PCB科技 - 一些實用的PCB佈線指南

高完整性電路板需要非常小心 PCB佈局. 稍有疏忽可能會帶來電磁相容性和干擾問題. 現在我將介紹一些實用的佈線指南.

Printed circuit board (PCB) wiring plays a key role in high-speed circuits, 但這通常是電路設計過程中最後幾個步驟之一. 高速有很多問題 PCB佈線, 關於這個話題已經有很多文獻發表. 本文主要從實用角度討論高速電路的佈線. 主要目的是幫助新用戶注意設計高速電路時需要考慮的許多不同問題 PCB佈局s. 另一個目的是為沒有接觸過的客戶提供審查資料 PCB佈線 有一段時間. 由於佈局有限, 本文無法詳細討論所有問題, 但我們將討論對改善電路效能影響最大的關鍵部分, 縮短設計時間, 節省修改時間.

儘管這主要適用於與高速運算放大器相關的電路，但此處討論的問題和方法通常適用於大多數其他高速類比電路中使用的佈線。 當運算放大器工作在非常高的射頻（RF）頻段時，電路的效能在很大程度上取決於PCB佈局。 在“圖紙”上看起來很好的高性能電路設計只有受到粗心和佈線粗心的影響才能獲得普通效能。 在整個佈線過程中預先考慮和注意重要細節將有助於確保預期的電路效能。

示意圖

雖然良好的示意圖不能保證良好的接線，但良好的接線始於良好的示意圖。 繪製示意圖時請仔細考慮，您必須考慮整個電路的訊號流。 如果示意圖中從左到右有正常穩定的訊號流，那麼PCB上也應該有同樣良好的訊號流。 在示意圖上提供盡可能多的有用資訊。 因為有時電路設計工程師不在，客戶會要求我們幫助解決電路問題，從事這項工作的設計師、科技人員和工程師將非常感激，包括我們。

除了常見的參攷識別字、功耗和容錯性外，示意圖中還應提供哪些其他資訊？ 以下是將普通示意圖轉換為一級示意圖的一些建議。 添加波形、外殼機械資訊、列印線長度、空白區域； 訓示哪些組件需要放置在PCB上； 給出調整資訊、元件值範圍、散熱資訊、控制阻抗印刷線路、注釋和簡要電路動作描述。。。 （和其他）。

不要相信任何人

如果不是自己設計佈線，請確保留出足够的時間仔細檢查佈線人員的設計。 在這一點上，一個小的預防是值得百倍的補救措施。 不要期望接線人員理解你的想法。 在佈線設計過程的早期階段，您的意見和指導是最重要的。 您可以提供的資訊越多，在整個佈線過程中干預的越多，得到的PCB就越好。 根據所需的佈線進度報告，為佈線設計工程師快速檢查設定一個暫定完成點。 這種“閉環”方法可以防止接線誤入歧途，從而最大限度地减少返工的可能性。

需要給佈線工程師的說明包括：電路功能的簡短描述，訓示輸入和輸出位置的PCB示意圖， PCB堆疊資訊（例如，板有多厚，有多少層，每個訊號層和接地層功能功耗的詳細資訊，地線，類比信號，數位信號和射頻訊號）； 每層需要哪些訊號； 需要放置重要部件； 旁路部件的準確位置； 哪些印刷線路是重要的； 哪些線路需要控制阻抗列印線路； 哪些線條需要與長度匹配； 部件的尺寸； 哪些列印線需要彼此遠離（或接近）； 哪些線路需要彼此遠離（或靠近）； 哪些組件需要彼此遠離（或接近）； 哪些元件需要放置在PCB的頂部，哪些元件放置在底部。 永遠不要抱怨別人的資訊太多太少？ 是不是太多了？ 不要這樣做。

一次學習經歷：大約10年前，我設計了一種多層表面貼裝電路板，板的兩側都有元件。 使用大量螺釘將電路板固定在鍍金鋁外殼中（因為有非常嚴格的防振指示器）。 提供偏置饋通的引脚穿過電路板。 該引脚通過焊接線連接到PCB。 這是一個非常複雜的設備。 電路板上的一些組件用於測試設定（SAT）。 但我已經清楚地定義了這些組件的位置。 你能猜到這些組件安裝在哪裡嗎？ 順便說一句，在董事會下麵。 當產品工程師和科技人員在完成設定後不得不拆卸整個設備並重新組裝時，他們似乎非常不高興。 從那以後，我再也沒有犯過這個錯誤。

地方

就像在PCB中一樣，位置决定一切。 將電路放置在PCB的何處，在何處安裝其特定電路組件，以及其他相鄰電路是什麼，所有這些都非常重要。

通常，輸入、輸出和電源的位置是預先確定的，但它們之間的電路需要“發揮自己的創造力” 這就是為什麼關注佈線細節會帶來巨大回報的原因。 從關鍵部件的位置開始，考慮具體電路和整個PCB。 從一開始就指定關鍵組件和訊號路徑的位置有助於確保設計滿足預期工作目標。 第一次獲得正確的設計可以降低成本和壓力，縮短開發週期。

旁路功率

為了降低雜訊，在放大器的電源側繞過電源是電路中一個非常重要的方面 PCB設計 包括高速運算放大器或其他高速電路的過程. 繞過高速運算放大器有兩種常見的配寘方法.

電源端子接地：這種方法在大多數情况下最有效，使用多個並聯電容器將運算放大器的電源引脚直接接地。 一般來說，兩個並聯電容器就足够了，但添加並聯電容器可能會給某些電路帶來好處。

具有不同電容值的電容器並聯有助於確保在寬頻帶上電源引脚上只能看到低交流阻抗。 這在運算放大器電源抑制比（PSR）的衰减頻率下尤為重要。 該電容器有助於補償放大器的PSR降低。 在許多十倍頻程範圍內保持低阻抗接地路徑將有助於確保有害雜訊不會進入運算放大器。 圖1顯示了並聯使用多個電容器的優點。 在低頻率下，大電容器提供低阻抗接地路徑。 但一旦頻率達到其自身的諧振頻率，電容器的電容將减弱並逐漸出現電感。 這就是為什麼使用多個電容器很重要：當一個電容器的頻率回應開始下降時，另一個電容器的頻率回應開始工作，囙此它可以在許多10倍頻程範圍內保持非常低的交流阻抗。