技术
<p> 众所周知,信号存在沿信号线或者PCB线下面传输的特性,即便我们可能并不熟悉单端模式布线策略,单端这个术语将信号的这种传输特性与差模和共模两种信号传输方式区别开来,后面这两种信号传输方式通常更为复杂。</p>
<p><strong>一、差分和共模方式</strong><br />
差模信号通过一对信号线来传输。一个信号线上传输我们通常所理解的信号;另一个信号线上则传输一个等值而方向相反的信号。差分和单端模式最初出现时差异不大,因为所有的信号都存在回路。</p>
<p> 现如今,电子产品的质量不可或缺的两大性能——技术性和可靠性。作为一个成功电子产品的出台,两方面的综合水平影响着产品质量。电源作为一个电子系统中重要的部件,其可靠性决定了整个系统的安全性能,开关电源由于体积小,效率高而在各个领域得到广泛应用,然而如何提高开关电源的可靠性则是电力电子技术大步跨越的重要转折点。</p>
<p> <strong>电磁兼容性(EMC)设计技术</strong></p>
<p> 电容是我们在电路中经常用到的无源器件,经常见到的几种有铝电解电容,滤波电容,钽电容,贴片陶瓷电容等。由于每种电容的特性决定了相应的使用场合不同。所以本文先介绍电容的基础知识,然后通过比较几种电容的区别和特点,总结出了在实际电路中选择电容的技巧。</p>
<p> <strong> 一、电容的基础知识</strong></p>
<p> 1.电容的分类和作用</p>
<p> 电容由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:</p>
<p>去耦电容的选择不存在与频率的精确对应关系,理论上越大越好,但现实中所有器件都不是理想器件,不论何种电容,ESL、ESR都是必然存在的,于是实际电容的频响曲线明显呈非线性,仅在一定频率区间内基本符合纯电容的理论计算结果,超出一定界限后就与理论值越差越远,超到一定程度后甚至电容将不再是电容了,这个频率称“自谐振频率”,同样材料和制造工艺下,容量越小的电容自谐振频率越高。所以去耦电容的选择除了需大致考虑频率外,还要考虑负载的情况,在一定频率之后还得考虑电容的材料和生产工艺等,在此基础上综合的结果决定去耦电容的容量和种类。</p>
<p>电容的功能简单的说就是隔直流通交流,在电路中的电容主要有这几种作用:滤波、去耦、旁路等作用。</p>
<p>1、滤波电容 </p>
<p>滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分,使输出的直流更平稳。从使用电路的频率不同,可以将滤波电容分为低频滤波电容和高频滤波电容。低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。使用时切忌不可以将低频滤波电容用于高频电路,否则会出现产生太大的热量,可能会烧坏电容。</p>
<p>2、 去耦电容 </p>
<p> 布线(Layout)是 PCB设计工程师最基本的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过 Layout 得以实现并验证,由此可见,布线在高速 PCB设计中是至关重要的。下 面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其合理性,并给出一些比较优化 的走线策略。 主要从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。</p>
<p> 1. 直角走线 </p>
<p> 对于高速数字电路而言,虽然还是关注电压,但是其设计方法和射频电路的设计方法相近,也需要考虑阻抗阻抗匹配,因为反射电压的存在会导致额外的误码率。</p>
<p>射频电路:</p>
<p> 1.关注阻抗匹配或功率,这是设计中最为关键的两个参数,其他中间参数都可以由功率和阻抗来确定;</p>
<p> 2.关注频率响应,通常在频域内进行分析,因为对于射频电路模块而言,带宽范围很重要;</p>
<p> 3.喜欢用网络分析仪、频谱分析哎仪或噪声测试仪等进行测试,这些仪器输入/输出阻抗低,一般都是50欧,往往会对电路产生影响,因此需要在阻抗匹配条件下进行测量;</p>
<p>一、解释</p>
<p>DCpower一般是指带实际电压的源,其他的都是标号(在有些仿真软件中默认的把标号和源相连的)VDD:电源电压(单极器件);电源电压(4000系列数字电路);漏极电压(场效应管)VCC:电源电压(双极器件);电源电压(74系列数字电路);声控载波(VoiceControlledCarrier)VSS:地或电源负极VEE:负电压供电;场效应管的源极(S)VPP:编程/擦除电压。</p>
<p>VCC:C=circuit表示电路的意思,即接入电路的电压;</p>
<p>VDD:D=device表示器件的意思,即器件内部的工作电压;</p>
<p>在设计多层PCB电路板之前,设计者需要首先根据电路的规模、电路板的尺寸和电磁兼容(EMC)的要求来确定所采用的电路板结构,也就是决定采用4层,6层,还是更多层数的电路板。确定层数之后,再确定内电层的放置位置以及如何在这些层上分布不同的信号。这就是多层PCB层叠结构的选择问题。层叠结构是影响PCB板EMC性能的一个重要因素,也是抑制电磁干扰的一个重要手段。本节将介绍多层PCB板层叠结构的相关内容。 </p>
<p><strong>11.1.1 层数的选择和叠加原则 </strong></p>
<p>不知不觉夏天来了,天气越来越热,许多电子行业的朋友可能还不知道,温度对电容器是有影响的。一般情况下,厂商们选择电容器的时候一般只考虑电容的容量和耐压值,而忽略了温度对电容器的影响,让电容器工作在不合适的温度。因此在这里小编我给大家讲讲,温度对电容器有哪些影响。</p>
<p>1、安规电容寿命的影响。</p>
<p>电子元器件的主要失效模式包括但不限于开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。对于硬件工程师来讲电子元器件失效是个非常麻烦的事情,比如某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者全失效会在硬件电路调试上花费大把的时间,有时甚至炸机。今天主要说的是电容器,电阻器和电感。</p>
<p><strong>电容器失效模式与机理</strong></p>
<p>很多相关的技术术语都是用英文表述。且由于很多从业者都有海外经历,或者他们习惯于用英文表述相关的工艺和技术节点,那就导致很多的英文术语被翻译为中文之后,很多人不能对照得上,或者不知道怎么翻译。在这里我们整理一些常用的半导体术语的中英文版本,希望对大家有所帮助。如果当中有出错,请帮忙纠正,谢谢!</p>
<p><strong>常用半导体中英对照表</strong></p>
<p>离子注入机 ion implanter</p>
<p>LSS理论 Lindhand Scharff and Schiott theory,又称“林汉德-斯卡夫-斯高特理论”。</p>
<p>差分信号(DifferenTIal Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计,什么令它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保证其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。</p>
<p>何为差分信号?通俗地说,就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。</p>
<p>差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:</p>
<p><strong>一、干扰概述</strong></p>
<p>1、干扰的分类</p>
<p>干扰的分类有好多种,通常可以按照噪声产生的原因、传导方式、波形特性等进行不同的分类。</p>
<p>按产生的原因分:可分为放电噪声音、高频振荡噪声、浪涌噪声。</p>
<p>按传导方式分:可分为共模噪声和串模噪声。</p>
<p>按波形分:可分为持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等。</p>
<p>1.2、干扰的耦合方式</p>
<p>将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等因素的限制时,最简单实用的方法就是采用电容降压式电源.</p>
<p>采用电容降压时应注意以下几点:</p>
<p>1 根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率.</p>
<p>2 限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容.而且电容的耐压须在400V以上.最理想的电容为铁壳油浸电容.</p>
<p>3 电容降压不能用于大功率条件,因为不安全.</p>
<p>4 电容降压不适合动态负载条件.</p>
<p>XGND,指的是电线端的简写。代表地线或0线。</p>
<p>电路图上和电路板上的GND(Ground)代表地线或0线.GND就是公共端的意思,也可以说是地,但这个地并不是真正意义上的地。是出于应用而假设的一个地,对于电源来说,它就是一个电源的负极。它与大地是不同的。有时候需要将它与大地连接,有时候也不需要,视具体情况而定。</p>
<p>本文为大家详细介绍单端信号和差分信号区别。</p>
<p><strong>差分信号介绍</strong></p>
<p>差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相差180度,极性相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。</p>
<p><strong>差分信号优点</strong></p>
<p>图中精密全波整流电路的名称皆为作者自己的命名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计.</p>
<p> </p>
<center><img alt="“”" src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-06/wen_zhang_/100012071-42820-s1.p…; /></center>
<p>PCB设计处理蛇形线时的几点建议:</p>
<p>1. 尽量增加平行线段的距离(S),至少大于3H,H指信号走线到参考平面的距离。通俗的说就是绕大弯走线,只要S足够大,就几乎能完全避免相互的耦合效应。</p>
<p>不要以为“永远在改bug”的程序猿是最爱“犯错误”的理工男,电子攻城狮也不例外!关键是很多时候,工程师并不觉得自己在犯错误,反而以为自己找到了更好的解决方式而窃喜呢。</p>
<p>面对林林总总的元器件和复杂的电路图,工程师们不时出现的小错误是难免的,而且说不定就从哪次错误中发现了“新大陆”,那你就成为科技革命的先驱了!</p>
<p>但是对于资历尚浅的新手工程师来说,这些过来人的经验可能会对你大有裨益,这些前人趟过的雷你就不要再去踩了,快来看看这10个错误你有没有犯过?</p>
<p><strong>误区一、信号完整性</strong></p>