PCB设计中PCB布线的八个经典问答
1、 问:小信号电路中短铜线的电阻一定不重要吧?
答:如果印刷电路板的导电胶带做得更宽,增益误差就会减小。 一般来说,在模拟电路中使用宽的导电胶带比较好,但许多PCB设计者(和PCB设计程序)更喜欢使用最小宽度的导电胶带,以方便信号线的布局。总之,计算导电胶带的电阻并分析其在所有可能出现的问题中的作用是非常重要的。
2、 问:前面介绍过简单电阻的问题。确实,肯定有一些电阻,而且它们的性能完全符合我们的预期。一段电线的电阻是多少?
答:情况有所不同。PCB 中充当电线的一段电线或一段导电胶带。由于室温超导体尚未发明,任何一段金属丝都充当低阻电阻(也充当电容器和电感器),因此必须考虑其对电路的影响。
3、 问:过宽的导电胶带与印刷电路板背面的金属层形成的电容是否有问题?
答:这个问题很小。尽管印刷电路板导电胶带形成的电容很重要,但始终应首先对其进行估计。 如果不存在上述情况,即使较宽的导电带形成较大的电容,也不会产生问题。 如果出现问题,可以去掉一小块接地平面的面积,以减少对地电容。
4、 问:什么是地平面?
答:如果用印刷电路板整面(或多层印刷电路板的整个夹层)的铜箔来接地,那么这就是我们所说的接地面。 任何地线的布局都应使其具有尽可能最小的电阻和电感。 如果系统使用接地层,则不太可能受到接地噪声的影响。 接地面具有屏蔽和散热的作用。
5、问:这里说的接地面对于厂家来说是很困难的吧?
答:二十年前,这方面存在一些问题。 如今,由于印刷电路板中粘结剂、阻焊剂和波峰焊技术的改进,接地层的制造已成为印刷电路板的常规操作。
6、 问:使用接地层的系统不太可能受到接地噪声的影响。 我们能做些什么来解决遗留的地面噪音问题呢?
答:虽然有接地层,但其电阻和电感不为零。 如果外部电流源足够强,就会影响信号的精确度。 通过合理布置印刷电路板,使大电流不能流到影响精密信号产生的接地电压的区域,可以最大限度地减少这个问题。 有时,接地平面的折断或切开可以改变来自敏感区域的大接地电流的流向,但强行改变接地平面也可以使信号旁路进入敏感区域,因此必须谨慎使用此类技术。
7、 问:如何知道接地层产生的压降?
答:通常可以测量电压降,但有时可以根据接地面材料的电阻和电流通过的导电带的长度来计算,但计算可能会比较复杂。 仪表放大器可用于直流至低频(50kHz)的电压。 如果放大器的地与其电源分开,则示波器必须连接到所使用的电源电路的电源地。接地平面上任意两点之间的电阻可以通过在这两点上添加探头来测量。 放大器增益和示波器灵敏度的结合可以使测量灵敏度达到5μV/div。放大器的噪声会使示波器波形曲线的宽度增加约3μ5。但是,仍然可以使测量 分辨率达到1μV左右的水平,足以区分大部分接地噪声,置信度可达80%。
8、 问:如何测量高频接地噪声?
答:用合适的宽带仪表放大器很难测量高频接地噪声,因此宜使用高频和VHF无源探头。 它由铁氧体磁环(外径6~8mm)组成。 磁环上有两个线圈,每个线圈6~10匝。 构成高频隔离变压器,一个线圈连接到频谱分析仪的输入端,另一个线圈连接到探头。 测试方法与低频情况类似,但频谱分析仪采用幅频特性曲线来表示噪声。 这与时域特性不同。 根据噪声源的频率特性可以很容易地区分噪声源。 另外,频谱分析仪的灵敏度至少比宽带示波器高60dB。
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