《电子产品常用元件标识及材料基础》.ppt

元件布局纲要 考虑整体美观：一个产品的成功与否，一是要注重内在质量，二是兼顾整体的美观，两者都较完美才能认为该产品是成功的 一个PCB板上，元件的布局要求均衡，疏密有序，不能头重脚轻 元件放置顺序：首先放置与结构紧密相关或位置固定元件，再放特殊元件，最后放小元件 强弱电分离、高低频分离、数模分离（包括空间的和连接两层意思）。 功率分布、热分布合理 元件布局检查 印制板尺寸是否正确，能否与结构配合，是否符合PCB制造工艺要求 元件在二维、三维空间上有无冲突 元件布局是否疏密有序，排列整齐 需经常更换的元件能否方便的更换 热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离 调整可调元件是否方便 信号流程是否顺畅且互连最短 插头、插座与结构设计是否矛盾 线路的干扰问题是否有所考虑。 在需要散热的地方，空气是否通畅，是否需加散热器 电源去耦电容作用基理 电源线也是导线，导线具有的阻抗会影响能量的传送，电路中电流是脉动的，所以电抗的影响变得不可忽视。 电感和导线的长度成正比，因此走线的长度决定了总的电感和电流流动的环路。这个环路能够而且很可能会辐射电磁干扰(EMI)。 在芯片的旁边放置一个小电容，能让电源到芯片Vcc管脚之间的走线长度最小，从而减少环路面积。这既减少由导线电感引起的电压降问题，也减小了回路环路。 总结：去耦电容的使用不但减小了电源和芯片之间的导线电感，还减小了高频电流流动的环路面积以及相应的EMI。 电源去耦电容设计 容量选择：去耦电容为PCB上的芯片提供“高频”电流，而电源提供“低频”电流。公式：C=I/(dV/dt) 。与芯片所需电流成正比，与信号上升时间（频率）成反比，一般给104（10M以下），103（10~50M），102（50M以上） 位置选择：需要放置在能够最小化电容和芯片间走线电感的地方，建议靠近芯片电源引脚放置，且要连接到芯片本级地。 电源去耦电容设计示例 VCC VCC VCC GND GND GND 去耦电容 去耦电容 哪一种接法正确 电容的贮能作用 在电路设计过程中，往往会遇到大功率开关型器件（如扫描显示驱动板中行管），其具有脉动性和电流大的特性，处理不好会影响整个电路工作性能 处理办法：在脉冲电流需求大的地方放置大容量电容可以达到及时补充能量和减小电流波动影响环路的作用 电源设计目标 通常在交流分析中，电源地之间的输入阻抗是用来衡量电源供电系统特性的一个重要的观测量。对这个观测量的确定在直流分析中则演变成为IR压降的计算。 一个低阻的电源供电系统(从直流到交流)是获得低电压波动的关键 减少电感作用，增加电容作用，消除或降低谐振峰 电压波动计算 开关电流和电源寄生的高频电压噪声计算公式 ????? （ΔV是在器件处观测到的电压波动，ΔI是开关电流。Z是在器件处观测到的整个电源供电系统电源与地之间的输入阻抗） Z 器件 辐射与谐振 在频率较低，信号波长远远大于平板尺寸时，电源板层与地板的确构成了一个电容。 当频率升高时，电源板层的特性开始变得复杂。电源与地之间的噪声，或与之对应的电磁场遵循传输线原理在板之间传播。当噪声信号传播到平板的边缘时，一部分高频能量会辐射出去，但更大一部分能量会反射回去。来自平板不同边界的多重反射构成了PCB中的谐振现象。 电源设计准则 为了降低电源供电系统的阻抗，应遵循以下一些设计准则： 1. 降低电源和地板层（线）之间的间距； 2. 尽量加宽电源、地线宽度或增大平板的尺寸； 3. 提高填充介质的介电常数； 4. 采用多对电源和地板层。 5. 在数字电路中推荐电源线采用树形设计 由于制造或一些其他的设计考虑，设计工程师还需要用一些较为灵活的有效的方法来改变电源供电系统的阻抗。为了减小阻抗并且消除那些谐振峰，在PCB上放置分立的去耦电容便成为常用的方法 地线的实质 定义1:地线（指信号地）是作为电路电位基准点的等电位体。这个定义是不符合实际情况的。实际地线上的电位并不是恒定的。 定义2:信号流回源的低阻抗路径。这个定义中突出了地线中电流的流动。 因为地线的阻抗总不会是零，当一个电流通过有限阻抗时，就会产生电压降。在实际电路中，造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号，脉冲信号包含丰富的高频成分，因此会在地线上产生较大的电压降。这种电位差完全可能造成电路的误动作 。 我们应该将地线上的电位想象成像大海中的波浪一样，此起彼伏。 地环路干扰成因 两个设备的地电位不同,形成地电压,在这个电压的驱动下,“设备1-互联电缆-设备2- 地”形成的环路之间有电流流动或由于电磁场感应出环路电流。 由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成干扰。地线上的电压是由于其他功率较大的设备也用这段地线,在