1.地线的定义 什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线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。如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。正是这些电位差才造成了电路工作的异常。电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。 HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为: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。按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。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。因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。 2.地线的阻抗 谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。 3.地线干扰机理 3.1公共阻抗干扰当两个电路共用一段地线时,由于地线的阻抗,一个电路的地电位会受另一个电路工作电流的调制。这样一个电路中的信号会耦合进另一个电路,这种耦合称为公共阻抗耦合。 在数字电路中,由于信号的频率较高,地线往往呈现较大的阻抗。这时,如果存在不同的电路共用一段地线,就可能出现公共阻抗耦合的问题 4.地线干扰对策 4.1地环路对策 从地环路干扰的机理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。如果能彻底消除地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案。 A. 将一端的设备浮地如果将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消除地环路电流。但有两个问题需要注意,一个是出于安全的考虑,往往不允许电路浮地。这时可以考虑将设备通过一个电感接地。这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小,而对于频率较高的干扰信号,设备接地阻抗较大,减小了地环路电流。但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。另一个问题是,尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,因此并不能有效地减小高频地环路电流。 B. 使用变压器实现设备之间的连接利用磁路将两个设备连接起来,可以切断地环路电流。 但要注意,变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环
“高速电路”已经成为当今电子工程师们经常提及的一个名词,但究竟什么是高速电路?这的确是一个“熟悉”而又“模糊”的概念。而事实上,业界对高速电路并没有一个统一的定义,通常对高速电路的界定有以下多种看法:有人认为,如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ~50MHZ,而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说1/3),就称为高速电路;也有人认为高速电路和频率并没有什么大的联系,是否高速电路只取决于它们的上升时间;还有人认为高速电路就是我们早些年没有接触过,或者说能产生并且考虑到趋肤效应的电路;更多的人则对高速进行了量化的定义,即当电路中的数字信号在传输线上的延迟大于1/2上升时间时,就叫做高速电路,本文也沿用这个定义作为考虑高速问题的标准 此外,还有一个容易产生混淆的是“高频电路”的概念,“高频”和“高速”有什么区别呢?对于高频,很多人的理解就是较高的信号频率,虽然不能说这种看法有误,但对于高速电子设计工程师来说,理解应当更为深刻,我们除了关心信号的固有频率,还应当考虑信号发射时同时伴随产生的高阶谐波的影响,一般我们使用下面这个公式来做定义信号的发射带宽,有时也称为EMI发射带宽。 F=1/(Tr*π),F是频率(GHz);Tr(纳秒)指信号的上升时间或下降时间。 通常当F>100MHz的时候,就可以称为高频电路。所以,在数字电路中,是否是高频电路,并不在于信号频率的高低,而主要是取决于上升沿和下降沿。根据这个公式可以推算,当上升时间小于3.185ns左右的时候,我们认为是高频电路。 对于大多数电子电路硬件设计工程师来说,完全没有必要拘泥于概念的差异,心中应该有个广义的“高速”定义,那就是:如果在确保正确的电气连接的前提下,电路仍不能稳定的高性能工作,而需要进行特殊的布局,布线,匹配,屏蔽等处理,那么,这就是“高速”设计。
PCB 设计防止别人抄板可以采取以下措施: 采用独占的 IP:对于一些重要的 IP,可以采取独占的 IP 策略,只有少数授权的 PCB 厂商可以访问和使用这些 IP,从而防止其他厂商抄板。 保护知识产权:对于一些重要的 IP,可以采取专利或其他知识产权保护措施,以防止其他厂商抄板。 实现原创性:在 PCB 设计中,可以通过实现原创性来防止别人抄板。例如,在设计中采用独特的图案、形状或颜色,或者在设计中加入独特的标识或标签等,从而使 IP 具有独特性。 进行加密:对于一些敏感信息或设计细节,可以进行加密处理,以防止其他厂商抄板。 选择可靠的 PCB 厂商:在选择 PCB 厂商时,应选择信誉良好、实力雄厚、技术先进的厂商,这样可以降低抄板的风险。 综上所述,PCB 设计应采取多种措施来防止别人抄板,包括采用独占的 IP、保护知识产权、实现原创性、进行加密和选择可靠的 PCB 厂商等。
当前,随着人力成本不断提高,“人口红利”逐渐消失,劳动密集型企业压力越来越大,日子越来越难。反观那些技术密集型企业,越做越大,越做越强,“技术红利”成为他们的生存之道,成长法门。而PCB抄板要想在弱市寻找新的价值点,就必须借助“技术红利”产生自己的核心技术以及核心技术创新力。 “技术红利”的概念解析 所谓“技术红利”,是相对于“人口红利”而言,指一个国家实现经济增长,尤其是实现质量、效益、环境和可持续增长,通过大规模的技术创新,在产业结构上实现从劳动密集转向资本技术密集;在不缺乏资本的既定前提下,通过技术创新达到技术密集,从而为经济发展创造出有力的技术条件,促成整个国家提升整体产业结构从而实现产业升级,实现经济的稳定、可持续增长。 传统PCB抄板借“技术红利”创新升级 传统PCB抄板即电路板抄板,电路板复制,PCB克隆或PCB逆向设计,它主要通过对原产品的PCB文件还原、原理图反推、BOM清单制作等方式来获取用于复制的全套技术资料。 但是,随着市场需求的不断变化和用户成熟度的不断提升,PCB抄板已不再是简单的复制克隆,而是借助国家以及全球制造“技术红利”的支撑,发力技术革新升级,在原产品设计理念中加大科技含量的提升,并突破关键性的新技术,提升企业的再创新能力。 PCB抄板借“技术红利”提升效益和效率 从PCB抄板角度来讲,借助“技术红利”,当企业的生产线具备了“样机克隆”能力后,可以按需进行PCB设计和精确的“个性化”改板制造,不仅将改变现有的生产模式,更将改变现有的产品研发、设计和物流、销售模式。生产线上需要的人减少了,但从生产线上向前延伸做研发、设计和品牌,向后延伸做行销、增值服务、供应链管理的人员需求会大大增加,将从根本上提升PCB抄板产业的效益和效率。 随着中国加入WTO,我们更应该充分利用全球“技术红利”来驱动PCB抄板的创新转型,缩短项目开发周期和技术差距,紧随全球技术前沿,满足用户不断变化和增长的各种需求,并提升研制效率,降低生产成本。
不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果电路板设计不合理性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。 不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。 原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。 1、制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确,否则以后出现安装问题麻烦可就大了。还有就是拐角地方最好用圆弧,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。 2、元件和网络的引入 把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,
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