最近在學習一些SI的東西,從網上整理了一些資料,在這邊匯總一下,不一定對,歡迎大家提出建議和意見。
PCB(printed circuit board),印制電路板,是整個電子產品的載體。上邊布滿了大大小小的焊盤和復雜的走線,讓所有的器件通過電路連通在一起,PCB只是單純指的板子本身。如果成為產品,貼上器件,就是經過了貼片后,就變成了PCBA(printed circuit board+Assembly)。
從定義上來說,PCB是印刷電路板的簡稱,是一種用于支持電子組件的機械支撐和導電連接的板,具有導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,完成電子產品的主要部件。
從制造流程上來看,PCB的制造過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,是制造電子設備的基礎;
而PCBA則需要在已經制造好的PCB上焊接各種電子元器件,進行烘烤、測試等步驟,最終形成一個完整的電子產品。
PCB上有哪些線?
PCB板上布線的類型主要包括信號線和電源、地線。其中, 信號線為最常見的布線,類型比較多,根據布線的物理結構可以分為帶狀線、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,走在內層的就是帶狀線,當然這兩種線計算阻抗的方式是不一樣的。其實微帶和帶狀線叫法都是來自射頻電路理論,和特性阻抗之類的概念都是用于高頻電路的。
當然低頻電路比如電源線,一些高精度模擬信號線,我們走線完全不需要控制阻抗,況且電源我們要過大的電流也沒有辦法控制阻抗,因為一般控阻抗的線走的都比較細,比如4mil~8mil的樣子。
也就是說PCB板上不都是信號線,更不都是阻抗線,非高速傳輸不需要用阻抗線。
如何區分PCB上的各種線
PCB板上的地線GND,電源線,信號線線路怎么區分呢?不過這個也不是說100%絕對是正確的哦,可以用萬用表或者示波器去測量,這樣就準確的。但是也會看PCB板layout也是準確的。
地線:銅皮寬的就是地線
電源線:銅皮略寬的是電源線
信號線:信號線銅皮相對是最窄的
在 PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)上,通常有一些規則可用于區分電源線和信號線。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,相對而言,信號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,為所有信號線段賦予綠色,這樣在設計時可以更容易地區分它們。
3.布局:在 PCB的布局中,可以將電源線和信號線分開。通常情況下,在進入芯片引腳之前,電源線需要走一條短的直線,然后連接到芯片的電源引腳。信號線則可以內部連接到芯片的引腳。
4.標簽:在 PCB的設計中可以添加標簽來描述信號線和電源線。例如,可以在信號線附近的標簽中寫“Signal”,在電源線附近的標簽中寫“VCC”或“GND”。
以上是一些常用的方法,但并不是所有 PCB設計都是這樣的。實際應用中,設計者可能會根據特定的需求進行判斷和選擇。
PCB布線規則
這兒為了更好地理解PCB上不只有阻抗線,所以就撿幾條說一下PCB的布線規則:
(1) PCB板上預劃分數字、模擬、DAA信號布線區域。
(2)數字、模擬元器件及相應走線盡量分開并放置于各自的布線區域內。
(3) 高速數字信號走線盡量短。
(4) 敏感模擬信號走線盡量短。
(5)電源及臨界信號走線使用寬線。
帶狀線、微帶線
在說高速信號前,先了解一下兩種基本的信號線,對后面的阻抗、疊層都有幫助。
帶狀線(Stripline)
帶狀線是一條置于兩層導電平面之間的電介質中間的銅帶線,埋在PCB內部。
藍色部分是導體,綠色部分是PCB的絕緣電介質,stripline是嵌在兩層導體之間的帶狀導線。
因為stripline是嵌在兩層導體之間,所以它的電場分布都在兩個包它的導體(平面)之間,不會輻射出去能量,也不會受到外部的輻射干擾。但是由于它的周圍全是電介質(介電常數比1大),所以信號在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,因為信號層介于兩個參考平面之間,兩個平面會存在電容耦合,導致高速信號的邊沿變化率降低。帶狀線的電容耦合效應在邊沿變化率快于1ns的情況下更為顯著。
微帶線(Microstrip)
微帶線是一根帶狀導(信號線),與地平面之間用一種電介質隔離開。
藍色部分是導體,綠色部分是PCB的絕緣電介質,上面的藍色小塊兒是microstrip line。
黃色部分是環氧有機材料。
由于microstrip line(微帶線)的一面裸露在空氣里面(可以向周圍形成輻射或受到周圍的輻射干擾),而另一面附在PCB的絕緣電介質上,所以它形成的電場一部分分布在空中,另一部分分布在PCB的絕緣介質中。但是microstrip line中的信號傳輸速度要比stripline(帶狀線)中的信號傳輸速度快,這是其突出的優點!
微帶線為PCB提供了對RF的抑制作用,同時也可以容許比帶狀線更快的時鐘或邏輯信號。微帶線的缺點是PCB外部信號層會輻射RF能量進入環境中,除非此層上下具有金屬屏蔽。
審核編輯 黃宇
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