電路設計注意問(wèn)題

電路（電子線(xiàn)路）是由電氣設備和元器件按一定方式聯(lián)接起來(lái)，為電流流通提供了路徑的總體，也叫電子網(wǎng)路。電路的大小可以相差很大，小到硅片上的集成電路，大到輸電網(wǎng)。

電路稱(chēng)電子回路，是由電氣設備和元器件，按一定方式聯(lián)接起來(lái)，為電荷流通提供了路徑的總體，也叫電子線(xiàn)路或稱(chēng)電氣回路，簡(jiǎn)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò )或回路。如電阻、電容、電感、二極管、三極管和開(kāi)關(guān)等，構成的網(wǎng)絡(luò )。

電路設計應該注意的問(wèn)題

模擬電路構建了電子行業(yè)的基礎，至今為止，電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到如此高的水平。但如果我們觀(guān)察各種電子電路的發(fā)展會(huì )發(fā)現：幾乎所有的電子技術(shù)都離不開(kāi)放大技術(shù)。即使是數字芯片內部，其基本單元都是互補型源極接地放大電路。下文將模擬電路設計中應該注意的問(wèn)題進(jìn)行了總結。

（1）為了獲得具有良好穩定性的反饋電路，通常要求在反饋環(huán)外面使用一個(gè)小電阻或扼流圈給容性負載提供一個(gè)緩沖。

（2）積分反饋電路通常需要一個(gè)小電阻（約 560 歐）與每個(gè)大于 10pF 的積分電容串聯(lián)。

（3）在反饋環(huán)外不要使用主動(dòng)電路進(jìn)行濾波或控制 EMC 的 RF 帶寬，而只能使用被動(dòng)元件（最好為 RC 電路）。僅僅在運放的開(kāi)環(huán)增益比閉環(huán)增益大的頻率下，積分反饋方法才有效。在更高的頻率下，積分電路不能控制頻率響應。

（4）為了獲得一個(gè)穩定的線(xiàn)性電路，所有連接必須使用被動(dòng)濾波器或其他抑制方法（如光電隔離）進(jìn)行保護。

（5）使用 EMC 濾波器，并且與 IC 相關(guān)的濾波器都應該和本地的 0V 參考平面連接。

（6）在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器，任何在沒(méi)有屏蔽系統內部的導線(xiàn)連接處都需要濾波，因為存在天線(xiàn)效應。另外，在具有數字信號處理或開(kāi)關(guān)模式的變換器的屏蔽系統內部的導線(xiàn)連接處也需要濾波。

（7）在模擬 IC 的電源和地參考引腳需要高質(zhì)量的 RF 去耦，這一點(diǎn)與數字 IC 一樣。但是模擬 IC 通常需要低頻的電源去耦，因為模擬元件的電源噪聲抑制比（PSRR）在高于 1KHz 后增加很少。在每個(gè)運放、比較器和數據轉換器的模擬電源走線(xiàn)上都應該使用 RC 或 LC 濾波。電源濾波器的拐角頻率應該對器件的 PSRR 拐角頻率和斜率進(jìn)行補償，從而在整個(gè)工作頻率范圍內獲得所期望的 PSRR 。

（8）對于高速模擬信號，根據其連接長(cháng)度和通信的最高頻率，傳輸線(xiàn)技術(shù)是必需的。即使是低頻信號，使用傳輸線(xiàn)技術(shù)也可以改善其抗干擾性，但是沒(méi)有正確匹配的傳輸線(xiàn)將會(huì )產(chǎn)生天線(xiàn)效應。

（9）避免使用高阻抗的輸入或輸出，它們對于電場(chǎng)是非常敏感的。

（10）由于大部分的輻射是由共模電壓和電流產(chǎn)生的，并且因為大部分環(huán)境的電磁干擾都是共模問(wèn)題產(chǎn)生的，因此在模擬電路中使用平衡的發(fā)送和接收（差分模式）技術(shù)將具有很好的 EMC 效果，而且可以減少串擾。平衡電路（差分電路）驅動(dòng)不會(huì )使用 0V 參考系統作為返回電流回路，因此可以避免大的電流環(huán)路，從而減少 RF 輻射。

（11）比較器必須具有滯后（正反饋），以防止因為噪聲和干擾而產(chǎn)生的錯誤的輸出變換，也可以防止在斷路點(diǎn)產(chǎn)生振蕩。不要使用比需要速度更快的比較器（將 dV/dt 保持在滿(mǎn)足要求的范圍內，盡可能低）。

（12）有些模擬 IC 本身對射頻場(chǎng)特別敏感，因此常常需要使用一個(gè)安裝在 PCB 上，并且與 PCB 的地平面相連接的小金屬屏蔽盒，對這樣的模擬元件進(jìn)行屏蔽。注意，要保證其散熱條。

模擬電路幾乎覆蓋整個(gè)電子領(lǐng)域，任何一個(gè)電子線(xiàn)路的功能實(shí)現都會(huì )涉及到模擬電路。模擬電路的設計通常比數字電路更為困難，對設計人員的水平要求更高。這也是模擬電路系統比數字電路系統更加普及的原因之一。

開(kāi)關(guān)電源PCB的設計詳解
（一）從原理圖到PCB的設計流程

建立元件參數—>輸入原理網(wǎng)表—>設計參數設置—>手工布局—>手工布線(xiàn)—>驗證設計—>復查—>CAM輸出。

（二）參數設置

相鄰導線(xiàn)間距必須能滿(mǎn)足電氣安全要求，而且為了便于操作和生產(chǎn)，間距也應盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓，在布線(xiàn)密度較低時(shí)，信號線(xiàn)的間距可適當地加大，對高、低電平懸殊的信號線(xiàn)應盡可能地短且加大間距，一般情況下將走線(xiàn)間距設為8mil。

焊盤(pán)內孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm，這樣可以避免加工時(shí)導致焊盤(pán)缺損。當與焊盤(pán)連接的走線(xiàn)較細時(shí)，要將焊盤(pán)與走線(xiàn)之間的連接設計成水滴狀，這樣的好處是焊盤(pán)不容易起皮，而是走線(xiàn)與焊盤(pán)不易斷開(kāi)。

（三）元器件布局

實(shí)踐證明，即使電路原理圖設計正確，印制電路板設計不當，也會(huì )對電子設備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條細平行線(xiàn)靠得很近，則會(huì )形成信號波形的延遲，在傳輸線(xiàn)的終端形成反射噪聲；由于電源、地線(xiàn)的考慮不周到而引起的干擾，會(huì )使產(chǎn)品的性能下降，因此，在設計印制電路板的時(shí)候，應注意采用正確的方法。每一個(gè)開(kāi)關(guān)電源都有四個(gè)電流回路：

1、電源開(kāi)關(guān)交流回路

2、輸出整流交流回路

3、輸入信號源電流回路

4、輸出負載電流回路輸入回路

通過(guò)一個(gè)近似直流的電流對輸入電容充電，濾波電容主要起到一個(gè)寬帶儲能作用；類(lèi)似地，輸出濾波電容也用來(lái)儲存來(lái)自輸出整流器的高頻能量，同時(shí)消除輸出負載回路的直流能量。

建立開(kāi)關(guān)電源布局的最好方法與其電氣設計相似，最佳設計流程如下：

1.放置變壓器

2.設計電源開(kāi)關(guān)電流回路

3.設計輸出整流器電流回路

4.連接到交流電源電路的控制電路

（四）布線(xiàn)

開(kāi)關(guān)電源中包含有高頻信號，PCB上任何印制線(xiàn)都可以起到天線(xiàn)的作用，印制線(xiàn)的長(cháng)度和寬度會(huì )影響其阻抗和感抗，從而影響頻率響應。即使是通過(guò)直流信號的印制線(xiàn)也會(huì )從鄰近的印制線(xiàn)耦合到射頻信號并造成電路問(wèn)題（甚至再次輻射出干擾信號）。因此應將所有通過(guò)交流電流的印制線(xiàn)設計得盡可能短而寬，這意味著(zhù)必須將所有連接到印制線(xiàn)和連接到其他電源線(xiàn)的元器件放置得很近。

（五）檢查

布線(xiàn)設計完成后，需認真檢查布線(xiàn)設計是否符合設計者所制定的規則，同時(shí)也需確認所制定的規則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查線(xiàn)與線(xiàn)、線(xiàn)與元件焊盤(pán)、線(xiàn)與貫通孔、元件焊盤(pán)與貫通孔、貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。電源線(xiàn)和地線(xiàn)的寬度是否合適，在PCB中是否還有能讓地線(xiàn)加寬的地方。注意：有些錯誤可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，檢查間距時(shí)會(huì )出錯；另外每次修改過(guò)走線(xiàn)和過(guò)孔之后，都要重新覆銅一次。

（六）設計輸出

輸出光繪文件的注意事項：

1、需要輸出的層有布線(xiàn)層（底層）、絲印層（包括頂層絲印、底層絲印）、阻焊層（底層阻焊）、鉆孔層（底層），另外還要生成鉆孔文件（NC Drill）

2、設置絲印層的Layer時(shí)，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Line

3、在設置每層的Layer時(shí)，將Board Outline選上，設置絲印層的Layer時(shí)，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Lin.

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