最近在學(xué)習(xí)一些SI的東西,從網(wǎng)上整理了一些資料,在這邊匯總一下,不一定對(duì),歡迎大家提出建議和意見(jiàn)。
PCB(printed circuit board),印制電路板,是整個(gè)電子產(chǎn)品的載體。上邊布滿(mǎn)了大大小小的焊盤(pán)和復(fù)雜的走線,讓所有的器件通過(guò)電路連通在一起,PCB只是單純指的板子本身。如果成為產(chǎn)品,貼上器件,就是經(jīng)過(guò)了貼片后,就變成了PCBA(printed circuit board+Assembly)。
從定義上來(lái)說(shuō),PCB是印刷電路板的簡(jiǎn)稱(chēng),是一種用于支持電子組件的機(jī)械支撐和導(dǎo)電連接的板,具有導(dǎo)電性的路徑和特殊的電子元器件。
而PCBA則是電路板組裝,是將已經(jīng)制造好的PCB添加上各種元器件,例如電阻、電容、集成電路等,完成電子產(chǎn)品的主要部件。
從制造流程上來(lái)看,PCB的制造過(guò)程主要包括板材切割、印刷電路圖、銅箔腐蝕、鉆孔和覆銅等步驟,是制造電子設(shè)備的基礎(chǔ);
而PCBA則需要在已經(jīng)制造好的PCB上焊接各種電子元器件,進(jìn)行烘烤、測(cè)試等步驟,最終形成一個(gè)完整的電子產(chǎn)品。
PCB上有哪些線?
PCB板上布線的類(lèi)型主要包括信號(hào)線和電源、地線。其中, 信號(hào)線為最常見(jiàn)的布線,類(lèi)型比較多,根據(jù)布線的物理結(jié)構(gòu)可以分為帶狀線、微帶線。微帶線(Microstrip Line),帶狀線(Strip Line)。從最直觀的解釋就是走在表層的就是微帶線,走在內(nèi)層的就是帶狀線,當(dāng)然這兩種線計(jì)算阻抗的方式是不一樣的。其實(shí)微帶和帶狀線叫法都是來(lái)自射頻電路理論,和特性阻抗之類(lèi)的概念都是用于高頻電路的。
當(dāng)然低頻電路比如電源線,一些高精度模擬信號(hào)線,我們走線完全不需要控制阻抗,況且電源我們要過(guò)大的電流也沒(méi)有辦法控制阻抗,因?yàn)橐话?strong>控阻抗的線走的都比較細(xì),比如4mil~8mil的樣子。
也就是說(shuō)PCB板上不都是信號(hào)線,更不都是阻抗線,非高速傳輸不需要用阻抗線。
如何區(qū)分PCB上的各種線
PCB板上的地線GND,電源線,信號(hào)線線路怎么區(qū)分呢?不過(guò)這個(gè)也不是說(shuō)100%絕對(duì)是正確的哦,可以用萬(wàn)用表或者示波器去測(cè)量,這樣就準(zhǔn)確的。但是也會(huì)看PCB板layout也是準(zhǔn)確的。
地線:銅皮寬的就是地線
電源線:銅皮略寬的是電源線
信號(hào)線:信號(hào)線銅皮相對(duì)是最窄的
在 PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)上,通常有一些規(guī)則可用于區(qū)分電源線和信號(hào)線。以下是一些可能使用的方法:
1.線寬和線距:電源線通常需要承載較大的電流,因此需要更寬的線寬和更大的線距,相對(duì)而言,信號(hào)線則可以使用更窄的線寬和更小的線距。
2.顏色編碼:PCB軟件通常支持給不同類(lèi)型的線段著色。例如,可以為所有電源線段賦予紅色,為所有信號(hào)線段賦予綠色,這樣在設(shè)計(jì)時(shí)可以更容易地區(qū)分它們。
3.布局:在 PCB的布局中,可以將電源線和信號(hào)線分開(kāi)。通常情況下,在進(jìn)入芯片引腳之前,電源線需要走一條短的直線,然后連接到芯片的電源引腳。信號(hào)線則可以?xún)?nèi)部連接到芯片的引腳。
4.標(biāo)簽:在 PCB的設(shè)計(jì)中可以添加標(biāo)簽來(lái)描述信號(hào)線和電源線。例如,可以在信號(hào)線附近的標(biāo)簽中寫(xiě)“Signal”,在電源線附近的標(biāo)簽中寫(xiě)“VCC”或“GND”。
以上是一些常用的方法,但并不是所有 PCB設(shè)計(jì)都是這樣的。實(shí)際應(yīng)用中,設(shè)計(jì)者可能會(huì)根據(jù)特定的需求進(jìn)行判斷和選擇。
PCB布線規(guī)則
這兒為了更好地理解PCB上不只有阻抗線,所以就撿幾條說(shuō)一下PCB的布線規(guī)則:
(1) PCB板上預(yù)劃分?jǐn)?shù)字、模擬、DAA信號(hào)布線區(qū)域。
(2)數(shù)字、模擬元器件及相應(yīng)走線盡量分開(kāi)并放置于各自的布線區(qū)域內(nèi)。
(3) 高速數(shù)字信號(hào)走線盡量短。
(4) 敏感模擬信號(hào)走線盡量短。
(5)電源及臨界信號(hào)走線使用寬線。
帶狀線、微帶線
在說(shuō)高速信號(hào)前,先了解一下兩種基本的信號(hào)線,對(duì)后面的阻抗、疊層都有幫助。
帶狀線(Stripline)
帶狀線是一條置于兩層導(dǎo)電平面之間的電介質(zhì)中間的銅帶線,埋在PCB內(nèi)部。
藍(lán)色部分是導(dǎo)體,綠色部分是PCB的絕緣電介質(zhì),stripline是嵌在兩層導(dǎo)體之間的帶狀導(dǎo)線。
因?yàn)閟tripline是嵌在兩層導(dǎo)體之間,所以它的電場(chǎng)分布都在兩個(gè)包它的導(dǎo)體(平面)之間,不會(huì)輻射出去能量,也不會(huì)受到外部的輻射干擾。但是由于它的周?chē)请娊橘|(zhì)(介電常數(shù)比1大),所以信號(hào)在stripline中的傳輸速度比在microstrip line中慢!
帶狀線可以較好的防止RF輻射,但只能用于較低的傳輸速度,因?yàn)樾盘?hào)層介于兩個(gè)參考平面之間,兩個(gè)平面會(huì)存在電容耦合,導(dǎo)致高速信號(hào)的邊沿變化率降低。帶狀線的電容耦合效應(yīng)在邊沿變化率快于1ns的情況下更為顯著。
微帶線(Microstrip)
微帶線是一根帶狀導(dǎo)(信號(hào)線),與地平面之間用一種電介質(zhì)隔離開(kāi)。
藍(lán)色部分是導(dǎo)體,綠色部分是PCB的絕緣電介質(zhì),上面的藍(lán)色小塊兒是microstrip line。
黃色部分是環(huán)氧有機(jī)材料。
由于microstrip line(微帶線)的一面裸露在空氣里面(可以向周?chē)纬奢椛浠蚴艿街車(chē)妮椛涓蓴_),而另一面附在PCB的絕緣電介質(zhì)上,所以它形成的電場(chǎng)一部分分布在空中,另一部分分布在PCB的絕緣介質(zhì)中。但是microstrip line中的信號(hào)傳輸速度要比stripline(帶狀線)中的信號(hào)傳輸速度快,這是其突出的優(yōu)點(diǎn)!
微帶線為PCB提供了對(duì)RF的抑制作用,同時(shí)也可以容許比帶狀線更快的時(shí)鐘或邏輯信號(hào)。微帶線的缺點(diǎn)是PCB外部信號(hào)層會(huì)輻射RF能量進(jìn)入環(huán)境中,除非此層上下具有金屬屏蔽。
審核編輯 黃宇
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