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電源電路設(shè)計(jì)技巧范文第1篇

關(guān)鍵詞： Protel 99 SE；PCB；設(shè)計(jì)；技巧

中圖分類號：TM02文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1006-4311（2012）08-0028-02

0引言

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電氣行業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提高，電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜，PCB電路板設(shè)計(jì)的科學(xué)規(guī)范性及布局、布線合理性就變得越來越重要。Protel 99 SE軟件是ProklTechnology公司開發(fā)的基于Windows環(huán)境下的電路板設(shè)計(jì)軟件。該軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，是線路板設(shè)計(jì)工作人員的首選工具。雖然Protel 99 SE應(yīng)用軟件功能強(qiáng)大，但是如果不合理的運(yùn)用軟件、不掌握一些設(shè)計(jì)規(guī)則及技巧，光靠一個(gè)功能強(qiáng)大的軟件設(shè)計(jì)制作出優(yōu)質(zhì)的PCB印刷線路板也是一件很難的事情。

1Protel 99 SE軟件簡介

Protel99 SE主要由原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)、印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)兩大部分組成。

1.1 SCH原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)SCH設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要用于原理圖的設(shè)計(jì)。它可以為印刷電路板設(shè)計(jì)提供網(wǎng)絡(luò)表。編輯器除了具有原理圖編輯功能以外，其分層組織設(shè)計(jì)功能、設(shè)計(jì)同步器、電氣設(shè)計(jì)檢驗(yàn)功能及打印輸出功能，可以使用戶輕松地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

1.2 PCB印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一個(gè)功能強(qiáng)大的印刷電路板設(shè)計(jì)編輯器，具有非常專業(yè)的交互式布線及元件布局的特點(diǎn)，用于印刷電路板的設(shè)計(jì)并最終產(chǎn)生PCB文件，直接關(guān)系到印刷電路板的生產(chǎn)。Protel 99 SE的印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以進(jìn)行多達(dá)32層信號層、16層內(nèi)部電源/接地層的布線設(shè)計(jì)，交互式的元件布置工具極大地減少了印刷板設(shè)計(jì)的時(shí)間。同時(shí)它具有專業(yè)水準(zhǔn)的PCB信號完整性分析工具、PCB三維視圖預(yù)覽工具。

2SCH設(shè)計(jì)技巧

在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之前，首先要準(zhǔn)備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用Protel自帶的庫，但一般情況下很難找到合適的，最好是自己根據(jù)所選器件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫，再做SCH的元件庫。根據(jù)SCH的元件庫，完成原理圖的設(shè)計(jì)。原理圖設(shè)計(jì)主要是為PCB生成網(wǎng)絡(luò)表，不涉及實(shí)際布局布線等問題，但也要規(guī)范，要按照元器件的工作接線順序擺放元件，盡量與元件實(shí)際位置相符，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號明確，若元件過多應(yīng)采用總圖與子圖聯(lián)合的畫圖方式，做模塊間的連接，使電路簡單明了，網(wǎng)絡(luò)清晰。

3PCB設(shè)計(jì)技巧

3.1 元器件布局技巧Protel 99 SE應(yīng)用軟件提供手動(dòng)布局和自動(dòng)布局兩種操作方式，通常使用手動(dòng)方式，不建議采用自動(dòng)布局。在PCB板圖設(shè)計(jì)過程中，元件布局是極其重要的一步，元件布局的好壞從根本上決定了該P(yáng)CB板圖的設(shè)計(jì)質(zhì)量和下一步布線的難易程度。首先，要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時(shí)，印制線條過長，增加阻抗，增強(qiáng)噪聲，成本也增加；尺寸過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比3：2或4：3為佳。同時(shí)，也要根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置的尺寸，按結(jié)構(gòu)要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并給予這些器件鎖定狀態(tài)，再根據(jù)布局區(qū)域和元件的特殊要求設(shè)置禁止布線區(qū)。PCB尺寸確定后，再確定特殊元件的位置，最后根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進(jìn)行布局。

布局時(shí)要遵循“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件等應(yīng)優(yōu)先布局。以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上．盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，盡可能保持方向一致。

在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。

同一種電源的器件盡量放在一起，以便于電源分割。高電壓、大電流信號與小電流、低電壓的信號要分開，模擬信號與數(shù)字信號要分開，高頻信號與低頻信號要分開，高頻元器件的間隔要充分；完成同一功能的電路，應(yīng)盡量靠近放置，并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡單。同類型插裝元器件在橫軸或縱軸方向上應(yīng)朝一個(gè)方向放置，便于生產(chǎn)和檢驗(yàn)；對于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強(qiáng)度，除溫度檢測元件以外的溫度敏感元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件放置，必要時(shí)還應(yīng)考慮熱對流措施。每個(gè)集成電路IC最好加一個(gè)高頻去耦電容，IC去耦電容要盡量靠近IC的電源、地管腳，并使之與電源和地形成的最短回路。

3.2 布線技巧Protel 99 SE應(yīng)用軟件同樣提供手動(dòng)布線和自動(dòng)布線兩種方式，通常采用手動(dòng)-自動(dòng)-手動(dòng)完成整板的布線。布線是整個(gè)PCB設(shè)計(jì)中最重要的工序，這將直接影響著PCB板的性能好壞。布線要整齊，布通不是目標(biāo)，更不能縱橫交錯(cuò)毫無原則。布線時(shí)除了要遵循常規(guī)的布線原則外主要還應(yīng)掌握以下技巧：

電源、地線的處理：在整個(gè)PCB板的布線中，電源及地線的處理占據(jù)著極其重要的地位，由于電源、地線考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)。所以對電源、地線的布線一定要認(rèn)真對待，把電源、地線所產(chǎn)生的噪聲干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。布線時(shí)電源、地線盡量不要平行，如是雙面板，應(yīng)一層橫向?yàn)殡娫淳€，另一層縱向?yàn)榈鼐€，即垂直布線。電源和地線之間要加上高頻去耦電容，通常加瓷片電容104即可。盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，信號線最細(xì)，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3mm，最細(xì)不低于0.05～0.07mm，電源線為1.2～2.5mm，對數(shù)字電路的PCB可用寬的地線組成一個(gè)回路，即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來使用，或用大面積覆銅做地線用，在印刷板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用，或是做成多層板，電源、地線各占一層。由于電源層和地層的電場是變化的，在線路板的邊緣會(huì)向外輻射電磁干擾，通過將電源層內(nèi)縮、地線層外延，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)，盡量把電場限制在接地層邊沿內(nèi)，以減小電磁干擾。

PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角，盡可能采用45°的折線布線，不可使用90°折線，以減小高頻信號的輻射，要求較高的信號線還要用雙弧線。

3.3 其它抗干擾技巧在PCB電路板設(shè)計(jì)中，晶體振蕩器的外殼一般要接地，在晶振等對噪聲特別敏感的元器件下面不要走線，而且晶振引腳要緊挨著所連接元件的引腳，引線不要過長；閑置不用的邏輯電路輸入端不要懸空，應(yīng)根據(jù)具體的邏輯關(guān)系連接相應(yīng)的上拉或下拉電阻，對應(yīng)接好電源或地；閑置不用的運(yùn)放正輸入端要接地，負(fù)輸入端接輸出端；任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小。信號線的過孔要盡量少，關(guān)鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護(hù)地來盡量減小信號的回路面積。在高速，高密度的PCB設(shè)計(jì)時(shí)，過孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間，此外，過孔越小，其自身的寄生電容也越小，更適合用于高速電路。

4結(jié)論

不難看出，Protel 99 SE環(huán)境下，PCB設(shè)計(jì)、制作過程中重點(diǎn)環(huán)節(jié)是布線，而布線的關(guān)鍵點(diǎn)在于抗干擾中起絕對作用的地線。因此，掌握一些PCB布線的技巧對于做好印刷線路板來說是至關(guān)重要的，只靠軟件功能的強(qiáng)大是做不出優(yōu)質(zhì)的電路板的。本文研究了幾點(diǎn)實(shí)際運(yùn)用中的設(shè)計(jì)及布線技巧，希望會(huì)對于PCB的設(shè)計(jì)、制作者起到拋磚引玉的作用，進(jìn)一步推進(jìn)印刷線路板制作工藝又快又好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]任楓軒，李偉.PCB設(shè)計(jì)與制作[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]趙亞飛，李夢娟，盧進(jìn)軍.基于Protel99 SE環(huán)境下的PCB抗干擾研究[J].科技信息.2010（07）.

電源電路設(shè)計(jì)技巧范文第2篇

【關(guān)鍵詞】PCB;布局布線;抗干擾;SMT

《電子電路設(shè)計(jì)》課程是一門理論與實(shí)際結(jié)合性很強(qiáng)，極具實(shí)踐性的新興課程，是高職機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)技能課程之一。近年來在高職院校的項(xiàng)目教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，在本門課程的教學(xué)中常常只是將重點(diǎn)放在對電子電路設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件的功能熟練操作上，卻忽視了對PCB板設(shè)計(jì)的一些實(shí)用應(yīng)用，特別是如果設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品與生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)，這樣其能不能經(jīng)過產(chǎn)品測試并進(jìn)入到實(shí)際的生產(chǎn)中，我們要打個(gè)大在的問號。不然要么會(huì)大大提高了生產(chǎn)成本，要么是不符合生產(chǎn)要求而放棄。那么如何在這門課程的教學(xué)中實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)的聯(lián)接，將是本文將要探討的問題。

實(shí)踐證明，對電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)師尤其是線路板設(shè)計(jì)人員來說，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，可是如果印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。因?yàn)殡S著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PCB板的密度越來越高。PCB板設(shè)計(jì)的好壞對于抗干擾 能力影響很大。因此，在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候，就要學(xué)會(huì)掌握各種電路設(shè)計(jì)技巧，注意采用正確的設(shè)計(jì)方法。為此，我們在《電子電路設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)內(nèi)容方面做了很多全面的創(chuàng)新，增加了PCB設(shè)計(jì)技巧應(yīng)用技能，充分提升了課程的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)了專業(yè)技能課程的實(shí)踐性及可制造性。最終完成這門課程的職業(yè)目標(biāo)。

一、布局布線技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

隨著微孔和單片高密度集成系統(tǒng)等新硬件技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，自由角度布線、自動(dòng)布局和3D布局布線等各種新軟件將會(huì)成為電路板設(shè)計(jì)人員必備的設(shè)計(jì)工具之一。早期的一些電路板設(shè)計(jì)工具，有提供布局的專門布局軟件，布線也有專門的布線軟件，兩者之間聯(lián)系不大。而隨著球柵陣列封裝的高密度單芯片、高密度連接器、微孔內(nèi)建技術(shù)以及三維板在印刷電路板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越多，布局和布線已越來越一體化，并成為設(shè)計(jì)過程中相當(dāng)重要組成部分。近年來，自動(dòng)布局和自由角度布線等軟件技術(shù)已漸漸成為解決這類高度一體化問題的重要方法，利用這些軟件能在短時(shí)間范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出可制造的電路板。在目前電子產(chǎn)品快消時(shí)代來臨的情況下，手動(dòng)布線極為耗時(shí)，不合時(shí)宜。因此，現(xiàn)在要求布局布線工具具有自動(dòng)布線功能，以快速響應(yīng)市場對產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出的要求。在利用這一技巧時(shí)，我們應(yīng)重點(diǎn)告訴學(xué)生如何設(shè)計(jì)約束條件。由于要考慮電磁兼容（EMC）及電磁干擾、串?dāng)_、信號延遲和差分對布線等高密度設(shè)計(jì)因素，布局布線的約束條件每年都在增加，所以這就要求布線工具具有更大的靈活性，它必須能夠使用不同的約束條件，能適應(yīng)不同的微孔和構(gòu)建技術(shù)的要求。

現(xiàn)在，自動(dòng)布線技術(shù)已極為普及。我們有理由相信，自由角度布線、自動(dòng)布局和3D布局等各種新電子設(shè)計(jì)軟件技術(shù)也會(huì)同自動(dòng)布線技術(shù)一樣成為PCB板設(shè)計(jì)人員的日常設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)人員可用這些新技術(shù)來解決微孔和單片高密度集成系統(tǒng)等新型硬件技術(shù)問題。

二、PCB設(shè)計(jì)抗干擾措施

在設(shè)計(jì)中，要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布且及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì) 質(zhì)量好、造價(jià)低的PCB.以往在這個(gè)過程中我們會(huì)在教學(xué)中傳授PCB設(shè)計(jì)的一般原則。而PCB及電路抗干擾措施卻往往被忽視。

其實(shí)印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計(jì)的 幾項(xiàng)常用措施做一些說明。

1.對于電源線的設(shè)計(jì)，我們要根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)應(yīng)使電源線、地線的走向跟數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有利于增強(qiáng)抗噪聲能力。

2.對于地線設(shè)計(jì)，我們可以利用這幾個(gè)原則：首先數(shù)字地與模擬地分開。如果線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量 分開。同時(shí)低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后 再并聯(lián)接地。而高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線要短而粗，高頻元件周圍盡量使用 柵格狀大面積鋪銅等辦法。其次接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的額定電流。如果可以，接地線可在2～3mm以上。最后接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多 能提高抗噪聲能力。

3.用好去耦電容是PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法，我們可在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)?退藕電容。退藕電容的一般配置原則有如下幾點(diǎn)：第一電源輸入端跨接10～100uf的電解電容器。如果可以就接100uF以上的更好。第二是每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，如果印制板空間不足，可每4～8個(gè)芯片布置一個(gè)1～10pF的電容。第三是對于RAM、ROM存儲(chǔ)器件，應(yīng)在芯片 的電源線和地線之間直接接上退藕電容。 第四是電容接線不能太長，尤其是高頻旁路 電容不能有引線。除此之外，還應(yīng)注意以下兩方面：第一在印制板中有接觸器、繼電器、 按鈕等元件時(shí)。操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生火花放電，必須采用RC 電路 來吸收放電電流。第二CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時(shí)對不用腳要接地或接電源處理。

三、可制造性分析

現(xiàn)代電子產(chǎn)品的生產(chǎn)基本都是依靠SMT來進(jìn)行生產(chǎn)，因此我們在設(shè)計(jì)的時(shí)候就必須讓學(xué)生們知道要了解SMT的制造過程，這樣我們設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品才能符合生產(chǎn)的要求。在SMT生產(chǎn)工藝流程中，通常將SMT分為掛膠制程（波峰焊）和錫膏制程（回流焊）。它們的主要分別是：貼片前的工藝不同，前者使用貼片膠，后者使用焊錫膏。貼片后的工藝不同，前者過回流爐只起固定作用、還須過波峰焊，后者過回流爐起焊接作用。那么在設(shè)計(jì)和選擇的時(shí)候除了考慮以上特點(diǎn)，接下來就要考慮下面的幾個(gè)問題：

1.拼板是否用陰陽板？優(yōu)缺點(diǎn)？

2.是否采用拼板及拼板的個(gè)數(shù)？

現(xiàn)在幾乎所有的小電路板設(shè)計(jì)完成后都需進(jìn)行陰陽拼板，一般為四拼一的方式。所謂陰陽板就是我們通常所見的在一個(gè)拼板中的同一面既有TOP面又有BOTTOM面的PCB電路板。因此陰陽板拼板其實(shí)就是將兩塊同樣的PCB板，一塊正放另一塊反放拼在一起看作是一塊PCB板。在SMT生產(chǎn)過程中，從而進(jìn)行過爐焊接，焊完一面，不需改動(dòng)貼片機(jī)的程序，再將其翻轉(zhuǎn)焊接另一面，最終焊接完成全板。在此我們闡述下采用此種拼版形式的優(yōu)點(diǎn)：一是可以充分利用SMT長線的優(yōu)勢降低了生產(chǎn)成本。二是采用陰陽板，在開始編制程序的時(shí)候就達(dá)到節(jié)省優(yōu)化程序的時(shí)間了。采用陰陽板，也就是將兩面的程序合成一個(gè)程序來做，這樣只要針對一個(gè)程序來考慮優(yōu)化肯定會(huì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。三是采用陰陽板，在附加工具和輔料方面也會(huì)有很大的節(jié)?。ㄡ槍Σ糠之a(chǎn)品來說）。通常能省一半。最后在生產(chǎn)效率上面來說，可以提高產(chǎn)量。如果做單面板，要采用手工焊接元器件，會(huì)降低了生產(chǎn)效率。還有就是由于陰陽板是一個(gè)貼裝程序，這樣在生產(chǎn)的時(shí)候就比兩面程序，減少了基板搬運(yùn)時(shí)間，從而使生產(chǎn)效率大大提高。這些PCB設(shè)計(jì)技巧在我們以往課堂教學(xué)及高職教材內(nèi)容上面總是容易被忽視，可是對于從事PCB專業(yè)人員來說卻是必需掌握的。因此，在本門課程教學(xué)改革過程中，我們增加了這些PCB設(shè)計(jì)應(yīng)用技巧及可制造性分析，達(dá)到了對課程改革的職業(yè)目標(biāo)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]王平，田文娟.電子CAD教程[M].東南大學(xué)出版社，2009.

電源電路設(shè)計(jì)技巧范文第3篇

關(guān)鍵詞：PCB；無線射頻；RF電路；設(shè)計(jì)

1引言

射頻(RF)PCB設(shè)計(jì)，在目前公開出版的理論上具有很多不確定性，常被形容為一種“黑色藝術(shù)”。通常情況下，對于微波以下頻段的電路(包括低頻和低頻數(shù)字電路)，在全面掌握各類設(shè)計(jì)原則前提下的仔細(xì)規(guī)劃是一次性成功設(shè)計(jì)的保證。對于微波以上頻段和高頻的PC類數(shù)字電路。則需要2~3個(gè)版本的PCB方能保證電路品質(zhì)。而對于微波以上頻段的RF電路．則往往需要更多版本的：PCB設(shè)計(jì)并不斷完善，而且是在具備相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的前提下。由此可知RF電設(shè)計(jì)上的困難。

2RF電路設(shè)計(jì)的常見問題

2．1數(shù)字電路模塊和模擬電路模塊之間的干擾

如果模擬電路(射頻)和數(shù)字電路單獨(dú)工作，可能各自工作良好。但是，一旦將二者放在同一塊電路板上，使用同一個(gè)電源一起工作，整個(gè)系統(tǒng)很可能就不穩(wěn)定。這主要是因?yàn)閿?shù)字信號頻繁地在地和正電源(>3V)之間擺動(dòng)，而且周期特別短，常常是納秒級的。由于較大的振幅和較短的切換時(shí)間。使得這些數(shù)字信號包含大量且獨(dú)立于切換頻率的高頻成分。在模擬部分，從無線調(diào)諧回路傳到無線設(shè)備接收部分的信號一般小于lμV。因此數(shù)字信號與射頻信號之間的差別會(huì)達(dá)到120dB。顯然．如果不能使數(shù)字信號與射頻信號很好地分離。微弱的射頻信號可能遭到破壞,這樣一來，無線設(shè)備工作性能就會(huì)惡化，甚至完全不能工作。

2．2供電電源的噪聲干擾

射頻電路對于電源噪聲相當(dāng)敏感,尤其是對毛刺電壓和其他高頻諧波。微控制器會(huì)在每個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期內(nèi)短時(shí)間突然吸人大部分電流,這是由于現(xiàn)代微控制器都采用CMOS工藝制造。因此。假設(shè)一個(gè)微控制器以lMHz的內(nèi)部時(shí)鐘頻率運(yùn)行，它將以此頻率從電源提取電流。如果不采取合適的電源去耦．必將引起電源線上的電壓毛刺。如果這些電壓毛刺到達(dá)電路RF部分的電源引腳,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致工作失效。

2．3不合理的地線

如果RF電路的地線處理不當(dāng),可能產(chǎn)生一些奇怪的現(xiàn)象。對于數(shù)字電路設(shè)計(jì),即使沒有地線層,大多數(shù)數(shù)字電路功能也表現(xiàn)良好。而在RF頻段，即使一根很短的地線也會(huì)如電感器一樣作用。粗略地計(jì)算,每毫米長度的電感量約為lnH,433MHz時(shí)10toniPCB線路的感抗約27Ω。如果不采用地線層，大多數(shù)地線將會(huì)較長，電路將無法具有設(shè)計(jì)的特性。

2．4天線對其他模擬電路部分的輻射干擾

在PCB電路設(shè)計(jì)中，板上通常還有其他模擬電路。例如，許多電路上都有模，數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)或數(shù)／模轉(zhuǎn)換器(DAC)。射頻發(fā)送器的天線發(fā)出的高頻信號可能會(huì)到達(dá)ADC的模擬輸入端。因?yàn)槿魏坞娐肪€路都可能如天線一樣發(fā)出或接收RF信號。如果ADC輸入端的處理不合理，RF信號可能在ADC輸入的ESD二極管內(nèi)自激。從而引起ADC偏差。

3RF電路設(shè)計(jì)原則及方案

3．1RF布局概念

在設(shè)計(jì)RF布局時(shí),必須優(yōu)先滿足以下幾個(gè)總原則：

(1)盡可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔離開來，簡單地說，就是讓高功率RF發(fā)射電路遠(yuǎn)離低功率RF接收電路：

(2)確保PCB板上高功率區(qū)至少有一整塊地，最好上面沒有過孔，當(dāng)然，銅箔面積越大越好；

(3)電路和電源去耦同樣也極為重要；

(4)RF輸出通常需要遠(yuǎn)離RF輸入；

(5)敏感的模擬信號應(yīng)該盡可能遠(yuǎn)離高速數(shù)字信號和RF信號。

3．2物理分區(qū)和電氣分區(qū)設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)分區(qū)可以分解為物理分區(qū)和電氣分區(qū)。物理分區(qū)主要涉及元器件布局、方向和屏蔽等；電氣分區(qū)可以繼續(xù)分解為電源分配、RF走線、敏感電路和信號以及接地等的分區(qū)。

3．2．1物理分區(qū)原則

(1)元器件位置布局原則。元器件布局是實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)秀RF設(shè)計(jì)的關(guān)鍵．最有效的技術(shù)是首先固定位于RF路徑上的元器件并調(diào)整其方向,以便將RF路徑的長度減到最小,使輸入遠(yuǎn)離輸出。并盡可能遠(yuǎn)地分離高功率電路和低功率電路。

(2)PCB堆疊設(shè)計(jì)原則。最有效的電路板堆疊方法是將主接地面(主地)安排在表層下的第二層，并盡可能將RF線布置在表層上。將RF路徑上的過孔尺寸減到最小,這不僅可以減少路徑電感,而且還可以減少主地上的虛焊點(diǎn),并可減少RF能量泄漏到層疊板內(nèi)其他區(qū)域的機(jī)會(huì)。

(3)射頻器件及其RF布線布局原則。在物理空間上,像多級放大器這樣的線性電路通常足以將多個(gè)RF區(qū)之間相互隔離開來，但是雙工器、混頻器和中頻放大器／混頻器總是有多個(gè)RF／IF信號相互干擾．因此必須小心地將這一影響減到最小。RF與IF跡線應(yīng)盡可能十字交叉，并盡可能在它們之間隔一塊地。正確的RF路徑對整塊PCB的性能非常重要，這就是元器件布局通常在蜂窩電話PCB設(shè)計(jì)中占大部分時(shí)間的原因。

(4)降低高/低功率器件干擾耦合的設(shè)計(jì)原則。在蜂窩電話PCB上,通?？梢詫⒌驮胍舴糯笃麟娐贩旁赑CB的某一面,而將高功率放大器放在另一面,并最終通過雙工器把它們在同一面上連接到RF端和基帶處理器端的天線上。要用技巧來確保通孔不會(huì)把RF能量從板的一面?zhèn)鬟f到另一面，常用的技術(shù)是在二面都使用盲孔?？梢酝ㄟ^將通孔安排在PCB板二面都不受RF干擾的區(qū)域來將通孔的不利影響減到最小。

3．2．2電氣分區(qū)原則

(1)功率傳輸原則。蜂窩電話中大多數(shù)電路的直流電流都相當(dāng)小,因此，布線寬度通常不是問題。不過．必須為高功率放大器的電源單獨(dú)設(shè)定一條盡可能寬的大電流線，以將傳輸壓降減到最低。為了避免太多電流損耗,需要采用多個(gè)通孔來將電流從某一層傳遞到另一層。

(2)高功率器件的電源去耦。如果不能在高功率放大器的電源引腳端對它進(jìn)行充分的去耦，那么高功率噪聲將會(huì)輻射到整塊板上，并帶來多種的問題。高功率放大器的接地相當(dāng)關(guān)鍵，經(jīng)常需要為其設(shè)計(jì)一個(gè)金屬屏蔽罩。

(3)RF輸入，輸出隔離原則。在大多數(shù)情況下，同樣關(guān)鍵的是確保RF輸出遠(yuǎn)離RF輸入。這也適用于放大器、緩沖器和濾波器。在最壞情況下，如果放大器和緩沖器的輸出以適當(dāng)?shù)南辔缓驼穹答伒剿鼈兊妮斎攵?，那么它們就有可能產(chǎn)生自激振蕩。在最好情況下，它們將能在任何溫度和電壓條件下穩(wěn)定地工作。實(shí)際上。它們可能會(huì)變得不穩(wěn)定，并將噪音和互調(diào)信號添加到RF信號上。

(4)濾波器輸入，輸出隔離原則。如果射頻信號線不得不從濾波器的輸入端繞回輸出端，那么，這可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p害濾波器的帶通特性。為了使輸入和輸出良好地隔離。首先必須在濾波器周圍布置一圈地。其次濾波器下層區(qū)域也要布置一塊地，并與圍繞濾波器的主地連接起來。把需要穿過濾波器的信號線盡可能遠(yuǎn)離濾

波器引腳也是個(gè)好方法。此外，整塊板上各個(gè)地方的接地都要十分小心,否則可能會(huì)在不知覺之中引入一條不希望發(fā)生的耦合通道。

(5)數(shù)字電路和模擬電路隔離。在所有PCB設(shè)計(jì)中，盡可能將數(shù)字電路遠(yuǎn)離模擬電路是一條總的原則，它同樣適用于RFPCB設(shè)計(jì)。公共模擬地和用于屏蔽和隔開信號線的地通常是同等重要的，由于疏忽而引起的設(shè)計(jì)更改將可能導(dǎo)致即將完成的設(shè)計(jì)又必須推倒重來。同樣應(yīng)使RF線路遠(yuǎn)離模擬線路和一些很關(guān)鍵的數(shù)字信號．所有的RF走線、焊盤和元件周圍應(yīng)盡可能多地填接地銅皮．并盡可能與主地相連。如果RF走線必須穿過信號線,那么盡量在它們之間沿著RF走線布置一層與主地相連的地。如果不可能，一定要保證它們是十字交叉的．這可將容性耦合減到最小，同時(shí)盡可能在每根RF走線周圍多布一些地，并把它們連到主地。此外。將并行RF走線之間的距離減到最小可使感性耦合減到最小。

電源電路設(shè)計(jì)技巧范文第4篇

THX203H是通華芯微電子公司生產(chǎn)的一教G性能的電流模式PWM控制器，它是專為高性價(jià)比AD／DC轉(zhuǎn)換器而設(shè)計(jì)，在85V-265V的寬電壓范圍內(nèi)提供高達(dá)12W的連續(xù)輸出功率，峰值輸出功率更可以達(dá)到18W。因其具有優(yōu)化的高合理性的電路設(shè)計(jì)，所以在數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)開關(guān)電源中得到使用廣泛，如天成TD-759數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)就是采用了本芯片作主變換電路。

工作原理介紹

THX203H采用常見的DIP8封裝形式，各引腳功能見圖1所示，內(nèi)部方框原理見圖2，典型應(yīng)用電路見圖3(注：該圖是應(yīng)用于中九接收機(jī)，在普通DVB接收機(jī)中輸出電壓略有差異)。其工作過程是這樣的：電源啟動(dòng)階段，上電時(shí)cR關(guān)閉；FB上拉電流源關(guān)閉；OE由功率管輸入啟動(dòng)電流到VCC；OB控制功率管的基極電流，限制功率管電極電流(即THX203H啟動(dòng)接受電流)，從而保證功率管的安全；在VCC電壓上升到8.8V，啟動(dòng)階段結(jié)束，進(jìn)入正常階段；正常階段，VCC電壓應(yīng)保持在4.8-9.0V，VR輸出2.5V基準(zhǔn)；FB上拉電流源開啟；振蕩器輸出OSCI決定最大占空比，輸出0SC2試圖觸發(fā)電源進(jìn)入開周期、及屏蔽功率管開啟電流峰；若FB小于1.8V(約在1.2-1.8V)之間振蕩器周期將隨之增加，F(xiàn)B越小振蕩器周期越寬、直至振蕩器停振(此特性降低了開頭電源的待機(jī)功耗)；若反饋試圖使VCC大于9.6V，則內(nèi)電路反饋到FB使VCC穩(wěn)壓在9.6V(利用此特性可以不采用反饋電路，由內(nèi)電路穩(wěn)定輸出電壓，但穩(wěn)壓精度較低)；開周期，0B為功率管提供基極電流，OE下拉功率管的發(fā)射極到IS，而且OB采用斜坡電流驅(qū)動(dòng)(指OB開電流是IS的函數(shù)，當(dāng)lS=OV時(shí)OB開電流約40mA，然后OB開電流隨IS線性增加，當(dāng)IS增加到0.6V時(shí)OB開電流約120mA，此特性有效地選用了OB的輸出電流，降低了THX203H的功耗)，若IS檢測到FB指定電流則進(jìn)入關(guān)周期；關(guān)周期，OB下拉，功率管不會(huì)立即判斷，但OE箝位1.5V(功率管判斷后基地反向偏置，提高了耐壓)；在開或關(guān)周期，如檢測到功率管超上限電流，則上限電流觸發(fā)器優(yōu)先置位，強(qiáng)制FB下降，占空比變小，從而保護(hù)功率管和變壓器；在下個(gè)關(guān)周期開始沿或FB小于18V，上限電流觸發(fā)器復(fù)位。另外，THX203H內(nèi)置熱保護(hù)，在內(nèi)溫度高于140℃后調(diào)寬振蕩器的周期，使THX203H溫度不超過150℃；內(nèi)置斜坡補(bǔ)償，在THX203H大占空比或連續(xù)電流模式時(shí)能穩(wěn)定開／關(guān)周期。若VCC降到4.3V左右，振蕩器關(guān)閉，OSC1、OSC2低電平，電源保持關(guān)周期；VCC繼續(xù)下降到3.7V左右，THX203H重新進(jìn)入啟動(dòng)階段。故障檢修方法與技巧

先要查保險(xiǎn)管F1是否熔斷，測EC2兩端有無300V直流電壓，若有說明300V整流、濾波電路工作正常。再測開關(guān)電源輸出端20V、15V和3.3V電源組是否均有微弱電壓輸出，若有說明電源已經(jīng)啟振，即以THX203H為核心的主變換電路工作基本正常，故障應(yīng)發(fā)生在反饋網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)壓取樣或次級輸出部分，應(yīng)重點(diǎn)檢查電壓取樣的3.3V電源以及由IC2(PC817)、IC3(TL431)為主要元件組成的取樣電壓電路，開關(guān)電源反饋繞組、整流二極管D6和濾波電容EC3有問題也會(huì)引起輸出電壓異常，輸出部分有短路存在也會(huì)使其工作不正常。若輸出端無電壓并J~300V在關(guān)機(jī)后不能馬上消失則說明電路并沒有啟振工作，要檢查啟動(dòng)電阻R2是否正常，若R2正T常則要考慮THX203H本身是否損壞。

電源電路設(shè)計(jì)技巧范文第5篇

關(guān)鍵詞：噪聲、干擾

一、噪聲和干擾的概念

1、噪聲

噪聲指在信號檢測的領(lǐng)域內(nèi)，檢測系統(tǒng)檢測和傳輸?shù)挠杏眯盘栆酝獾囊磺行盘柧环Q為噪聲。當(dāng)噪聲進(jìn)入電子設(shè)備接收機(jī)時(shí)，在有用信號上附加了一個(gè)隨機(jī)信號，使有用信號部分地改變或失去原有的信號特征。當(dāng)噪聲功率大于有用信號功率時(shí)，有用信號就會(huì)完全淹沒在噪聲干擾之中，而使電子設(shè)備難以檢測到有用信號。所以，噪聲問題是一個(gè)極其重要的工程問題。噪聲按來源分為內(nèi)部噪聲和外部噪聲兩種：

內(nèi)部噪聲主要是由于器件本身、電路設(shè)計(jì)、制造工藝等因素產(chǎn)生的。由元器件產(chǎn)生的稱固有噪聲，電路中幾乎所有的元器件在工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲。這種噪聲是連續(xù)的，基本上是固定不變的，并且頻譜分布很廣泛。這種噪聲幾乎可以不用實(shí)驗(yàn)，在圖紙上進(jìn)行計(jì)算就可以推算出來。

電路本身的設(shè)計(jì)失誤或者安裝工藝上的缺陷也會(huì)產(chǎn)生噪聲。電路設(shè)計(jì)失誤往往會(huì)導(dǎo)致電路的輕微自激。安裝工藝失誤產(chǎn)生噪聲的情況很多，比如接插件接觸不良，接觸表面形成二極管效應(yīng)或者接觸電阻隨溫度、振動(dòng)等影響發(fā)生變化而導(dǎo)致信號傳輸特性變化，將高熱的元器件排布在對溫度敏感的元器件旁邊，將一些有輕微振動(dòng)的元器件放在對振動(dòng)敏感的元器件旁邊，或者沒有足夠的避震措施等都會(huì)產(chǎn)生噪聲。

外部噪聲是由設(shè)備所在的電子環(huán)境和自然環(huán)境所造成的。外部噪聲主要三方面：

空間輻射干擾噪聲：任何導(dǎo)體通過交變電流的時(shí)候都會(huì)引起周圍電場強(qiáng)度的變化，這種變化就是電場輻射。同樣，像變壓器這樣的磁體也會(huì)引起周圍磁場強(qiáng)度的交替變化。交變電場和磁場中的閉合導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生和電場磁場變化頻率相同的感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流疊加在信號中就會(huì)產(chǎn)生噪聲。

線路串?dāng)_噪聲：某些電氣設(shè)備會(huì)產(chǎn)生干擾信號，這些干擾信號通過電源、信號線等線路直接竄入電氣設(shè)備中會(huì)產(chǎn)生噪聲。

傳輸噪聲：這種噪聲是信號在傳輸過程中由于傳輸介質(zhì)的問題產(chǎn)生的，比如接插件的接觸不良、信號線材質(zhì)不佳、地電流串?dāng)_等等。其中，地電流串?dāng)_是經(jīng)常容易被忽視的問題。一旦這個(gè)接地出現(xiàn)故障，由于接地不良，空間輻射對于信號傳輸?shù)挠绊懸矔?huì)加劇。

干擾

干擾是指不用來傳遞有用信息的時(shí)變物理量對有用信息物理量的不良影響。整流電路產(chǎn)生的諧波電壓及開關(guān)電源產(chǎn)生的開關(guān)頻率脈沖電壓反映在輸出端的電壓會(huì)形成干擾；外界電磁場，電路中接地線不合理和整流電源的交流紋波，具有放大功能的電路中由于引入不正當(dāng)?shù)恼答侎詈隙鸬淖约ふ袷?，電流突變引起的尖峰電流，反射、輻射噪聲對有用信號均能形成干擾。

二、噪聲和干擾的解決方法

要濾除電路中噪聲、干擾可以采取下面方法：

首先要切斷噪聲和干擾源、切斷其傳播途徑，可以采用屏蔽措施和隔離措施。

屏蔽措施：屏蔽又分兩種，即電場屏蔽及磁場屏蔽。電場屏蔽是利用電的良導(dǎo)體封閉噪聲源，或噪聲接收敏感電路，使其在電磁場內(nèi)產(chǎn)生渦流效應(yīng)，防止干擾信號發(fā)出或接收；磁場屏蔽采用高通導(dǎo)磁材料制成屏蔽層，以防止低頻磁通干擾。電子設(shè)備、測量儀器及儀表屏蔽時(shí)遵循以下原則：電場屏蔽罩必須與被屏蔽的電路零信號基準(zhǔn)電位相接；磁場屏蔽:罩必須封閉形成磁通路，不能有縫隙。

隔離措施：隔離是使電路相互獨(dú)立，不成回路。有效地切斷噪聲通道，常用方法有三種：采用光電耦合器件；用繼電器隔離；用隔離變壓器隔離，選頻濾波用RC 或LC 濾波電路，消除或抑制直流電源傳遞的噪聲。

其次是選擇低噪聲噪、對聲不敏感的元器件；選用合適的放大電路；加濾波環(huán)節(jié)或選用合適的濾波處理方法。

三、濾波電容在抗干擾電路中的應(yīng)用

濾波電容常用在電源整流電路中，用來濾除交流成分，使輸出的直流更平滑。小電容濾除高頻，大電容濾除低頻。線路板設(shè)計(jì)時(shí)，常在電源附近加一些濾波電容。在有高頻信號的時(shí)候，還要并聯(lián)小電容。大電容的高頻特性比較差，在高頻時(shí)，存在著感抗，所以頻率高到一定程度時(shí)，阻抗反而大于其容抗，所以要并聯(lián)小電容。

濾波電容的諧振頻率由等效電感和電容共同決定的。電容值或電感值越大，則諧振頻率越低，電容的高頻濾波效果越差。因此電容器的引線長度是一個(gè)十分重要的參數(shù)。引線越長，則電感越大，電容的諧振頻率越低。因此在實(shí)際工程中，要使電容器的引線盡量短。

四、電子電路中噪聲干擾的處理技巧

對于低頻模擬電路，應(yīng)盡量加粗和縮短地線，同時(shí)電路各部分采用一點(diǎn)接地防止由于地線公共阻抗而導(dǎo)致的部件之間的互相干擾。堅(jiān)決避免地線環(huán)路。

對于高頻電路和數(shù)字電路，由于這時(shí)地線的電感效應(yīng)影響會(huì)更大，一點(diǎn)接地會(huì)導(dǎo)致實(shí)際地線加長而帶來不利影響，這時(shí)應(yīng)采取分開接地和一點(diǎn)接地相結(jié)合的方式。還要抑制高頻電路的高頻輻射噪聲。方法是：加粗地線，降低噪聲對地阻抗；滿接地，即除信號線以外，其他部分全作為地線。不要有無用的大面積銅箔。地線應(yīng)構(gòu)成環(huán)路，以防止產(chǎn)生高頻輻射噪聲，但環(huán)路所包圍面積不可過大，以免儀器處于強(qiáng)磁場中時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。

既有數(shù)字電路又有模擬電路的系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會(huì)影響模擬電路，克服的辦法是分開模擬地和數(shù)字地[1]，僅有一點(diǎn)共地，如果有A/D，則只在此處單點(diǎn)共地。高頻時(shí)，可通過磁珠把模擬和數(shù)字地一點(diǎn)共地。如果把模擬地和數(shù)字地大面積直接相連，會(huì)導(dǎo)致互相干擾。理由如上有四種方法解決此問題：1、用磁珠連接；2、用電容連接；3、用電感連接；4、用0歐姆電阻連接。