電子發(fā)燒友App
1. 一般規(guī)則
1.1 PCB板上預(yù)劃分數(shù)字、模擬、DAA信號布線區(qū)域。
1.2 數(shù)字、模擬元器件及相應(yīng)走線盡量分開并放置於各自的布線區(qū)域內(nèi)。
1.3 高速數(shù)字信號走線盡量短。
1.4 敏感模擬信號走線盡量短。
1.5 合理分配電源和地。
1.6 DGND、AGND、實地分開。
1.7 電源及臨界信號走線使用寬線。
1.8 數(shù)字電路放置於并行總線/串行DTE接口附近，DAA電路放置於電話線接口附近。
2. 元器件放置
2.1 在系統(tǒng)電路原理圖中：
a） 劃分數(shù)字、模擬、DAA電路及其相關(guān)電路；
b） 在各個電路中劃分數(shù)字、模擬、混合數(shù)字/模擬元器件；
2.2 初步劃分數(shù)字、模擬、DAA電路在PCB板上的布線區(qū)域（一般比例2/1/1），數(shù)字、模擬元器件及其相應(yīng)走線盡量遠離并限定在各自的布線區(qū)域內(nèi)。
Note：當(dāng)DAA電路占較大比重時，會有較多控制/狀態(tài)信號走線穿越其布線區(qū)域，可根據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)則限定做調(diào)整，如元器件間距、高壓抑制、電流限制等。
2.3 初步劃分完畢後，從Connector和Jack開始放置元器件：
a） Connector和Jack周圍留出插件的位置；
b） 元器件周圍留出電源和地走線的空間；
c） Socket周圍留出相應(yīng)插件的位置。
2.4 首先放置混合型元器件（如Modem器件、A/D、D/A轉(zhuǎn)換芯片等）：
a） 確定元器件放置方向，盡量使數(shù)字信號及模擬信號引腳朝向各自布線區(qū)域；
b） 將元器件放置在數(shù)字和模擬信號布線區(qū)域的交界處。
2.5 放置所有的模擬器件：
a） 放置模擬電路元器件，包括DAA電路；
b） 模擬器件相互靠近且放置在PCB上包含TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信號走線的一面；
c） TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信號走線周圍避免放置高噪聲元器件；
d） 對於串行DTE模塊，DTE EIA/TIA-232-E
系列接口信號的接收/驅(qū)動器盡量靠近Connector并遠離高頻時鐘信號走線，以減少/避免每條線上增加的噪聲抑制器件，如阻流圈和電容等。
2.6 放置數(shù)字元器件及去耦電容：
a） 數(shù)字元器件集中放置以減少走線長度；
b） 在IC的電源/地間放置0.1uF的去耦電容，連接走線盡量短以減小EMI；
c） 對并行總線模塊，元器件緊靠
Connector邊緣放置，以符合應(yīng)用總線接口標準，如ISA總線走線長度限定在2.5in；
d） 對串行DTE模塊，接口電路靠近Connector；
e） 晶振電路盡量靠近其驅(qū)動器件。
2.7 各區(qū)域的地線，通常用0 Ohm電阻或bead在一點或多點相連。
3. 信號走線
3.1 Modem信號走線中，易產(chǎn)生噪聲的信號線和易受干擾的信號線盡量遠離，如無法避免時要用中性信號線隔離。
Modem易產(chǎn)生噪聲的信號引腳、中性信號引腳、易受干擾的信號引腳如下表所示：
MODEM信號線
RS-232C串行口信號分為三類：傳送信號、聯(lián)絡(luò)信號和地線
（1）傳送信號：指TXD（發(fā)送數(shù)據(jù)信號線）和RXD（接收數(shù)據(jù)信號線）。經(jīng)由TXD傳送和RXD接收的信息格式為：一個傳送單位（字節(jié)）由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位組成。
（2）聯(lián)絡(luò)信號：指RTS、CTS、DTR、DSR、DCD和RI六個信號，各自功能為：
RTS（請求傳送），是PC向MODEM發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號。高電平表示PC機請求向MODEM傳送數(shù)據(jù)
CTS（清除發(fā)送），是MODEM向PC機發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號。高電平表示MODEM響應(yīng)PC發(fā)出的RTS信號，且準備向遠程MODEM發(fā)送數(shù)據(jù)。
DTR（數(shù)據(jù)終端就緒），是PC向MODEM發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號。高電屏表示PC機處于就緒狀態(tài)，本地MODEM 和遠程MODEM之間可以建立通信信道。若為低電屏，則強迫MODEM終止通信。
DSR（數(shù)據(jù)裝置就緒），是MODEM向PC機發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號。它指出本地MODEM的工作狀態(tài)，高電平表示 MODEM沒有處于測試通話狀態(tài)，可以和遠程MODEM建立通道。
DCD（傳送檢測），是MODEM向PC發(fā)出的狀態(tài)信號。高電平表示本地DCE接收到遠程MODEM發(fā)來的載波信號。
RI（振鈴指示），是MODEM向PC發(fā)出的狀態(tài)信號。高電平表示本地MODEM收到遠程MODEM發(fā)來的振鈴信號。
（3）地線信號（GND），為相連的PC和MODEM提供同一電勢參考點。
56K高速Modem是1997年才開始上市的撥號高速調(diào)制解調(diào)器，它的傳輸速率之所以能有高于傳統(tǒng)電話線路上33.6Kbps的極限速率，是因為它采用了完全不同于33.6K的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，其工件原理和使用要求與33.6 K高速Modem相比也有一定的區(qū)別。
DTE與DCE之間的連接標準有CCITTV.10/X.26;
3.2 數(shù)字信號走線盡量放置在數(shù)字信號布線區(qū)域內(nèi)；
模擬信號走線盡量放置在模擬信號布線區(qū)域內(nèi)；
（可預(yù)先放置隔離走線加以限定，以防走線布出布線區(qū)域）
數(shù)字信號走線和模擬信號走線垂直以減小交叉耦合。
3.3 使用隔離走線（通常為地）將模擬信號走線限定在模擬信號布線區(qū)域。
a） 模擬區(qū)隔離地走線環(huán)繞模擬信號布線區(qū)域布在PCB板兩面，線寬50-100mil；
b） 數(shù)字區(qū)隔離地走線環(huán)繞數(shù)字信號布線區(qū)域布在PCB板兩面，線寬50-100mil，其中一面PCB板邊應(yīng)布200mil寬度。
3.4 并行總線接口信號走線線寬》10mil（一般為12-15mil），如/HCS、/HRD、/HWT、/RESET。
3.5 模擬信號走線線寬》10mil（一般為12-15mil），如MICM、MICV、SPKV、VC、VREF、TXA1、TXA2、RXA、TELIN、TELOUT。
3.6 所有其它信號走線盡量寬，線寬》5mil（一般為 10mil），元器件間走線盡量短（放置器件時應(yīng)預(yù)先考慮）。
3.7 旁路電容到相應(yīng)IC的走線線寬》25mil，并盡量避免使用過孔。
3.8 通過不同區(qū)域的信號線（如典型的低速控制/狀態(tài)信號）應(yīng)在一點（首選）或兩點通過隔離地線。如果走線只位於一面，隔離地線可走到PCB的另一面以跳過信號走線而保持連續(xù)。
3.9 高頻信號走線避免使用90度角彎轉(zhuǎn)，應(yīng)使用平滑圓弧或45度角。
3.10 高頻信號走線應(yīng)減少使用過孔連接。
3.11 所有信號走線遠離晶振電路。
3.12 對高頻信號走線應(yīng)采用單一連續(xù)走線，避免出現(xiàn)從一點延伸出幾段走線的情況。
3.13 DAA電路中，穿孔周圍（所有層面）留出至少60mil的空間。
3.14 清除地線環(huán)路，以防意外電流回饋影響電源。
4. 電源
4.1 確定電源連接關(guān)系。
4.2 數(shù)字信號布線區(qū)域中，用10uF電解電容或鉭電容與0.1uF瓷片電容并聯(lián)後接在電源/地之間。在PCB板電源入口端和最遠端各放置一處，以防電源尖峰脈沖引發(fā)的噪聲干擾。
4.3 對雙面板，在用電電路相同層面中，用兩邊線寬為 200mil的電源走線環(huán)繞該電路。（另一面須用數(shù)字地做相同處理）
4.4 一般地，先布電源走線，再布信號走線。
5. 地
5.1雙面板中，數(shù)字和模擬元器件（除DAA）周圍及下方未使用之區(qū)域用數(shù)字地或模擬地區(qū)域填充，各層面同類地區(qū)域連接在一起，不同層面同類地區(qū)域通過多個過孔相連：Modem DGND引腳接至數(shù)字地區(qū)域，AGND引腳接至模擬地區(qū)域;數(shù)字地區(qū)域和模擬地區(qū)域用一條直的空隙隔開。
5.2 四層板中，使用數(shù)字和模擬地區(qū)域覆蓋數(shù)字和模擬元器件（除DAA）；Modem DGND引腳接至數(shù)字地區(qū)域，AGND引腳接至模擬地區(qū)域;數(shù)字地區(qū)域和模擬地區(qū)域用一條直的空隙隔開。
5.3 如設(shè)計中須EMI過濾器，應(yīng)在接口插座端預(yù)留一定空間，絕大多數(shù)EMI器件（Bead/電容）均可放置在該區(qū)域;未使用之區(qū)域用地區(qū)域填充，如有屏蔽外殼也須與之相連。
5.4 每個功能模塊電源應(yīng)分開。功能模塊可分為：并行總線接口、顯示、數(shù)字電路（SRAM、EPROM、Modem）和DAA等，每個功能模塊的電源/地只能在電源/地的源點相連。
5.5 對串行DTE模塊，使用去耦電容減少電源耦合，對電話線也可做相同處理。
5.6 地線通過一點相連，如可能，使用Bead；如抑制EMI需要，允許地線在其它地方相連。
5.7 所有地線走線盡量寬，25-50mil。 。
5.8 所有IC電源/地間的電容走線盡量短，并不要使用過孔。
6. 晶振電路
6.1 所有連到晶振輸入/輸出端（如XTLI、XTLO）的走線盡量短，以減少噪聲干擾及分布電容對Crystal的影響。XTLO走線盡量短，且彎轉(zhuǎn)角度不小於45度。（因XTLO連接至上升時間快，大電流之驅(qū)動器）
6.2 雙面板中沒有地線層，晶振電容地線應(yīng)使用盡量寬的短線連接至器件上離晶振最近的DGND引腳，且盡量減少過孔。
6.3 如可能，晶振外殼接地。
6.4 在XTLO引腳與晶振/電容節(jié)點處接一個100 Ohm電阻。
6.5 晶振電容的地直接連接至 Modem的GND引腳，不要使用地線區(qū)域或地線走線來連接電容和Modem的GND引腳。
7. 使用EIA/TIA-232接口的獨立Modem設(shè)計
7.1 使用金屬外殼。 如果須用塑料外殼，應(yīng)在內(nèi)部貼金屬箔片或噴導(dǎo)電物質(zhì)以減小EMI。
7.2 各電源線上放置相同模式的Choke。
7.3 元器件放置在一起并緊靠EIA/TIA-232接口的Connector。
7.4 所有EIA/TIA-232器件從電源源點單獨連接電源/地。電源/地的源點應(yīng)為板上電源輸入端或調(diào)壓芯片的輸出端。
7.5 EIA/TIA-232電纜信號地接至數(shù)字地。
針對模擬信號，再作一些詳細說明：
模擬電路的設(shè)計是工程師們最頭疼、但也是最致命的設(shè)計部分，盡管目前數(shù)字電路、大規(guī)模集成電路的發(fā)展非常迅猛，但是模擬電路的設(shè)計仍是不可避免的，有時也是數(shù)字電路無法取代的，例如 RF 射頻電路的設(shè)計！這里將模擬電路設(shè)計中應(yīng)該注意的問題總結(jié)如下，有些純屬經(jīng)驗之談，還望大家多多補充、多多批評指正！
（1）為了獲得具有良好穩(wěn)定性的反饋電路，通常要求在反饋環(huán)外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩沖。
（2）積分反饋電路通常需要一個小電阻（約 560 歐）與每個大于 10pF 的積分電容串聯(lián)。
（3）在反饋環(huán)外不要使用主動電路進行濾波或控制 EMC 的 RF 帶寬，而只能使用被動元件（最好為 RC 電路）。僅僅在運放的開環(huán)增益比閉環(huán)增益大的頻率下，積分反饋方法才有效。在更高的頻率下，積分電路不能控制頻率響應(yīng)。
（4）為了獲得一個穩(wěn)定的線性電路，所有連接必須使用被動濾波器或其他抑制方法（如光電隔離）進行保護。
（5）使用 EMC 濾波器，并且與 IC 相關(guān)的濾波器都應(yīng)該和本地的 0V 參考平面連接。
（6）在外部電纜的連接處應(yīng)該放置輸入輸出濾波器，任何在沒有屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的導(dǎo)線連接處都需要濾波，因為存在天線效應(yīng)。另外，在具有數(shù)字信號處理或開關(guān)模式的變換器的屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的導(dǎo)線連接處也需要濾波。
（7）在模擬 IC 的電源和地參考引腳需要高質(zhì)量的 RF 去耦，這一點與數(shù)字 IC 一樣。但是模擬 IC 通常需要低頻的電源去耦，因為模擬元件的電源噪聲抑制比（PSRR）在高于 1KHz 后增加很少。在每個運放、比較器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的模擬電源走線上都應(yīng)該使用 RC 或 LC 濾波。電源濾波器的拐角頻率應(yīng)該對器件的 PSRR 拐角頻率和斜率進行補償，從而在整個工作頻率范圍內(nèi)獲得所期望的 PSRR 。2 p% U- S; y3 a8 f
（8）對于高速模擬信號，根據(jù)其連接長度和通信的最高頻率，傳輸線技術(shù)是必需的。即使是低頻信號，使用傳輸線技術(shù)也可以改善其抗干擾性，但是沒有正確匹配的傳輸線將會產(chǎn)生天線效應(yīng)。
（9）避免使用高阻抗的輸入或輸出，它們對于電場是非常敏感的。
（10）由于大部分的輻射是由共模電壓和電流產(chǎn)生的，并且因為大部分環(huán)境的電磁干擾都是共模問題產(chǎn)生的，因此在模擬電路中使用平衡的發(fā)送和接收（差分模式）技術(shù)將具有很好的 EMC 效果，而且可以減少串?dāng)_。平衡電路（差分電路）驅(qū)動不會使用 0V 參考系統(tǒng)作為返回電流回路，因此可以避免大的電流環(huán)路，從而減少 RF 輻射。
（11）比較器必須具有滯后（正反饋），以防止因為噪聲和干擾而產(chǎn)生的錯誤的輸出變換，也可以防止在斷路點產(chǎn)生振蕩。不要使用比需要速度更快的比較器（將 dV/dt 保持在滿足要求的范圍內(nèi)，盡可能低）。
（12）有些模擬 IC 本身對射頻場特別敏感，因此常常需要使用一個安裝在 PCB 上，并且與 PCB 的地平面相連接的小金屬屏蔽盒，對這樣的模擬元件進行屏蔽。注意，要保證其散熱條件。
CPLD是Complex PLD的簡稱，顧名思義，其是一種較PLD為復(fù)雜的邏輯元件。CPLD是一種整合性較高的邏輯元件。由于具有高整合性的特點，故其有性能提升，可靠度增加，PCB面積減少及成本下降等優(yōu)點。CPLD元件，基本上是由許多個邏輯方塊（Logic Blocks）所組合而成的。而各個邏輯方塊均相似于一個簡單的PLD元件（如22V10）。邏輯方塊間的相互關(guān)系則由可變成的連線架構(gòu)，將整個邏輯電路合成而成。
常見的CPLD元件有Altera公司的Max5000及Max7000系列。Cypress的Max340及Flash370系列等，一般來說CPLD元件的可邏輯閘數(shù)（gate count）約在1000~7000 Gate 之間。
工商網(wǎng)監(jiān)
評論