子產(chǎn)生和遷移并流經(jīng)該氣體或 蒸氣區(qū)域的過程。

      熒光燈中,電極是指發(fā)射或吸收電子的金屬燈絲。負(fù)電極(陰極)產(chǎn)生帶負(fù)電的自由電子而由正電極(陽(yáng)極)吸收,并在兩極間產(chǎn)生電流和弧光。放電燈

      直接或間接地通過氣體、金屬蒸氣或多種氣體和蒸氣的混合氣的放電以得到光輸出的光源。峰值強(qiáng)度

      光源或燈具在給定方向上的最大光強(qiáng)。峰值因子(燈電流峰值因子)

      燈電流峰值與RMS(均方根值)或平均工作電流的比值。輻射

      能量以電磁波或粒子的形式進(jìn)行的發(fā)射或轉(zhuǎn)移。輻射功率

      以輻射形式發(fā)射、轉(zhuǎn)移,或接收的功率。單位:瓦特,W 輻射能量(Qe,Q)

      以輻射形式發(fā)射、轉(zhuǎn)移,或接收的能量。單位:焦耳,J 輻射通量 見輻射功率 輻射效率(ηe)

      輻射源發(fā)射的輻射通量(功率)與消耗功率之比。輻照度(Ee , E)

      在某一指定表面上單位面積上所接受的輻射能量。單位: W/m2 桿狀細(xì)胞

      視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞,包括能夠啟動(dòng)暗視覺過程的光敏色素。桿狀細(xì)胞可能不參與顏色刺激區(qū)分。感覺色

      視覺感覺的一種,觀察者可以在具有不同輻射的觀察環(huán)境中對(duì)相同的大小、形狀、結(jié)構(gòu)等進(jìn)

      行分辨的能力。感知速度

      物體被探測(cè)到所需的最小暴露時(shí)間的倒數(shù)。高功率因子鎮(zhèn)流器

      功率因子高于0.90的鎮(zhèn)流器。高頻工作

      一般指電子鎮(zhèn)流器以20到60 千赫(kHz), 即每秒20000 至 60000 次的工作狀態(tài)。高壓汞(蒸氣)燈

      涂或不涂熒光粉的汞蒸氣放電燈,其燃點(diǎn)過程中汞蒸汽的分壓強(qiáng)為105 Pa的量級(jí)。例如: HPL 和 HPL-N 型燈。高壓鈉(蒸氣)燈

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