发布时间:2021-08-18 阅读量:2385 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
PCB设计看似复杂,既要考虑各种信号的走向又要顾虑到能量的传递,干扰与发热带来的苦恼也时时如影随形。但实际上总结归纳起来非常清晰,可以从两个方面去入手:
说得直白一些就是:“怎么摆”和“怎么连”。
听起来是不是非常easy?下面让我们先来梳理下“怎么摆”:
1.遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局。这个和吃自助餐的道理是一样的:自助餐胃口有限先挑喜欢的吃,PCB空间有限先挑重要的摆。
2.布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件。布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短;减少信号跑的冤枉路,防止在路上出意外。

3.元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元器件周围要有足够的空间,弄得太挤局面往往会变得很尴尬。
4.相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局。

5.同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致,便于生产和检验。

6.发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。

7.高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间隔要充分。元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起,以便于将来的电源分隔。

以上即是关于“怎么摆”即布局的主要注意事项。而关于“怎么连”则相对要更复杂一些,大体来说就是:
键信号线优先:摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线;
密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线最密集的区域开始布线。

图:PCB布局示例
晶振的启动时间,通常是指其通电后进入稳定振荡状态所需的时间。若启动时间过长,可从以下五个常见的影响因素方面进行优化。
RTC(Real-Time Clock,实时时钟)芯片作为一种独立的专用计时器件,其核心功能包括提供稳定的日历时钟、在主电源断电后持续运行、支持定时中断以及输出高精度时间戳,为各类嵌入式系统提供可靠的时间基准。
时钟系统是保障微控制器(MCU)稳定运行的核心,而晶振作为关键时钟源,主要分为无源晶振与有源晶振两种类型。下面将围绕工作原理、硬件接口、电气特性及其在MCU中的适配场景等维度,系统解析这两类晶振与MCU之间的关联逻辑。
恒温晶振(Oven Controlled Crystal Oscillator,简称OCXO)是高精度频率源的核心组件,选用切型更优(如SC切、AT切高精度型)、封装应力极小的高Q值晶片,通过恒温槽的超精密控温,让晶振始终工作在零温度系数点,几乎消除温度引发的频率漂移。
晶振倍频干扰(即高次谐波辐射)是电磁兼容(EMC)设计中非常棘手的问题,通常表现为基频25MHz的5次、7次谐波(如125MHz、175MHz等)处辐射超标。该问题源于晶振输出方波信号包含丰富的高次谐波成分,若PCB布局不当,晶振及其走线极易构成高效辐射天线,导致电磁干扰增强。