八個(gè)經(jīng)典問答講透PCB布線

一、問：在小信號(hào)電路中一段很短的銅線所具有的電阻一定不重要吧?

答：印制PCB線路板的導(dǎo)電帶做得比較寬，增益誤差會(huì)降低。在模擬電路中通常使用比較寬的導(dǎo)電帶為好，但是許多印制線路板的設(shè)計(jì)者(和印制線路板設(shè)計(jì)程序)更喜歡采用最小寬度的導(dǎo)電帶以便于信號(hào)線的布置?？傊?，在所有可能出現(xiàn)問題的地方，計(jì)算導(dǎo)電帶的電阻并分析其作用，這是非常重要的。

二、問：前面介紹了有關(guān)單純電阻的問題，的確一定存在一些電阻，其性能完全符合我們的預(yù)料。請問一段導(dǎo)線的電阻會(huì)怎樣呢?

答：情況不一樣。你所指的是一段導(dǎo)線或者是起導(dǎo)線作用的PCB線路板中的一段導(dǎo)電帶。由于室溫超導(dǎo)體至今還沒問世，所以任何一段金屬導(dǎo)線都起到低阻值電阻器的作用(它也具有電容和電感的作用)，這樣必須考慮它對電路的影響。

三、問：寬度過大的導(dǎo)電帶與印制線路板背面的金屬層構(gòu)成的電容會(huì)有問題嗎?

答：問題很小。雖然由印制線路板的導(dǎo)電帶構(gòu)成的電容很重要，但總是應(yīng)該先估算一下。如果不存在上述情況，即使較寬的導(dǎo)電帶形成很大的電容也不會(huì)帶來問題。若帶來問題，可去掉一小塊接地平面的面積，以減小對地的電容。

四、問：什么是接地平面?

答：假如一塊印制線路板的整個(gè)一面(或者一塊多層印制線路板的整個(gè)夾層)的銅箔用來接地，那么這就是我們所說的接地平面。任何地線的排布都要使其具有盡可能小的電阻和電感。倘若一個(gè)系統(tǒng)使用一個(gè)接地平面，那么它受接地噪聲影響的可能性很小。且接地平面具有屏蔽和散熱的作用。

五、問：這里所說的接地平面對制造廠家來說很困難，對嗎?

答：在20年前這方面確實(shí)有些問題。今天由于印制線路中的粘結(jié)劑、阻焊劑和波峰焊技術(shù)的改進(jìn)使制造接地平面已成為印制線路板的常規(guī)作業(yè)。

六、問：你說一個(gè)系統(tǒng)使用一個(gè)接地平面使其遭受地噪聲的可能性很小，留下來的接地噪聲問題還有什么不能解決?

答：盡管有一個(gè)接地平面，但是其電阻和電感卻不為零，倘若外部電流源足夠強(qiáng)，它將影響精密的信號(hào)。通過合理地排布印制線路板，使大電流不能流到影響精密信號(hào)產(chǎn)生接地電壓的區(qū)域，這個(gè)問題就能減到最小。有時(shí)在接地平面上斷開或開縫可以使大的接地電流從敏感區(qū)域改變流向，但是強(qiáng)行改變接地平面也能使信號(hào)繞道進(jìn)入靈敏區(qū)域，所以這樣的工藝技術(shù)必須小心使用。

七、問：怎樣才能知道在一個(gè)接地平面上產(chǎn)生的電壓降?

答：通常電壓降可以測量到，但有時(shí)候可以根據(jù)接地平面材料的電阻和電流所經(jīng)過的導(dǎo)電帶的長度進(jìn)行計(jì)算，不過計(jì)算可能很復(fù)雜。在直流到低頻(50kHz)范圍內(nèi)的電壓可以用儀表放大器。放大器的地假如與其電源地分開，則示波器必須連接到所用電源電路的電源地。led照明

接地平面上任意兩點(diǎn)間的電阻可以用探頭加到這兩點(diǎn)上進(jìn)行測量。放大器增益和示波器靈敏度綜合起來可使測量靈敏度達(dá)到5μV/p。放大器的噪聲將增大示波器波形曲線的寬度，大約為3μV，但還是有可能使測量的分辨率達(dá)到約1μV水平，這足夠判別大多數(shù)接地噪聲，并且置信度可達(dá)80%。

八、問：高頻接地噪聲如何測量?

答：使用合適的寬頻帶儀表放大器測量高頻接地噪聲是很困難的，所以使用高頻和甚高頻無源探頭較為適當(dāng)。它由鐵氧體磁環(huán)(外徑為6～8mm)組成，磁環(huán)上有兩個(gè)線圈，每個(gè)線圈6～10匝。為了構(gòu)成一個(gè)高頻隔離變壓器，一個(gè)線圈連到頻譜分析儀輸入端，另一個(gè)線圈連到探頭。測試方法與低頻情況類似，但頻譜分析儀用幅頻特性曲線表示噪聲。這與時(shí)域特性不同，噪聲源可以根據(jù)它們的頻率特征很容易進(jìn)行區(qū)別。此外使用頻譜分析儀的靈敏度至少比使用寬頻帶示波器高60dB。