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第一篇 DSP系統(tǒng)的降噪技術(shù)
隨著高速DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）和外設(shè)的出現(xiàn)，新產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員面臨著電磁干擾（EMI）日益嚴(yán)重的威脅。早期，把發(fā)射和干擾問題稱之為EMI或RFI（射頻干擾）。現(xiàn)在用更確定的詞“干擾兼容性”替代。電磁兼容性（EMC）包含系統(tǒng)的發(fā)射和敏感度兩方面的問題。假若干擾不能完全消除，但也要使干擾減少到最小。如果一個(gè)DSP系統(tǒng)符合下面三個(gè)條件，則該系統(tǒng)是電磁兼容的。
1． 對(duì)其它系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾。
2． 對(duì)其它系統(tǒng)的發(fā)射不敏感。
3． 對(duì)系統(tǒng)本身不產(chǎn)生干擾。
干擾定義
當(dāng)干擾的能量使接收器處在不希望的狀態(tài)時(shí)引起干擾。干擾的產(chǎn)生不是直接的（通過導(dǎo)體、公共阻抗耦合等）就是間接的（通過串?dāng)_或輻射耦合）。電磁干擾的產(chǎn)生是通過導(dǎo)體和通過輻射。很多電磁發(fā)射源，如光照、繼電器、DC電機(jī)和日光燈都可引起干擾。AC電源線、互連電纜、金屬電纜和子系統(tǒng)的內(nèi)部電路也都可能產(chǎn)生輻射或接收到不希望的信號(hào)。在高速數(shù)字電路中，時(shí)鐘電路通常是寬帶噪聲的最大產(chǎn)生源。在快速DSP中，這些電路可產(chǎn)生高達(dá)300MHz的諧波失真，在系統(tǒng)中應(yīng)該把它們?nèi)サ簟Ｔ跀?shù)字電路中，最容易受影響的是復(fù)位線、中斷線和控制線。
傳導(dǎo)性EMI
一種最明顯而往往被忽略的能引起電路中噪聲的路徑是經(jīng)過導(dǎo)體。一條穿過噪聲環(huán)境的導(dǎo)線可檢拾噪聲并把噪聲送到另外電路引起干擾。設(shè)計(jì)人員必須避免導(dǎo)線撿拾噪聲和在噪聲產(chǎn)生引起干擾前，用去耦辦法除去噪聲。最普通的例子是噪聲通過電源線進(jìn)入電路。若電源本身或連接到電源的其它電路是干擾源，則在電源線進(jìn)入電路之前必須對(duì)其去耦。
共阻抗耦合
當(dāng)來自兩個(gè)不同電路的電流流經(jīng)一個(gè)公共阻抗時(shí)就會(huì)產(chǎn)生共阻抗耦合。阻抗上的壓降由兩個(gè)電路決定。來自兩個(gè)電路的地電流流經(jīng)共地阻抗。電路1的地電位被地電流2調(diào)制。噪聲信號(hào)或DC補(bǔ)償經(jīng)共地阻抗從電路2耦合到電路1。
輻射耦合
經(jīng)輻射的耦合通稱串?dāng)_，串?dāng)_發(fā)生在電流流經(jīng)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，而電磁場(chǎng)在鄰近的導(dǎo)體中感應(yīng)瞬態(tài)電流。
輻射發(fā)射
輻射發(fā)射有兩種基本類型：差分模式（DM）和共模（CM）。共模輻射或單極天線輻射是由無意的壓降引起的，它使電路中所有地連接抬高到系統(tǒng)地電位之上。就電場(chǎng)大小而言，CM輻射是比DM輻射更為嚴(yán)重的問題。為使CM輻射最小，必須用切合實(shí)際的設(shè)計(jì)使共模電流降到零。
影響EMC的因數(shù)
電壓——電源電壓越高，意味著電壓振幅越大而發(fā)射就更多，而低電源電壓影響敏感度。
頻率——高頻產(chǎn)生更多的發(fā)射，周期性信號(hào)產(chǎn)生更多的發(fā)射。在高頻數(shù)字系統(tǒng)中，當(dāng)器件開關(guān)時(shí)產(chǎn)生電流尖峰信號(hào)；在模擬系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)產(chǎn)生電流尖峰信號(hào)。
接地——對(duì)于電路設(shè)計(jì)沒有比可靠和完美的電源系統(tǒng)更重要的事情。在所有EMC問題中，主要問題是不適當(dāng)?shù)慕拥匾鸬摹Ｓ腥N信號(hào)接地方法：?jiǎn)吸c(diǎn)、多點(diǎn)和混合。在頻率低于1MHz時(shí)可采用單點(diǎn)接地方法，但不適于高頻。在高頻應(yīng)用中，最好采用多點(diǎn)接地。混合接地是低頻用單點(diǎn)接地而高頻用多點(diǎn)接地的方法。地線布局是關(guān)鍵的。高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的地回路絕對(duì)不能混合。
PCB設(shè)計(jì)——適當(dāng)?shù)挠∷㈦娐钒澹?a target="_blank">PCB）布線對(duì)防止EMI是至關(guān)重要的。
電源去耦——當(dāng)器件開關(guān)時(shí)，在電源線上會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)電流，必須衰減和濾掉這些瞬態(tài)電流來自高di/dt源的瞬態(tài)電流導(dǎo)致地和線跡“發(fā)射”電壓。高di/dt產(chǎn)生大范圍高頻電流，激勵(lì)部件和纜線輻射。流經(jīng)導(dǎo)線的電流變化和電感會(huì)導(dǎo)致壓降，減小電感或電流隨時(shí)間的變化可使該壓降最小。
降低噪聲的技術(shù)
防止干擾有三種方法：
1． 抑制源發(fā)射。
2． 使耦合通路盡可能地?zé)o效。
3． 使接收器對(duì)發(fā)射的敏感度盡量小。
下面介紹板級(jí)降噪技術(shù)。板級(jí)降噪技術(shù)包括板結(jié)構(gòu)、線路安排和濾波。
板結(jié)構(gòu)降噪技術(shù)包括：
* 采用地和電源平板
* 平板面積要大，以便為電源去耦提供低阻抗
* 使表面導(dǎo)體最少
* 采用窄線條（4到8密耳）以增加高頻阻尼和降低電容耦合
* 分開數(shù)字、模擬、接收器、發(fā)送器地/電源線
* 根據(jù)頻率和類型分隔PCB上的電路
* 不要切痕PCB，切痕附近的線跡可能導(dǎo)致不希望的環(huán)路
* 采用多層板密封電源和地板層之間的線跡
* 避免大的開環(huán)板層結(jié)構(gòu)
* PCB聯(lián)接器接機(jī)殼地，這為防止電路邊界處的輻射提供屏蔽
* 采用多點(diǎn)接地使高頻地阻抗低
* 保持地引腳短于波長(zhǎng)的1/20,以防止輻射和保證低阻抗線路安排降噪技術(shù)包括用45。而不是90。線跡轉(zhuǎn)向，90。轉(zhuǎn)向會(huì)增加電容并導(dǎo)致傳輸線特性阻抗變化
* 保持相鄰激勵(lì)線跡之間的間距大于線跡的寬度以使串?dāng)_最小
* 時(shí)鐘信號(hào)環(huán)路面積應(yīng)盡量小
* 高速線路和時(shí)鐘信號(hào)線要短和直接連接
* 敏感的線跡不要與傳輸高電流快速開關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)的線跡并行
* 不要有浮空數(shù)字輸入，以防止不必要的開關(guān)轉(zhuǎn)換和噪聲產(chǎn)生
* 避免在晶振和其它固有噪聲電路下面有供電線跡
* 相應(yīng)的電源、地、信號(hào)和回路線跡要平行以消除噪聲
* 保持時(shí)鐘線、總線和片使能與輸入/輸出線和連接器分隔
* 路線時(shí)鐘信號(hào)正交I/O信號(hào)
* 為使串?dāng)_最小，線跡用直角交叉和散置地線
* 保護(hù)關(guān)鍵線跡（用4密耳到8密耳線跡以使電感最小，路線緊靠地板層，板層之間夾層結(jié)構(gòu)，保護(hù)夾層的每一邊都有地）
濾波技術(shù)包括：
* 對(duì)電源線和所有進(jìn)入PCB的信號(hào)進(jìn)行濾波
* 在IC的每一個(gè)點(diǎn)原引腳用高頻低電感陶瓷電容（14MHz用0.1UF，超過15MHz用0.01UF）進(jìn)行去耦
* 旁路模擬電路的所有電源供電和基準(zhǔn)電壓引腳
* 旁路快速開關(guān)器件
* 在器件引線處對(duì)電源/地去耦
* 用多級(jí)濾波來衰減多頻段電源噪聲
其它降噪設(shè)計(jì)技術(shù)有：
* 把晶振安裝嵌入到板上并接地
* 在適當(dāng)?shù)牡胤郊悠帘?br>* 用串聯(lián)終端使諧振和傳輸反射最小，負(fù)載和線之間的阻抗失配會(huì)導(dǎo)致信號(hào)部分反射，反射包括瞬時(shí)擾動(dòng)和過沖，這會(huì)產(chǎn)生很大的EMI
* 安排鄰近地線緊靠信號(hào)線以便更有效地阻止出現(xiàn)電場(chǎng)
* 把去耦線驅(qū)動(dòng)器和接收器適當(dāng)?shù)胤胖迷诰o靠實(shí)際的I/O接口處，這可降低到PCB其它電路的耦合，并使輻射和敏感度降低
* 對(duì)有干擾的引線進(jìn)行屏蔽和絞在一起以消除PCB上的相互耦合
* 在感性負(fù)載上用箝位二極管
EMC是DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要考慮的重要問題，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕翟爰夹g(shù)使DSP系統(tǒng)符合EMC要求
第二篇 PowerPCB在印制電路板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技術(shù)
作者 :中國(guó)船舶工業(yè)總公司第七0七研究所 谷健
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)耐伺弘娙荨Ｍ伺弘娙莸囊话闩渲迷瓌t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。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)椋砻尜N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說的。可以用PowerPCB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，更加方便快捷地繪制出滿意的印制板
第三篇 PCB互連設(shè)計(jì)過程中最大程度降低RF效應(yīng)的基本方法
電路板系統(tǒng)的互連包括：芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部器件之間的三類互連。在RF設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁特性是工程設(shè)計(jì)面臨的主要問題之一，本文介紹上述三類互連設(shè)計(jì)的各種技巧，內(nèi)容涉及器件安裝方法、布線的隔離以及減少引線電感的措施等等。
目前有跡象表明，印刷電路板設(shè)計(jì)的頻率越來越高。隨著數(shù)據(jù)速率的不斷增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)傳送所要求的帶寬也促使信號(hào)頻率上限達(dá)到1GHz，甚至更高。這種高頻信號(hào)技術(shù)雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出毫米波技術(shù)范圍(30GHz)，但的確也涉及RF和低端微波技術(shù)。
RF工程設(shè)計(jì)方法必須能夠處理在較高頻段處通常會(huì)產(chǎn)生的較強(qiáng)電磁場(chǎng)效應(yīng)。這些電磁場(chǎng)能在相鄰信號(hào)線或PCB線上感生信號(hào)，導(dǎo)致令人討厭的串?dāng)_(干擾及總噪聲)，并且會(huì)損害系統(tǒng)性能。回?fù)p主要是由阻抗失配造成，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的影響如加性噪聲和干擾產(chǎn)生的影響一樣。
高回?fù)p有兩種負(fù)面效應(yīng)：1. 信號(hào)反射回信號(hào)源會(huì)增加系統(tǒng)噪聲，使接收機(jī)更加難以將噪聲和信號(hào)區(qū)分開來；2. 任何反射信號(hào)基本上都會(huì)使信號(hào)質(zhì)量降低，因?yàn)檩斎胄盘?hào)的形狀出現(xiàn)了變化。
盡管由于數(shù)字系統(tǒng)只處理1和0信號(hào)并具有非常好的容錯(cuò)性，但是高速脈沖上升時(shí)產(chǎn)生的諧波會(huì)導(dǎo)致頻率越高信號(hào)越弱。盡管前向糾錯(cuò)技術(shù)可以消除一些負(fù)面效應(yīng)，但是系統(tǒng)的部分帶寬用于傳輸冗余數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)性能的降低。一個(gè)較好的解決方案是讓RF效應(yīng)有助于而非有損于信號(hào)的完整性。建議數(shù)字系統(tǒng)最高頻率處(通常是較差數(shù)據(jù)點(diǎn))的回?fù)p總值為-25dB，相當(dāng)于VSWR為1.1。
PCB設(shè)計(jì)的目標(biāo)是更小、更快和成本更低。對(duì)于RF PCB而言，高速信號(hào)有時(shí)會(huì)限制PCB設(shè)計(jì)的小型化。目前，解決串?dāng)_問題的主要方法是進(jìn)行接地層管理，在布線之間進(jìn)行間隔和降低引線電感(stud capacitance)。降低回?fù)p的主要方法是進(jìn)行阻抗匹配。此方法包括對(duì)絕緣材料的有效管理以及對(duì)有源信號(hào)線和地線進(jìn)行隔離，尤其在狀態(tài)發(fā)生跳變的信號(hào)線和地之間更要進(jìn)行間隔。
由于互連點(diǎn)是電路鏈上最為薄弱的環(huán)節(jié)，在RF設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁性質(zhì)是工程設(shè)計(jì)面臨的主要問題，要考察每個(gè)互連點(diǎn)并解決存在的問題。電路板系統(tǒng)的互連包括芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部裝置之間信號(hào)輸入/輸出等三類互連。
一、芯片到PCB板間的互連
Pentium IV以及包含大量輸入/輸出互連點(diǎn)的高速芯片已經(jīng)面世。就芯片本身而言，其性能可靠，并且處理速率已經(jīng)能夠達(dá)到1GHz。在最近GHz互連研討會(huì)(www.az.ww .com)上，最令人激動(dòng)之處在于：處理I/O數(shù)量和頻率不斷增長(zhǎng)問題的方法已經(jīng)廣為人知。芯片與PCB互連的最主要問題是互連密度太高會(huì)導(dǎo)致PCB材料的基本結(jié)構(gòu)成為限制互連密度增長(zhǎng)的因素。會(huì)議上提出了一個(gè)創(chuàng)新的解決方案，即采用芯片內(nèi)部的本地?zé)o線發(fā)射器將數(shù)據(jù)傳送到鄰近的電路板上。
無論此方案是否有效，與會(huì)人員都非常清楚：就高頻應(yīng)用而言，IC設(shè)計(jì)技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于PCB設(shè)計(jì)技術(shù)。
二、PCB板內(nèi)互連
進(jìn)行高頻PCB設(shè)計(jì)的技巧和方法如下：
1. 傳輸線拐角要采用45°角，以降低回?fù)p(圖1)；
2. 要采用絕緣常數(shù)值按層次嚴(yán)格受控的高性能絕緣電路板。這種方法有利于對(duì)絕緣材料與鄰近布線之間的電磁場(chǎng)進(jìn)行有效管理。
3. 要完善有關(guān)高精度蝕刻的PCB設(shè)計(jì)規(guī)范。要考慮規(guī)定線寬總誤差為+/-0.0007英寸、對(duì)布線形狀的下切(undercut)和橫斷面進(jìn)行管理并指定布線側(cè)壁電鍍條件。對(duì)布線(導(dǎo)線)幾何形狀和涂層表面進(jìn)行總體管理，對(duì)解決與微波頻率相關(guān)的趨膚效應(yīng)問題及實(shí)現(xiàn)這些規(guī)范相當(dāng)重要。
4. 突出引線存在抽頭電感，要避免使用有引線的組件。高頻環(huán)境下，最好使用表面安裝組件。
5. 對(duì)信號(hào)過孔而言，要避免在敏感板上使用過孔加工(pth)工藝，因?yàn)樵摴に嚂?huì)導(dǎo)致過孔處產(chǎn)生引線電感。如一個(gè)20層板上的一個(gè)過孔用于連接1至3層時(shí)，引線電感可影響4到19層。
6. 要提供豐富的接地層。要采用模壓孔將這些接地層連接起來防止3維電磁場(chǎng)對(duì)電路板的影響。
7. 要選擇非電解鍍鎳或浸鍍金工藝，不要采用HASL法進(jìn)行電鍍。這種電鍍表面能為高頻電流提供更好的趨膚效應(yīng)(圖2)。此外，這種高可焊涂層所需引線較少，有助于減少環(huán)境污染。
8. 阻焊層可防止焊錫膏的流動(dòng)。但是，由于厚度不確定性和絕緣性能的未知性，整個(gè)板表面都覆蓋阻焊材料將會(huì)導(dǎo)致微帶設(shè)計(jì)中的電磁能量的較大變化。一般采用焊壩(solder dam)來作阻焊層。
如果你不熟悉這些方法，可向曾從事過軍用微波電路板設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)工程師咨詢。你還可同他們討論一下你所能承受的價(jià)格范圍。例如，采用背面覆銅共面(copper-backed coplanar)微帶設(shè)計(jì)比帶狀線設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)，你可就此同他們進(jìn)行討論以便得到更好的建議。優(yōu)秀的工程師可能不習(xí)慣考慮成本問題，但是其建議也是相當(dāng)有幫助的?，F(xiàn)在要盡量對(duì)那些不熟悉RF效應(yīng)、缺乏處理RF效應(yīng)經(jīng)驗(yàn)的年輕工程師進(jìn)行培養(yǎng)，這將會(huì)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工作。
此外，還可以采用其他解決方案，如改進(jìn)計(jì)算機(jī)型，使之具備RF效應(yīng)處理能力。
三、PCB與外部裝置互連
現(xiàn)在可以認(rèn)為我們解決了板上以及各個(gè)分立組件互連上的所有信號(hào)管理問題。那么怎么解決從電路板到連接遠(yuǎn)端器件導(dǎo)線的信號(hào)輸入/輸出問題呢？同軸電纜技術(shù)的創(chuàng)新者Trompeter Electronics公司正致力于解決這個(gè)問題，并已經(jīng)取得一些重要進(jìn)展(圖3)。 另外，看一下圖4中給出的電磁場(chǎng)。這種情況下，我們管理著微帶到同軸電纜之間的轉(zhuǎn)換。在同軸電纜中，地線層是環(huán)形交織的，并且間隔均勻。在微帶中，接地層在有源線之下。這就引入了某些邊緣效應(yīng)，需在設(shè)計(jì)時(shí)了解、預(yù)測(cè)并加以考慮。當(dāng)然，這種不匹配也會(huì)導(dǎo)致回?fù)p，必須最大程度減小這種不匹配以避免產(chǎn)生噪音和信號(hào)干擾。
電路板內(nèi)阻抗問題的管理并不是一個(gè)可以忽略的設(shè)計(jì)問題。阻抗從電路板表層開始，然后通過一個(gè)焊點(diǎn)到接頭，最后終結(jié)于同軸電纜處。由于阻抗隨頻率變化，頻率越高，阻抗管理越難。在寬帶上采用更高頻率來傳輸信號(hào)的問題看來是設(shè)計(jì)中面臨的主要問題。
本文總結(jié)
PCB平臺(tái)技術(shù)需要不斷改進(jìn)以達(dá)到集成電路設(shè)計(jì)人員的要求。PCB設(shè)計(jì)中高頻信號(hào)的管理以及PCB電路板上信號(hào)輸入/輸出的管理都需要不斷的改進(jìn)。無論以后會(huì)發(fā)生什么令人激動(dòng)的創(chuàng)新，我都認(rèn)為帶寬將會(huì)越來越高，而采用高頻信號(hào)技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)這種帶寬不斷增長(zhǎng)的前提
隨著高速DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）和外設(shè)的出現(xiàn)，新產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員面臨著電磁干擾（EMI）日益嚴(yán)重的威脅。早期，把發(fā)射和干擾問題稱之為EMI或RFI（射頻干擾）。現(xiàn)在用更確定的詞“干擾兼容性”替代。電磁兼容性（EMC）包含系統(tǒng)的發(fā)射和敏感度兩方面的問題。假若干擾不能完全消除，但也要使干擾減少到最小。如果一個(gè)DSP系統(tǒng)符合下面三個(gè)條件，則該系統(tǒng)是電磁兼容的。
1． 對(duì)其它系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾。
2． 對(duì)其它系統(tǒng)的發(fā)射不敏感。
3． 對(duì)系統(tǒng)本身不產(chǎn)生干擾。
干擾定義
當(dāng)干擾的能量使接收器處在不希望的狀態(tài)時(shí)引起干擾。干擾的產(chǎn)生不是直接的（通過導(dǎo)體、公共阻抗耦合等）就是間接的（通過串?dāng)_或輻射耦合）。電磁干擾的產(chǎn)生是通過導(dǎo)體和通過輻射。很多電磁發(fā)射源，如光照、繼電器、DC電機(jī)和日光燈都可引起干擾。AC電源線、互連電纜、金屬電纜和子系統(tǒng)的內(nèi)部電路也都可能產(chǎn)生輻射或接收到不希望的信號(hào)。在高速數(shù)字電路中，時(shí)鐘電路通常是寬帶噪聲的最大產(chǎn)生源。在快速DSP中，這些電路可產(chǎn)生高達(dá)300MHz的諧波失真，在系統(tǒng)中應(yīng)該把它們?nèi)サ簟Ｔ跀?shù)字電路中，最容易受影響的是復(fù)位線、中斷線和控制線。
傳導(dǎo)性EMI
一種最明顯而往往被忽略的能引起電路中噪聲的路徑是經(jīng)過導(dǎo)體。一條穿過噪聲環(huán)境的導(dǎo)線可檢拾噪聲并把噪聲送到另外電路引起干擾。設(shè)計(jì)人員必須避免導(dǎo)線撿拾噪聲和在噪聲產(chǎn)生引起干擾前，用去耦辦法除去噪聲。最普通的例子是噪聲通過電源線進(jìn)入電路。若電源本身或連接到電源的其它電路是干擾源，則在電源線進(jìn)入電路之前必須對(duì)其去耦。
共阻抗耦合
當(dāng)來自兩個(gè)不同電路的電流流經(jīng)一個(gè)公共阻抗時(shí)就會(huì)產(chǎn)生共阻抗耦合。阻抗上的壓降由兩個(gè)電路決定。來自兩個(gè)電路的地電流流經(jīng)共地阻抗。電路1的地電位被地電流2調(diào)制。噪聲信號(hào)或DC補(bǔ)償經(jīng)共地阻抗從電路2耦合到電路1。
輻射耦合
經(jīng)輻射的耦合通稱串?dāng)_，串?dāng)_發(fā)生在電流流經(jīng)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，而電磁場(chǎng)在鄰近的導(dǎo)體中感應(yīng)瞬態(tài)電流。
輻射發(fā)射
輻射發(fā)射有兩種基本類型：差分模式（DM）和共模（CM）。共模輻射或單極天線輻射是由無意的壓降引起的，它使電路中所有地連接抬高到系統(tǒng)地電位之上。就電場(chǎng)大小而言，CM輻射是比DM輻射更為嚴(yán)重的問題。為使CM輻射最小，必須用切合實(shí)際的設(shè)計(jì)使共模電流降到零。
影響EMC的因數(shù)
電壓——電源電壓越高，意味著電壓振幅越大而發(fā)射就更多，而低電源電壓影響敏感度。
頻率——高頻產(chǎn)生更多的發(fā)射，周期性信號(hào)產(chǎn)生更多的發(fā)射。在高頻數(shù)字系統(tǒng)中，當(dāng)器件開關(guān)時(shí)產(chǎn)生電流尖峰信號(hào)；在模擬系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)產(chǎn)生電流尖峰信號(hào)。
接地——對(duì)于電路設(shè)計(jì)沒有比可靠和完美的電源系統(tǒng)更重要的事情。在所有EMC問題中，主要問題是不適當(dāng)?shù)慕拥匾鸬摹Ｓ腥N信號(hào)接地方法：?jiǎn)吸c(diǎn)、多點(diǎn)和混合。在頻率低于1MHz時(shí)可采用單點(diǎn)接地方法，但不適于高頻。在高頻應(yīng)用中，最好采用多點(diǎn)接地。混合接地是低頻用單點(diǎn)接地而高頻用多點(diǎn)接地的方法。地線布局是關(guān)鍵的。高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的地回路絕對(duì)不能混合。
PCB設(shè)計(jì)——適當(dāng)?shù)挠∷㈦娐钒澹?a target="_blank">PCB）布線對(duì)防止EMI是至關(guān)重要的。
電源去耦——當(dāng)器件開關(guān)時(shí)，在電源線上會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)電流，必須衰減和濾掉這些瞬態(tài)電流來自高di/dt源的瞬態(tài)電流導(dǎo)致地和線跡“發(fā)射”電壓。高di/dt產(chǎn)生大范圍高頻電流，激勵(lì)部件和纜線輻射。流經(jīng)導(dǎo)線的電流變化和電感會(huì)導(dǎo)致壓降，減小電感或電流隨時(shí)間的變化可使該壓降最小。
降低噪聲的技術(shù)
防止干擾有三種方法：
1． 抑制源發(fā)射。
2． 使耦合通路盡可能地?zé)o效。
3． 使接收器對(duì)發(fā)射的敏感度盡量小。
下面介紹板級(jí)降噪技術(shù)。板級(jí)降噪技術(shù)包括板結(jié)構(gòu)、線路安排和濾波。
板結(jié)構(gòu)降噪技術(shù)包括：
* 采用地和電源平板
* 平板面積要大，以便為電源去耦提供低阻抗
* 使表面導(dǎo)體最少
* 采用窄線條（4到8密耳）以增加高頻阻尼和降低電容耦合
* 分開數(shù)字、模擬、接收器、發(fā)送器地/電源線
* 根據(jù)頻率和類型分隔PCB上的電路
* 不要切痕PCB，切痕附近的線跡可能導(dǎo)致不希望的環(huán)路
* 采用多層板密封電源和地板層之間的線跡
* 避免大的開環(huán)板層結(jié)構(gòu)
* PCB聯(lián)接器接機(jī)殼地，這為防止電路邊界處的輻射提供屏蔽
* 采用多點(diǎn)接地使高頻地阻抗低
* 保持地引腳短于波長(zhǎng)的1/20,以防止輻射和保證低阻抗線路安排降噪技術(shù)包括用45。而不是90。線跡轉(zhuǎn)向，90。轉(zhuǎn)向會(huì)增加電容并導(dǎo)致傳輸線特性阻抗變化
* 保持相鄰激勵(lì)線跡之間的間距大于線跡的寬度以使串?dāng)_最小
* 時(shí)鐘信號(hào)環(huán)路面積應(yīng)盡量小
* 高速線路和時(shí)鐘信號(hào)線要短和直接連接
* 敏感的線跡不要與傳輸高電流快速開關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)的線跡并行
* 不要有浮空數(shù)字輸入，以防止不必要的開關(guān)轉(zhuǎn)換和噪聲產(chǎn)生
* 避免在晶振和其它固有噪聲電路下面有供電線跡
* 相應(yīng)的電源、地、信號(hào)和回路線跡要平行以消除噪聲
* 保持時(shí)鐘線、總線和片使能與輸入/輸出線和連接器分隔
* 路線時(shí)鐘信號(hào)正交I/O信號(hào)
* 為使串?dāng)_最小，線跡用直角交叉和散置地線
* 保護(hù)關(guān)鍵線跡（用4密耳到8密耳線跡以使電感最小，路線緊靠地板層，板層之間夾層結(jié)構(gòu)，保護(hù)夾層的每一邊都有地）
濾波技術(shù)包括：
* 對(duì)電源線和所有進(jìn)入PCB的信號(hào)進(jìn)行濾波
* 在IC的每一個(gè)點(diǎn)原引腳用高頻低電感陶瓷電容（14MHz用0.1UF，超過15MHz用0.01UF）進(jìn)行去耦
* 旁路模擬電路的所有電源供電和基準(zhǔn)電壓引腳
* 旁路快速開關(guān)器件
* 在器件引線處對(duì)電源/地去耦
* 用多級(jí)濾波來衰減多頻段電源噪聲
其它降噪設(shè)計(jì)技術(shù)有：
* 把晶振安裝嵌入到板上并接地
* 在適當(dāng)?shù)牡胤郊悠帘?br>* 用串聯(lián)終端使諧振和傳輸反射最小，負(fù)載和線之間的阻抗失配會(huì)導(dǎo)致信號(hào)部分反射，反射包括瞬時(shí)擾動(dòng)和過沖，這會(huì)產(chǎn)生很大的EMI
* 安排鄰近地線緊靠信號(hào)線以便更有效地阻止出現(xiàn)電場(chǎng)
* 把去耦線驅(qū)動(dòng)器和接收器適當(dāng)?shù)胤胖迷诰o靠實(shí)際的I/O接口處，這可降低到PCB其它電路的耦合，并使輻射和敏感度降低
* 對(duì)有干擾的引線進(jìn)行屏蔽和絞在一起以消除PCB上的相互耦合
* 在感性負(fù)載上用箝位二極管
EMC是DSP系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要考慮的重要問題，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕翟爰夹g(shù)使DSP系統(tǒng)符合EMC要求
第二篇 PowerPCB在印制電路板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技術(shù)
作者 :中國(guó)船舶工業(yè)總公司第七0七研究所 谷健
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)耐伺弘娙荨Ｍ伺弘娙莸囊话闩渲迷瓌t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。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)椋砻尜N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說的。可以用PowerPCB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，更加方便快捷地繪制出滿意的印制板
第三篇 PCB互連設(shè)計(jì)過程中最大程度降低RF效應(yīng)的基本方法
電路板系統(tǒng)的互連包括：芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部器件之間的三類互連。在RF設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁特性是工程設(shè)計(jì)面臨的主要問題之一，本文介紹上述三類互連設(shè)計(jì)的各種技巧，內(nèi)容涉及器件安裝方法、布線的隔離以及減少引線電感的措施等等。
目前有跡象表明，印刷電路板設(shè)計(jì)的頻率越來越高。隨著數(shù)據(jù)速率的不斷增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)傳送所要求的帶寬也促使信號(hào)頻率上限達(dá)到1GHz，甚至更高。這種高頻信號(hào)技術(shù)雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出毫米波技術(shù)范圍(30GHz)，但的確也涉及RF和低端微波技術(shù)。
RF工程設(shè)計(jì)方法必須能夠處理在較高頻段處通常會(huì)產(chǎn)生的較強(qiáng)電磁場(chǎng)效應(yīng)。這些電磁場(chǎng)能在相鄰信號(hào)線或PCB線上感生信號(hào)，導(dǎo)致令人討厭的串?dāng)_(干擾及總噪聲)，并且會(huì)損害系統(tǒng)性能。回?fù)p主要是由阻抗失配造成，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的影響如加性噪聲和干擾產(chǎn)生的影響一樣。
高回?fù)p有兩種負(fù)面效應(yīng)：1. 信號(hào)反射回信號(hào)源會(huì)增加系統(tǒng)噪聲，使接收機(jī)更加難以將噪聲和信號(hào)區(qū)分開來；2. 任何反射信號(hào)基本上都會(huì)使信號(hào)質(zhì)量降低，因?yàn)檩斎胄盘?hào)的形狀出現(xiàn)了變化。
盡管由于數(shù)字系統(tǒng)只處理1和0信號(hào)并具有非常好的容錯(cuò)性，但是高速脈沖上升時(shí)產(chǎn)生的諧波會(huì)導(dǎo)致頻率越高信號(hào)越弱。盡管前向糾錯(cuò)技術(shù)可以消除一些負(fù)面效應(yīng)，但是系統(tǒng)的部分帶寬用于傳輸冗余數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)性能的降低。一個(gè)較好的解決方案是讓RF效應(yīng)有助于而非有損于信號(hào)的完整性。建議數(shù)字系統(tǒng)最高頻率處(通常是較差數(shù)據(jù)點(diǎn))的回?fù)p總值為-25dB，相當(dāng)于VSWR為1.1。
PCB設(shè)計(jì)的目標(biāo)是更小、更快和成本更低。對(duì)于RF PCB而言，高速信號(hào)有時(shí)會(huì)限制PCB設(shè)計(jì)的小型化。目前，解決串?dāng)_問題的主要方法是進(jìn)行接地層管理，在布線之間進(jìn)行間隔和降低引線電感(stud capacitance)。降低回?fù)p的主要方法是進(jìn)行阻抗匹配。此方法包括對(duì)絕緣材料的有效管理以及對(duì)有源信號(hào)線和地線進(jìn)行隔離，尤其在狀態(tài)發(fā)生跳變的信號(hào)線和地之間更要進(jìn)行間隔。
由于互連點(diǎn)是電路鏈上最為薄弱的環(huán)節(jié)，在RF設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁性質(zhì)是工程設(shè)計(jì)面臨的主要問題，要考察每個(gè)互連點(diǎn)并解決存在的問題。電路板系統(tǒng)的互連包括芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部裝置之間信號(hào)輸入/輸出等三類互連。
一、芯片到PCB板間的互連
Pentium IV以及包含大量輸入/輸出互連點(diǎn)的高速芯片已經(jīng)面世。就芯片本身而言，其性能可靠，并且處理速率已經(jīng)能夠達(dá)到1GHz。在最近GHz互連研討會(huì)(www.az.ww .com)上，最令人激動(dòng)之處在于：處理I/O數(shù)量和頻率不斷增長(zhǎng)問題的方法已經(jīng)廣為人知。芯片與PCB互連的最主要問題是互連密度太高會(huì)導(dǎo)致PCB材料的基本結(jié)構(gòu)成為限制互連密度增長(zhǎng)的因素。會(huì)議上提出了一個(gè)創(chuàng)新的解決方案，即采用芯片內(nèi)部的本地?zé)o線發(fā)射器將數(shù)據(jù)傳送到鄰近的電路板上。
無論此方案是否有效，與會(huì)人員都非常清楚：就高頻應(yīng)用而言，IC設(shè)計(jì)技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于PCB設(shè)計(jì)技術(shù)。
二、PCB板內(nèi)互連
進(jìn)行高頻PCB設(shè)計(jì)的技巧和方法如下：
1. 傳輸線拐角要采用45°角，以降低回?fù)p(圖1)；
2. 要采用絕緣常數(shù)值按層次嚴(yán)格受控的高性能絕緣電路板。這種方法有利于對(duì)絕緣材料與鄰近布線之間的電磁場(chǎng)進(jìn)行有效管理。
3. 要完善有關(guān)高精度蝕刻的PCB設(shè)計(jì)規(guī)范。要考慮規(guī)定線寬總誤差為+/-0.0007英寸、對(duì)布線形狀的下切(undercut)和橫斷面進(jìn)行管理并指定布線側(cè)壁電鍍條件。對(duì)布線(導(dǎo)線)幾何形狀和涂層表面進(jìn)行總體管理，對(duì)解決與微波頻率相關(guān)的趨膚效應(yīng)問題及實(shí)現(xiàn)這些規(guī)范相當(dāng)重要。
4. 突出引線存在抽頭電感，要避免使用有引線的組件。高頻環(huán)境下，最好使用表面安裝組件。
5. 對(duì)信號(hào)過孔而言，要避免在敏感板上使用過孔加工(pth)工藝，因?yàn)樵摴に嚂?huì)導(dǎo)致過孔處產(chǎn)生引線電感。如一個(gè)20層板上的一個(gè)過孔用于連接1至3層時(shí)，引線電感可影響4到19層。
6. 要提供豐富的接地層。要采用模壓孔將這些接地層連接起來防止3維電磁場(chǎng)對(duì)電路板的影響。
7. 要選擇非電解鍍鎳或浸鍍金工藝，不要采用HASL法進(jìn)行電鍍。這種電鍍表面能為高頻電流提供更好的趨膚效應(yīng)(圖2)。此外，這種高可焊涂層所需引線較少，有助于減少環(huán)境污染。
8. 阻焊層可防止焊錫膏的流動(dòng)。但是，由于厚度不確定性和絕緣性能的未知性，整個(gè)板表面都覆蓋阻焊材料將會(huì)導(dǎo)致微帶設(shè)計(jì)中的電磁能量的較大變化。一般采用焊壩(solder dam)來作阻焊層。
如果你不熟悉這些方法，可向曾從事過軍用微波電路板設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)工程師咨詢。你還可同他們討論一下你所能承受的價(jià)格范圍。例如，采用背面覆銅共面(copper-backed coplanar)微帶設(shè)計(jì)比帶狀線設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)，你可就此同他們進(jìn)行討論以便得到更好的建議。優(yōu)秀的工程師可能不習(xí)慣考慮成本問題，但是其建議也是相當(dāng)有幫助的?，F(xiàn)在要盡量對(duì)那些不熟悉RF效應(yīng)、缺乏處理RF效應(yīng)經(jīng)驗(yàn)的年輕工程師進(jìn)行培養(yǎng)，這將會(huì)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工作。
此外，還可以采用其他解決方案，如改進(jìn)計(jì)算機(jī)型，使之具備RF效應(yīng)處理能力。
三、PCB與外部裝置互連
現(xiàn)在可以認(rèn)為我們解決了板上以及各個(gè)分立組件互連上的所有信號(hào)管理問題。那么怎么解決從電路板到連接遠(yuǎn)端器件導(dǎo)線的信號(hào)輸入/輸出問題呢？同軸電纜技術(shù)的創(chuàng)新者Trompeter Electronics公司正致力于解決這個(gè)問題，并已經(jīng)取得一些重要進(jìn)展(圖3)。 另外，看一下圖4中給出的電磁場(chǎng)。這種情況下，我們管理著微帶到同軸電纜之間的轉(zhuǎn)換。在同軸電纜中，地線層是環(huán)形交織的，并且間隔均勻。在微帶中，接地層在有源線之下。這就引入了某些邊緣效應(yīng)，需在設(shè)計(jì)時(shí)了解、預(yù)測(cè)并加以考慮。當(dāng)然，這種不匹配也會(huì)導(dǎo)致回?fù)p，必須最大程度減小這種不匹配以避免產(chǎn)生噪音和信號(hào)干擾。
電路板內(nèi)阻抗問題的管理并不是一個(gè)可以忽略的設(shè)計(jì)問題。阻抗從電路板表層開始，然后通過一個(gè)焊點(diǎn)到接頭，最后終結(jié)于同軸電纜處。由于阻抗隨頻率變化，頻率越高，阻抗管理越難。在寬帶上采用更高頻率來傳輸信號(hào)的問題看來是設(shè)計(jì)中面臨的主要問題。
本文總結(jié)
PCB平臺(tái)技術(shù)需要不斷改進(jìn)以達(dá)到集成電路設(shè)計(jì)人員的要求。PCB設(shè)計(jì)中高頻信號(hào)的管理以及PCB電路板上信號(hào)輸入/輸出的管理都需要不斷的改進(jìn)。無論以后會(huì)發(fā)生什么令人激動(dòng)的創(chuàng)新，我都認(rèn)為帶寬將會(huì)越來越高，而采用高頻信號(hào)技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)這種帶寬不斷增長(zhǎng)的前提
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