邊界掃描
這項技術(shù)早在產(chǎn)品設計階段就應該進行討論,因為它需要專門的元器件來執(zhí)行這項任務。在以數(shù)字電路為主的UUT中,可以購買帶有IEEE1194(邊界掃描)支持的器件,這樣只做很少或不用探測就能解決大部分診斷問題。邊界掃描會降低UUT的整體功能性,因為它會增大每個兼容器件的面積(每個芯片增加4~5個引腳以及一些線路),所以選擇這項技術(shù)的原則,就是所花費的成本應該能使診斷結(jié)果得到改善。應記住邊界掃描可用于對UUT上的閃速存儲器和PLD器件進行編程,這也更進一步增加了選用該測試方法的理由。
如何處理一個有局限的設計?
如果UUT設計已經(jīng)完成并確定下來,此時選擇就很有限。當然也可以要求在下次改版或新產(chǎn)品中進行修改,但是工藝改善總是需要一定的時間,而你仍然要對目前的狀況進行處理。
設計
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,印制電路板廣泛應用于各個領域,幾乎所有的電子設備中都包含相應的印制電路板。為保證電子設備正常工作,減少相互間的電磁干擾,降低電磁污染對人類及生態(tài)環(huán)境的不利影響,電磁兼容設計不容忽視。本文介紹了印制電路板的設計方法和技巧。
在印制電路板的設計中,元器件布局和電路連接的布線是關(guān)鍵的兩個環(huán)節(jié)。[1]
布局
布局,是把電路器件放在印制電路板布線區(qū)內(nèi)。布局是否合理不僅影響后面的布線工作,而且對整個電路板的性能也有重要影響。在保證電路功能和性能指標后,要滿足工藝性、檢測和維修方面的要求,元件應均勻、整齊、緊湊布放在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接,以得到均勻的組裝密度。
按電路流程安排各個功能電路單元的位置,輸入和輸出信號、高電平和低電平部分盡可能不交叉,信號傳輸路線最短。
功能區(qū)分
元器件的位置應按電源電壓、數(shù)字及模擬電路、速度快慢、電流大小等進行分組,以免相互干擾。
電路板上同時安裝數(shù)字電路和模擬電路時,兩種電路的地線和供電系統(tǒng)完全分開,有條件時將數(shù)字電路和模擬電路安排在不同層內(nèi)。電路板上需要布置快速、中速和低速邏輯電路時,應安放在緊靠連接器范圍內(nèi);而低速邏輯和存儲器,應安放在遠離連接器范圍內(nèi)。這樣,有利于減小共阻抗耦合、輻射和交擾的減小。時鐘電路和高頻電路是主要的騷擾輻射源,一定要單獨安排,遠離敏感電路。
熱磁兼顧
發(fā)熱元件與熱敏元件盡可能遠離,要考慮電磁兼容的影響。
工藝性
⑴層面
貼裝元件盡可能在一面,簡化組裝工藝。
⑵距離
元器件之間距離的最小限制根據(jù)元件外形和其他相關(guān)性能確定,目前元器件之間的距離一般不小于0.2 mm~0.3mm,元器件距印制板邊緣的距離應大于2mm。
⑶方向
元件排列的方向和疏密程度應有利于空氣的對流。考慮組裝工藝,元件方向盡可能一致。
布線
1、導線
⑴寬度
印制導線的最小寬度,主要由導線和絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。印制導線可盡量寬一些,尤其是電源線和地線,在板面允許的條件下盡量寬一些,即使面積緊張的條件下一般不小于1mm。特別是地線,即使局部不允許加寬,也應在允許的地方加寬,以降低整個地線系統(tǒng)的電阻。對長度超過80mm的導線,即使工作電流不大,也應加寬以減小導線壓降對電路的影響。
⑵長度
要極小化布線的長度,布線越短,干擾和串擾越少,并且它的寄生電抗也越低,輻射更少。特別是場效應管柵極,三極管的基極和高頻回路更應注意布線要短。
⑶間距
相鄰導線之間的距離應滿足電氣安全的要求,串擾和電壓擊穿是影響布線間距的主要電氣特性。為了便于操作和生產(chǎn),間距應盡量寬些,選擇最小間距至少應該適合所施加的電壓。這個電壓包括工作電壓、附加的波動電壓、過電壓和因其它原因產(chǎn)生的峰值電壓。當電路中存在有市電電壓時,出于安全的需要間距應該更寬些。
⑷路徑
信號路徑的寬度,從驅(qū)動到負載應該是常數(shù)。改變路徑寬度對路徑阻抗(電阻、電感、和電容)產(chǎn)生改變,會產(chǎn)生反射和造成線路阻抗不平衡。所以,最好保持路徑的寬度不變。在布線中,最好避免使用直角和銳角,一般拐角應該大于90°。直角的路徑內(nèi)部的邊緣能產(chǎn)生集中的電場,該電場產(chǎn)生耦合到相鄰路徑的噪聲,45°路徑優(yōu)于直角和銳角路徑。當兩條導線以銳角相遇連接時,應將銳角改成圓形。
2、孔徑和焊盤尺寸
元件安裝孔的直徑應該與元件的引線直徑較好的匹配,使安裝孔的直徑略大于元件引線直徑的(0.15~0.3)mm。通常DIL封裝的管腳和絕大多數(shù)的小型元件使用0.8mm的孔徑,焊盤直徑大約為2mm。對于大孔徑焊盤為了獲得較好的附著能力,焊盤的直徑與孔徑之比,對于環(huán)氧玻璃板基大約為2,而對于苯酚紙板基應為(2.5~3)。
過孔,一般被使用在多層PCB中,它的最小可用直徑是與板基的厚度相關(guān),通常板基的厚度與過孔直徑比是6:1。高速信號時,過孔產(chǎn)生(1~4)nH的電感和(0.3~0.8)pF的電容的路徑。因此,當鋪設高速信號通道時,過孔應該被保持到絕對的最小。對于高速的并行線(例如地址和數(shù)據(jù)線),如果層的改變是不可避免,應該確保每根信號線的過孔數(shù)一樣。并且應盡量減少過孔數(shù)量,必要時需設置印制導線保護環(huán)或保護線,以防止振蕩和改善電路性能。