邊界掃描
這項(xiàng)技術(shù)早在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該進(jìn)行討論,因?yàn)樗枰獙iT的元器件來執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。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?yàn)樗鼤龃竺總€(gè)兼容器件的面積(每個(gè)芯片增加4~5個(gè)引腳以及一些線路),所以選擇這項(xiàng)技術(shù)的原則,就是所花費(fèi)的成本應(yīng)該能使診斷結(jié)果得到改善。應(yīng)記住邊界掃描可用于對UUT上的閃速存儲器和PLD器件進(jìn)行編程,這也更進(jìn)一步增加了選用該測試方法的理由。
如何處理一個(gè)有局限的設(shè)計(jì)?
如果UUT設(shè)計(jì)已經(jīng)完成并確定下來,此時(shí)選擇就很有限。當(dāng)然也可以要求在下次改版或新產(chǎn)品中進(jìn)行修改,但是工藝改善總是需要一定的時(shí)間,而你仍然要對目前的狀況進(jìn)行處理。
設(shè)計(jì)
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,印制電路板廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,幾乎所有的電子設(shè)備中都包含相應(yīng)的印制電路板。為保證電子設(shè)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(shè)計(jì)不容忽視。本文介紹了印制電路板的設(shè)計(jì)方法和技巧。
在印制電路板的設(shè)計(jì)中,元器件布局和電路連接的布線是關(guān)鍵的兩個(gè)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(gè)電路板的性能也有重要影響。在保證電路功能和性能指標(biāo)后,要滿足工藝性、檢測和維修方面的要求,元件應(yīng)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(gè)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(yīng)按電源電壓、數(shù)字及模擬電路、速度快慢、電流大小等進(jìn)行分組,以免相互干擾。
電路板上同時(shí)安裝數(shù)字電路和模擬電路時(shí),兩種電路的地線和供電系統(tǒng)完全分開,有條件時(shí)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(shí),應(yīng)安放在緊靠連接器范圍內(nèi);而低速邏輯和存儲器,應(yīng)安放在遠(yuǎn)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(shí)鐘電路和高頻電路是主要的騷擾輻射源,一定要單獨(dú)安排,遠(yuǎn)離敏感電路。
熱磁兼顧
發(fā)熱元件與熱敏元件盡可能遠(yuǎn)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(yīng)大于2mm。
⑶方向
元件排列的方向和疏密程度應(yīng)有利于空氣的對流??紤]組裝工藝,元件方向盡可能一致。
布線
1、導(dǎo)線
⑴寬度
印制導(dǎo)線的最小寬度,主要由導(dǎo)線和絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。印制導(dǎo)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(yīng)在允許的地方加寬,以降低整個(gè)地線系統(tǒng)的電阻。對長度超過80mm的導(dǎo)線,即使工作電流不大,也應(yīng)加寬以減小導(dǎo)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?dāng)_越少,并且它的寄生電抗也越低,輻射更少。特別是場效應(yīng)管柵極,三極管的基極和高頻回路更應(yīng)注意布線要短。
⑶間距
相鄰導(dǎo)線之間的距離應(yīng)滿足電氣安全的要求,串?dāng)_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(yīng)盡量寬些,選擇最小間距至少應(yīng)該適合所施加的電壓。這個(gè)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(dāng)電路中存在有市電電壓時(shí),出于安全的需要間距應(yīng)該更寬些。
⑷路徑
信號路徑的寬度,從驅(qū)動到負(fù)載應(yīng)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(yīng)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(dāng)兩條導(dǎo)線以銳角相遇連接時(shí),應(yīng)將銳角改成圓形。
2、孔徑和焊盤尺寸
元件安裝孔的直徑應(yīng)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(yīng)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(shí),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(dāng)鋪設(shè)高速信號通道時(shí),過孔應(yīng)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(yīng)該確保每根信號線的過孔數(shù)一樣。并且應(yīng)盡量減少過孔數(shù)量,必要時(shí)需設(shè)置印制導(dǎo)線保護(hù)環(huán)或保護(hù)線,以防止振蕩和改善電路性能。