【正文】 項(xiàng)區(qū)域設(shè)置電源層連接方式規(guī)則用于設(shè)置導(dǎo)孔到電源層的連接，其設(shè)置界面如圖6 — 24所示。工程制板中多采用發(fā)散狀連接風(fēng)格。 Conductors 復(fù)選項(xiàng)：用于選擇連通的導(dǎo)線的數(shù)目，可以有 2 條或者 4 條導(dǎo)線供選擇。 Expansion 文本框：用于設(shè)置從導(dǎo)孔到空隙的間隔之間的距離。最后可以設(shè)定敷銅與焊盤之間的連接角度，有90angle(90 176。1 ． Testpoint Style （測(cè)試點(diǎn)風(fēng)格）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則中可以指定測(cè)試點(diǎn)的大小和格點(diǎn)大小等，設(shè)置界面如圖6 — 27所示。 Grid Size文本框：用于設(shè)置測(cè)試點(diǎn)的網(wǎng)格大小。復(fù)選項(xiàng)Top 、 Bottom等選擇可以將測(cè)試點(diǎn)放置在哪些層面上。圖 6 — 28 測(cè)試點(diǎn)用法設(shè)置該設(shè)置對(duì)話框有如下選項(xiàng)：Allow multiple testpoints on same net復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置是否可以在同一網(wǎng)絡(luò)上允許多個(gè)測(cè)試點(diǎn)存在。2 ． Acute Angle （導(dǎo)線夾角設(shè)置）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置對(duì)于兩條銅膜導(dǎo)線的交角，不小于90 176。采用絕對(duì)尺寸的導(dǎo)孔直徑設(shè)置對(duì)話框如圖6 — 29所示（以mil為單位）。這些規(guī)則的設(shè)置屬于電路設(shè)計(jì)中的較高級(jí)的技巧，它設(shè)計(jì)到很多算法的知識(shí)。在本文中，我們將討論自動(dòng)布線功能的正確使用和錯(cuò)誤使用，有無(wú)地平面時(shí)電流回路的設(shè)計(jì)策略，以及對(duì)雙面板元件布局的建議。 例如，圖1中顯示了一個(gè)采用自動(dòng)布線設(shè)計(jì)的雙面板的頂層。如果在頂層布地線，則頂層的器件都通過(guò)走線接地。這種接地方案的可取之處是，模擬器件(12位A/)放在電路板的最右側(cè)，這種布局確保了這些模擬芯片下面不會(huì)有數(shù)字地信號(hào)經(jīng)過(guò)。廠商的演示板和評(píng)估板通常采用這種布線策略。這是一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則，但要知道，接地線的最小寬度是從此點(diǎn)到末端的有效寬度，此處“末端”指距離電源連接端最遠(yuǎn)的點(diǎn)。圖6中，注意到并非所有器件都有自己的回路，U1和U2是共用回路的。對(duì)于地平面或接地走線的感抗部分，計(jì)算公式為V = Ldi/dt，其中V是產(chǎn)生的電壓，L是地平面或接地走線的感抗，di是數(shù)字器件的電流變化，dt是持續(xù)時(shí)間。與上述類似，高速電路的地返回信號(hào)也會(huì)造成地平面的電壓發(fā)生變化。7. 如使用地平面，分隔開(kāi)地平面可能改善或降低電路性能，因此要謹(jǐn)慎使用。二、工程領(lǐng)域中的數(shù)字設(shè)計(jì)人員和數(shù)字電路板設(shè)計(jì)專家在不斷增加，這反映了行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。 模擬和數(shù)字布線策略的相似之處旁路或去耦電容在布線時(shí)，模擬器件和數(shù)字器件都需要這些類型的電容，都需要靠近其電源引腳連接一個(gè)電容。但引腳須較短，且要盡量靠近器件()或供電電源(對(duì)于10mF電容)。一般來(lái)說(shuō)，這些高頻信號(hào)的頻率超出模擬器件抑制高頻信號(hào)的能力。所有情況下，這些電容的引腳都應(yīng)較短圖 2 在此電路板上，使用不同的路線來(lái)布電源線和地線，由于這種不恰當(dāng)?shù)呐浜?，電路板的電子元器件和線路受電磁干擾的可能性比較大圖3 在此單面板中，到電路板上器件的電源線和地線彼此靠近。在數(shù)字電路中，執(zhí)行門狀態(tài)的切換通常需要很大的電流。流經(jīng)電路板走線的開(kāi)關(guān)電流將引起電壓發(fā)生變化，電路板走線存在寄生電感，可采用如下公式計(jì)算電壓的變化：V = LdI/dt其中，V = 電壓的變化；L = 電路板走線感抗；dI = 流經(jīng)走線的電流變化；dt =電流變化的時(shí)間。電源線和地線配合不當(dāng)?shù)腜CB設(shè)計(jì)示例如圖2所示。一個(gè)基本的經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則是使用不間斷的地平面，這一常識(shí)降低了數(shù)字電路中的dI/dt(電流隨時(shí)間的變化)效應(yīng)，這一效應(yīng)會(huì)改變地的電勢(shì)并會(huì)使噪聲進(jìn)入模擬電路。這樣做是為了保持信號(hào)路徑所受到的外部干擾最小。由于這種電容的存在，在一條走線上的快速電壓變化，可在另一條走線上產(chǎn)生電流信號(hào)圖 6 如果不注意走線的放置，PCB中的走線可能產(chǎn)生線路感抗和互感。在混合信號(hào)系統(tǒng)的布線中，這兩種電路要分隔開(kāi)，如圖4所示。在這兩種走線配置中，一條走線上電壓隨時(shí)間的變化(dV/dt)可能在另一條走線上產(chǎn)生電流。在這種環(huán)境中，模擬電路有兩個(gè)不利的方面：其噪聲容限比數(shù)字電路低得多；高阻抗走線比較常見(jiàn)。應(yīng)該注意，變量d在電容方程的分母中，d增加，容抗會(huì)降低。地線是低阻抗的，而且添加這樣的另外一條走線將削弱產(chǎn)生干擾的電場(chǎng)，如圖5所示。如果在第一條走線上的電壓變化足夠大，干擾可能會(huì)降低數(shù)字電路的電壓容限而產(chǎn)生誤差。結(jié)語(yǔ)數(shù)字和模擬范圍確定后，謹(jǐn)慎地布線對(duì)獲得成功的PCB至關(guān)重要。例如：PCB的寄生電阻由元件之間的走線形成；電路板上的走線、焊盤和平行走線會(huì)產(chǎn)生寄生電容；寄生電感的產(chǎn)生途徑包括環(huán)路電感、互感和過(guò)孔。由于這種寄生電容的存在，在一條走線上的快速電壓變化會(huì)在另一條走線上產(chǎn)生電流信號(hào)。此配置在模擬線路上產(chǎn)生不規(guī)律的噪聲，這是因?yàn)樵谔囟〝?shù)字走線上的數(shù)據(jù)輸入碼隨著數(shù)字電位器的編程需求而改變。例如，圖2中的電路就很可能存在這種問(wèn)題。在此配置中，每個(gè)數(shù)字電位器配置為8位乘法型D/A轉(zhuǎn)換器。這兩個(gè)放大器配置為其輸出擺幅限制不會(huì)超出第二級(jí)放大器的輸入范圍。圖 6 圖中示出了采用新布線的16位D/A轉(zhuǎn)換器的單個(gè)碼轉(zhuǎn)換結(jié)果，對(duì)數(shù)字電位器編程的數(shù)字信號(hào)沒(méi)有造成數(shù)字噪聲。此電壓大小經(jīng)第三個(gè)8位數(shù)字電位器R3，則自左至右整個(gè)電路的LSB大小為 。在此模式中，電路的數(shù)字部分只是偶爾使用，在正常工作時(shí)不使用。圖2所示電路的第一次布線如圖3所示。看一下此布線中不同的走線，可以明顯看到哪里可能存在問(wèn)題。系統(tǒng)中對(duì)數(shù)字電位器編程的數(shù)字信號(hào)沿著走線逐漸傳輸?shù)捷敵鲋绷麟妷旱哪M線路。改變布線的結(jié)果如圖6所示。31 / 31。結(jié)語(yǔ)數(shù)字和模擬范圍確定后，謹(jǐn)慎布線對(duì)獲得成功的PCB是至關(guān)重要的。第三個(gè)數(shù)字電位器在兩個(gè)輸出狀態(tài)之間翻轉(zhuǎn)。圖中的數(shù)字走線傳送對(duì)數(shù)字電位器設(shè)置進(jìn)行編程的數(shù)字碼。在檢查布線時(shí)，發(fā)現(xiàn)將數(shù)字走線布在了高阻抗模擬線路的旁邊。在此模式中，電路的數(shù)字部分是電路運(yùn)行的必需部分。此電路有兩種基本工作模式。U3a和U3b的編程設(shè)定經(jīng)數(shù)字電位器后的電壓值。圖 5 采用這種新的布線，將模擬線路和數(shù)字線路隔離開(kāi)了。這兩個(gè)數(shù)字電位器的抽頭都分別連接到兩個(gè)配置了緩沖器的運(yùn)放的正相輸入端。在此圖的左側(cè)，在VDD和地之間跨接了兩個(gè)數(shù)字電位器(U3a和U3b)，其抽頭輸出連接到兩個(gè)運(yùn)放(U4a和U4b)的正相輸入端?？梢圆捎脠D1所示的公式來(lái)計(jì)算這種電容值。如果系統(tǒng)中的VDD為5V，那么此D/。本文將對(duì)最棘手的電路板寄生元件類型 — 寄生電容進(jìn)行量化，并提供一個(gè)可清楚看到寄生電容對(duì)電路性能影響的示例。因此，盡管數(shù)字和模擬電路的布線策略存在相似之處，還是要認(rèn)識(shí)到并認(rèn)真對(duì)待其布線策略的差別。 為消除電磁干擾源的潛在噪聲，最好將“安靜”的模擬線路和噪聲I/O端口分開(kāi)。也是布兩條走線，在不同的兩層，將一條走線放置在另一條走線的上方；或者在同一層，將一條走線放置在另一條的旁邊，如圖6所示。在這種情況下，長(zhǎng)度L降低，兩條走線之間的容抗也會(huì)降低。最常用的技術(shù)是根據(jù)電容的方程，改變走線之間的尺寸。 快速電壓瞬變最常發(fā)生在模擬信號(hào)設(shè)計(jì)的數(shù)字側(cè)。設(shè)計(jì)電路板時(shí)，放置兩條彼此靠近的走線就會(huì)產(chǎn)生寄生電容。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字電路“富含”噪聲，而且對(duì)噪聲不敏感(因?yàn)閿?shù)字電路有較大的電壓噪聲容限)；相反，模擬電路的電壓噪聲容限就小得多。圖 4 (a)將數(shù)字開(kāi)關(guān)動(dòng)作和模擬電路隔離，將電路的數(shù)字和模擬部分分開(kāi)。對(duì)于模擬電路，還有另外一點(diǎn)需要注意，就是要將數(shù)字信號(hào)線和地平面中的回路盡量遠(yuǎn)離模擬電路。采用圖3所示的方法，電路板上或電路板外的輻射噪聲在環(huán)路中感應(yīng)電壓的可能性可大為降低。電源線和地線要布在一起電源線和地線的位置良好配合，可以降低電磁干擾的可能性。如果執(zhí)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)沒(méi)有足夠的電荷，會(huì)造成電源電壓發(fā)生很大變化。電路板中電子元器件和線路受電磁干擾(EMI)的可能性降低了679/對(duì)于控制器和處理器這樣的數(shù)字器件，同樣需要去耦電容，但原因不同。圖 1 在模擬和數(shù)字PCB設(shè)計(jì)中，旁路或去耦電容(1mF)應(yīng)盡量靠近器件放置。但有趣的是，其原因卻有所不同。這些電容的位置如圖1所示。模擬和數(shù)字領(lǐng)域的布線策略有一些類似之處，但要獲得更好的結(jié)果時(shí)，由于其布線策略不同，簡(jiǎn)單電路布線設(shè)計(jì)就不再是最優(yōu)方案了。圖 7中，精密模擬電路更靠近接插件，但是與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和電源電路的開(kāi)關(guān)電流隔離開(kāi)了。與數(shù)字電流一樣，高速電路的地平面或接地走線經(jīng)過(guò)模擬器件時(shí)，地線上的電壓變化會(huì)改變信號(hào)鏈中信號(hào)和地之間的關(guān)系。經(jīng)過(guò)模擬器件的地平面或接地走線上的這些電壓變化，將改變信號(hào)鏈中信號(hào)