在當今激烈競爭的電池供電市場中,由於成本指標限制,設計人員常常使用雙面板。儘管多層板(4層、6層及8層)方案在尺寸、噪聲和性能方面具有明顯優勢,成本壓力卻促使工程師們重新考慮其布線策略,採用雙面板。在本文中,我們將討論自動布線功能的正確使用和錯誤使用,有無地平面時電流迴路的設計策略,以及對雙面板元件布局的建議。
自動布線的優缺點以及模擬電路布線的注意事項
設計PCB時,往往很想使用自動布線。通常,純數字的電路板(尤其信號電平比較低,電路密度比較小時)採用自動布線是沒有問題的。但是,在設計模擬、混合信號或高速電路板時,如果採用布線軟體的自動布線工具,可能會出現一些問題,甚至很可能帶來嚴重的電路性能問題。
例如,圖1中顯示了一個採用自動布線設計的雙面板的頂層。此雙面板的底層如圖2所示,這些布線層的電路原理圖如圖3a和圖3b所示。設計此混合信號電路板時,經仔細考慮,將器件手工放在板上,以便將數字和模擬器件分開放置。
採用這種布線方案時,有幾個方面需要注意,但最麻煩的是接地。如果在頂層布地線,則頂層的器件都通過走線接地。器件還在底層接地,頂層和底層的地線通過電路板最右側的過孔連線。當檢查這種布線策略時,首先發現的弊端是存在多個地環路。另外,還會發現底層的地線返迴路徑被水平信號線隔斷了。這種接地方案的可取之處是,模擬器件(12位A/D轉換器MCP3202和2.5V參考電壓源MCP4125)放在電路板的最右側,這種布局確保了這些模擬晶片下面不會有數字地信號經過。
圖3a和圖3b所示電路的手工布線如圖4、圖5所示。在手工布線時,為確保正確實現電路,需要遵循一些通用的設計準則:儘量採用地平面作為電流迴路;將模擬地平面和數字地平面分開;如果地平面被信號走線隔斷,為降低對地電流迴路的干擾,應使信號走線與地平面垂直;模擬電路儘量靠近電路板邊緣放置,數字電路儘量靠近電源連線端放置,這樣做可以降低由數字開關引起的di/dt效應。
這兩種雙面板都在底層布有地平面,這種做法是為了方便工程師解決問題,使其可快速明了電路板的布線。廠商的演示板和評估板通常採用這種布線策略。但是,更為普遍的做法是將地平面布在電路板頂層,以降低電磁干擾
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