硬件系统要特别注意的几个问题

硬件系统要特别注意的几个问题

1、减小信号传输中的畸变

在印制线路板上，信号在印刷线路上的引线越短越好，最长不宜超过25cm。而且过孔数目也应尽量少，最好不多于2个。

2、模拟信号要避免数字电路信号线对它的干扰，模拟线下方要有大面积的地，模拟线到数字线的距离要大于模拟线与地距离的2~3倍。

3、元件布置要合理分区

元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗干扰问题，原则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上，要把模拟信号部分，高速数字电路部分，噪声源部分（如继电器，大电流开关等）这三部分合理地分开，使相互间的信号耦合为最小。

4、处理好接地线

印刷电路板上，电源线和地线最重要。克服电磁干扰最主要的手段就是接地。 对于双面板，地线布置特别讲究，通过采用单点接地法，电源和地是从电源的两端接到印刷线路板上来的，电源一个接点，地一个接点。印刷线路板上，要有多个返回地线，这些都会聚到电源的那个接点上，就是所谓单点接地。所谓模拟地、数字地、大功率器件地开分，是指布线分开，而最后都汇集到这个接地点上来。与印刷线路板以外的信号相连时，通常采用屏蔽电缆。对于高频和数字信号，屏蔽电缆两端都接地。低频模拟信号用的屏蔽电缆，一端接地为好。 对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属罩屏蔽起来。

5、用好去耦电容。

设计印刷线路板时，每个集成电路的电源、地之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能；另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为0.1uf。

每10片左右的集成电路要加一片充放电电容，或称为蓄放电容，电容大小可选10uf。最好不用电解电容，使用胆电容或聚碳酸酝电容。

降低噪声与电磁干扰的一些经验

I/O驱动电路尽量靠近印刷板边，让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波，从高噪声区来的信号也要加滤波。

闲置不用的门电路输入端不要悬空，闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端。

印制板尽量使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。

时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件。

模拟电压输入线、参考电压要尽量远离数字电路信号线，特别是时钟。

对A/D类器件，数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。

时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小，时钟元件引脚远离I/O线。

元件引脚尽量短，去耦电容引脚尽量短。

关键的线要尽量粗，并在两边加上保护地。高速线要短要直。

对噪声敏感的线不要与大电流，高速开关线平行。

石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。

弱信号电路，低频电路周围不要形成电流环路。

任何信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小。

每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。

用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。使用管状电容时，外壳要接地。

PCB电路板设计一些问题

一、电路板设计的先期工作

手工更改网络表，将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。

二、画出自己定义的非标准器件的封装库

建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。

三、设置PCB设计环境

1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，板层参数，布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值。

2、规划电路版，主要是确定电路板的尺寸大小。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。

注意：在画电路板的边框线一定要将当前层设置成Keep Out层，即禁止布线层。

四、零件布局

Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局，多数设计者采用手动布局的形式。

注意：零件布局应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。

五、布线规则设置Design-Rules

布线规则是设置布线的各个规范（使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则），一般需要设置以下几点:

1、安全间距(Routing标签的Clearance Constraint)

它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。 2、走线层面和方向（Routing标签的Routing Layers）

它可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。但是多层板的电源层不是在这里设置的（可以在Design-Layer Stack Manager中设置），机械层也不是在这里设置的（可以在Design-Mechanical

Layer 中选择所要用到的机械层，并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示）。

3、过孔形状（Routing标签的Routing Via Style）

它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、最大和首选值，其中首选值是最重要的，下同。

4、走线线宽（Routing标签的Width Constraint）

它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm，另添加一些网络或网络组的线宽设置，如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好，地线一般可选1mm 宽度，各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度，印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流。

其中Board 为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。