【正文】 例子，原來的 10Base－ T 芯片是大尺寸的 CMOS 器件，對於過電壓損壞相對地是不那麼敏感的。對於轉(zhuǎn)換器 來說，地電位參考線會感應電壓的話，可能導致運作停止。這就能讓電池不再提供足夠電能之前盡行地放電。開關(guān)技術(shù)是它的答案，但在此情況下，轉(zhuǎn)換器也成了它自己的潛在噪聲源。如果沒有適當?shù)?ESD 保護，一個或多個 IC 有可能受到損壞。不過，隨著芯片幾何尺寸的縮減，電路板上布線的間距趨近，物理學的規(guī)律開始呈現(xiàn)出來。 本文講述的是現(xiàn)時混合訊號系統(tǒng)設計中的常見陷阱，并提供一些指引以清除或移開它們。肯定的是，在設計現(xiàn)代的數(shù)碼電路板同時又要避免振鈴、噪聲引致的差錯，和地電位跳動等問題，實在相當困難的。今天的多媒體 PC 也毫無例外，它們有著語音和影像的輸入和輸出，對發(fā)熱的中央處理機進行迫切的溫度監(jiān)示，以及高性能調(diào)制解調(diào)器，這些系統(tǒng)同樣地，其混合訊號功能清單上的項目也愈來愈多。找出未布通網(wǎng)絡之后，可用手工補償，實在補償不了就要用到 “飛線 ”的第二層含義，就是在將來的印板上用導線連通這些網(wǎng)絡?？梢?，這兩種膜是一種互補關(guān)系。 各類膜（ Mask） 這些膜不僅是 PcB制作工藝過程中 必不可少的，而且更是元件焊裝的必要條件。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動和受熱情況、受力方向等因素。初學者設計過程中在計算機上往往看不到二者的區(qū)別，實質(zhì)上，只要你把圖面放大后就一目了然了。這類器件除體積小巧之外的最大特點是單面分布元引腳孔。不少初學者設計絲印層的有關(guān)內(nèi)容時，只注意文字符號放置得整齊美觀，忽略了實際制出的 PCB 效果。工藝上在過孔的孔壁圓柱面上用化學沉積的方法鍍上一層金屬，用以連通中間各層需要連通的銅箔，而過孔的上下兩面做成普通的焊盤形狀，可直接與上 下兩面的線路相通，也可不連。有了以上解釋，就不難理解 “多層焊盤 ”和 “布線層設置 ”的有關(guān)概念了?，F(xiàn)今，由于電子線路的元件密集安裝。防干擾和布線等特殊要 求，一些較新的電子產(chǎn)品中所用的印刷板不僅有上下兩面供走線，在板的中間還設有能被特殊加工的夾層銅箔，例如，現(xiàn)在的計算機主板所用的印板材料多在 4 層以上。舉個簡單 的例子，不少人布線完成，到打印出來時方才發(fā)現(xiàn)很多連線的終端都沒有焊盤，其實這是自己添加器件庫時忽略了 “層 ”的概念，沒把自己繪制封裝的焊盤特性定義為 ”多層（ Mulii 一 Layer）的緣故。一般而言，設計線路時對過孔的處理有以下原則： （ 1） 盡量少用過孔，一旦選用了過孔，務必處理好它與周邊各實體的間隙，特別是容易被忽視的中間各層與過孔不相連的線與過孔的間隙，如果是自動布線，可在 “過孔數(shù)量最小化 ” （ Via Minimiz8tion）子菜單里選擇 “on”項來自動解決。他們設計的印板上，字符不是被元件擋住就是侵入了助焊區(qū)域被抹賒，還有的把元件標號打在相鄰元件上，如此種種的設計都將會給裝配和維修帶來很大不便。因此，選用 這類器件要定義好器件所在面，以免 “丟失引腳（ Missing Plns） ”。正是由于平常不容易看出二者的區(qū)別，所以使用時更不注意對二者的區(qū)分，要強調(diào)的是，前者在電路特性上有較強的抑制高頻干擾的作用，適用于需 做大面積填充的地方，特別是把某些區(qū)域當做屏蔽區(qū)、分割區(qū)或大電流的電源線時尤為合適。 Protel在封裝庫中給出了一系列不同大小和形狀的焊盤，如圓、方、八角、圓方和定位用焊盤等，但有時這還不夠用，需要自己編輯。按 “膜 ”所處的位置及其作用， “膜 ”可分為元件面（或焊接面）助焊膜（ TOp or Bottom 和元件面（或焊接面）阻焊膜（ TOp or BottomPaste Mask）兩類。由此討論，就不 難確定菜單中 類似 “solder Mask En1argement”等項目的設置了。要交待的是，如果該電路板是大批量自動線生產(chǎn)，可將這種飛線視為 0 歐阻值、具有統(tǒng)一焊盤間距的電阻元 件來進行設計 . 第二篇 避免混合訊號系統(tǒng)的設計陷阱 內(nèi)容 :要想成功的運用現(xiàn)在的 SOC，板級和系統(tǒng)級設計師必須了解如何最好地放置元件，布置走線，以及利用保護元件。 兩種系統(tǒng)的趨勢對於進行混合設計的人們來說，又帶來了新的挑戰(zhàn)。但是，當你添加那些易受噪 聲影響的模擬訊號線路逼近於方波激勵的數(shù)碼式數(shù)據(jù)線路，問題更為嚴重。不過，在探討特定問題和作出提議之前，先詳細看看系統(tǒng)設計的兩種潮流 —小型化和高速化 —如何影響這些問題，會有很大的幫助。 并行的走線愈來愈接近產(chǎn)生了愈來愈大寄生電容耦合，而這簡直是和距離平方成反比關(guān)系的結(jié)果，以前只有少數(shù)幾根走線的空間，現(xiàn)在納入了許多走線，結(jié)果，甚至是不相鄰的走線之間的電容性耦合也會構(gòu)成問題。不過，增添外部元件來保護 ESD 的破壞又會與小型化趨勢相違背。所以必須小心選擇、放置轉(zhuǎn)換器，也要小心進行互連。 “高速化 ”趨勢 將 1999 年中檔 PC 的規(guī)格與五年前的相比較，它的中央處理機速度提高了大約一個數(shù)量級，而由 CPU 消耗的電流也提高了約一個數(shù)量級。 為要達致這些更高的速度， IC 在設計和制造上都采用深度次微米尺寸（例如 ）。然而，新型的芯片 采用了 ，對於鎖上以及因瞬變而失效非常敏感 —因電能引致和雷電引致的瞬變。 趨勢要求具有熱交換（ hotswap）的能力，意味著 你要能做到在現(xiàn)用系統(tǒng)里插入或除下電路板。例如，大電流能源分布對於小型、便攜、手持式設備來說，就不是個大問題。 在一個保護輸入里，任何保護元件於正常運作下都必須呈現(xiàn)為一個高阻抗電路。同理，它的箝位電壓要足夠低，以防止受保護器件的損壞，這是由於在瞬變情況下，輸入上的電壓會是保護器件的箝位電壓。不過，傳統(tǒng) TVS 二極管的問題是低於 5V 以下會抬起它的頭。傳統(tǒng)的 TVS 二極管具有電壓相關(guān)的電容，隨電壓減少而增加。 低於 5V 電壓的情況下，傳統(tǒng)的 TVS 二極管并非真正的選項。之後，還要考慮應把該器件放在板上的甚麼地方，如何給電路板布線等問題。以走線電感 20nH／寸來計算， 4 份 1寸走線自 10A 脈沖會引起 50V 的過沖。在 Ether 交換器和路由器中所用的器件是暴露在高能量，雷電感應瞬變之下的。 有一種情況是，訊號頻率很高（ 100Mbit/s）而供電電壓又低（典型是 ），保護器件必須有很低的容性負載，而其 standoff電壓遠低於 5V。那些插板或插頭會插入到或拔除自帶有訊 號，電源線和地線的插座，而且有很高機會產(chǎn)生瞬變。在這里，除了瞬變保護之外，還需要有能源管理以適應突然增加或減少的電流負載。由人體靜電對該插座感應的 ESD 脈沖放電，會導通至電路板上，并會輕易地損壞 USB 控制器。元件的放置和通路的長度仍然是重要的設計問題。在 PC 主機中，它們提 供短路電流保護和差錯報告給控制器 IC。例如，若L為 C 等於 41500μF，在負載上的瞬變其數(shù)量級為 200mV 峰對峰值，恢復時間 50 微秒。這些電解電容雖然有很大的電容量，但隨之而來也有大的 ESR和 ESL，兩者都有違設計者心意的。同時，藉著采用多相轉(zhuǎn)換器的方案，你更可將負載需求分擔開來，每個轉(zhuǎn)換器只需較少的輸入電容，同時又能提供相同總量的電流能力。但是，對於四相轉(zhuǎn)換器方案，例如說，就會在這四個轉(zhuǎn)換器中平分這種輸出電流。其設計是要符合 Intel公司的高級 PentiumCPU 之緊迫電能／能源管理的要求。 電路的大電流部份應該先行布線，你應該采用地平面（ groundplate），或應該引入隔離或半隔離地平面區(qū)域，限制地電流進入特 定區(qū)域。 在上述兩個 FET 接合點與輸出電感器之間的連接，應該是寬的徑跡，同時盡可能地短。高低端地電位參考引腳應該返回到極接近控制放大器封裝的地那里。 聰明地工作 雖然上面的例子說明了一些方法，可預知和避免混合訊號系統(tǒng)的某些陷阱，但這決不是巨細無遺的。把它們放置於電路板上的正確地方就會顯出能源管理和保護方面有效與否的差別。 和雪崩式 TVS 二極管傳統(tǒng)的 PN 結(jié)構(gòu)不同，這種 EPD 器件采用了更復雜的n+p+pn+四層結(jié)構(gòu)。 飽胃口極大的 Pentium