過孔(via)是多層PCB的重要組成部分之一,鉆孔的費(fèi)用通常占PCB制板費(fèi)用的30%到40%。簡單的說來,PCB上的每一個孔都可以稱之為過孔。從作用上看,過孔可以分成兩類:一是用作各層間的電氣連接;二是用作器件的固定或定位。如果從工藝制程上來說,這些過孔一般又分為三類,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷線路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的連接,孔的深度通常不超過一定的比率(孔徑)。埋孔是指位于印刷線路板內(nèi)層的連接孔,它不會延伸到線路板的表面。上述兩類孔都位于線路板的內(nèi)層,層壓前利用通孔成型工藝完成,在過孔形成過程中可能還會重疊做好幾個內(nèi)層。第三種稱為通孔,這種孔穿過整個線路板,可用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現(xiàn),成本較低,所以絕大部分印刷電路板均使用它,而不用另外兩種過孔。以下所說的過孔,沒有特殊說明的,均作為通孔考慮。
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第一章 傳輸線理論一 傳輸線原理二 微帶傳輸線三 微帶傳輸線之不連續(xù)分析第二章 被動組件之電感設(shè)計與分析一 電感原理二 電感結(jié)構(gòu)與分析三 電感設(shè)計與模擬四 電感分析與量測傳輸線理論與傳統(tǒng)電路學(xué)之最大不同,主要在于組件之尺寸與傳導(dǎo)電波之波長的比值。當(dāng)組件尺寸遠(yuǎn)小于傳輸線之電波波長時,傳統(tǒng)的電路學(xué)理論才可以使用,一般以傳輸波長(Guide wavelength)的二十分之ㄧ(λ/20)為最大尺寸,稱為集總組件(Lumped elements);反之,若組件的尺寸接近傳輸波長,由于組件上不同位置之電壓或電流的大小與相位均可能不相同,因而稱為散布式組件(Distributed elements)。 由于通訊應(yīng)用的頻率越來越高,相對的傳輸波長也越來越小,要使電路之設(shè)計完全由集總組件所構(gòu)成變得越來越難以實(shí)現(xiàn),因此,運(yùn)用散布式組件設(shè)計電路也成為無法避免的選擇。 當(dāng)然,科技的進(jìn)步已經(jīng)使得集總組件的制作變得越來越小,例如運(yùn)用半導(dǎo)體制程、高介電材質(zhì)之低溫共燒陶瓷(LTCC)、微機(jī)電(MicroElectroMechanical Systems, MEMS)等技術(shù)制作集總組件,然而,其中電路之分析與設(shè)計能不乏運(yùn)用到散布式傳輸線的理論,如微帶線(Microstrip Lines)、夾心帶線(Strip Lines)等的理論。因此,本章以討論散布式傳輸線的理論開始,進(jìn)而以微帶傳輸線為例介紹其理論與公式,并討論微帶傳輸線之各種不連續(xù)之電路,以作為后續(xù)章節(jié)之被動組件的運(yùn)用。
標(biāo)簽: 傳輸線
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PCB 布線原則連線精簡原則連線要精簡,盡可能短,盡量少拐彎,力求線條簡單明了,特別是在高頻回路中,當(dāng)然為了達(dá)到阻抗匹配而需要進(jìn)行特殊延長的線就例外了,例如蛇行走線等。安全載流原則銅線的寬度應(yīng)以自己所能承載的電流為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計,銅線的載流能力取決于以下因素:線寬、線厚(銅鉑厚度)、允許溫升等,下表給出了銅導(dǎo)線的寬度和導(dǎo)線面積以及導(dǎo)電電流的關(guān)系(軍品標(biāo)準(zhǔn)),可以根據(jù)這個基本的關(guān)系對導(dǎo)線寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]。印制導(dǎo)線最大允許工作電流(導(dǎo)線厚50um,允許溫升10℃)導(dǎo)線寬度(Mil) 導(dǎo)線電流(A) 其中:K 為修正系數(shù),一般覆銅線在內(nèi)層時取0.024,在外層時取0.048;T 為最大溫升,單位為℃;A 為覆銅線的截面積,單位為mil(不是mm,注意);I 為允許的最大電流,單位是A。電磁抗干擾原則電磁抗干擾原則涉及的知識點(diǎn)比較多,例如銅膜線的拐彎處應(yīng)為圓角或斜角(因?yàn)楦哳l時直角或者尖角的拐彎會影響電氣性能)雙面板兩面的導(dǎo)線應(yīng)互相垂直、斜交或者彎曲走線,盡量避免平行走線,減小寄生耦合等。一、 通常一個電子系統(tǒng)中有各種不同的地線,如數(shù)字地、邏輯地、系統(tǒng)地、機(jī)殼地等,地線的設(shè)計原則如下:1、 正確的單點(diǎn)和多點(diǎn)接地在低頻電路中,信號的工作頻率小于1MHZ,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大,因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地。當(dāng)信號工作頻率大于10MHZ 時,如果采用一點(diǎn)接地,其地線的長度不應(yīng)超過波長的1/20,否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。2、 數(shù)字地與模擬地分開若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應(yīng)盡量使它們分開。一般數(shù)字電路的抗干擾能力比較強(qiáng),例如TTL 電路的噪聲容限為0.4~0.6V,CMOS 電路的噪聲容限為電源電壓的0.3~0.45 倍,而模擬電路只要有很小的噪聲就足以使其工作不正常,所以這兩類電路應(yīng)該分開布局布線。3、 接地線應(yīng)盡量加粗若接地線用很細(xì)的線條,則接地電位會隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應(yīng)將地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能,接地線應(yīng)在2~3mm 以上。4、 接地線構(gòu)成閉環(huán)路只由數(shù)字電路組成的印制板,其接地電路布成環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。因?yàn)榄h(huán)形地線可以減小接地電阻,從而減小接地電位差。二、 配置退藕電容PCB 設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印刷板的各個關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荩伺弘娙莸囊话闩渲迷瓌t是:?電電源的輸入端跨½10~100uf的的電解電容器,如果印制電路板的位置允許,采Ó100uf以以上的電解電容器抗干擾效果會更好¡���?原原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一¸0.01uf~`0.1uf的的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可Ã4~8個個芯片布置一¸1~10uf的的鉭電容(最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感,最好使用鉭電容或聚碳酸醞電容)。���?對對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件,ÈRA、¡ROM存存儲器件,應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容¡���?電電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線¡三¡過過孔設(shè)¼在高ËPCB設(shè)設(shè)計中,看似簡單的過孔也往往會給電路的設(shè)計帶來很大的負(fù)面效應(yīng),為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響,在設(shè)計中可以盡量做到£���?從從成本和信號質(zhì)量兩方面來考慮,選擇合理尺寸的過孔大小。例如¶6- 10層層的內(nèi)存模¿PCB設(shè)設(shè)計來說,選Ó10/20mi((鉆¿焊焊盤)的過孔較好,對于一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使Ó8/18Mil的的過孔。在目前技術(shù)條件下,很難使用更小尺寸的過孔了(當(dāng)孔的深度超過鉆孔直徑µ6倍倍時,就無法保證孔壁能均勻鍍銅);對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗¡���?使使用較薄µPCB板板有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù)¡���? PCB板板上的信號走線盡量不換層,即盡量不要使用不必要的過孔¡���?電電源和地的管腳要就近打過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好¡���?在在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔,以便為信號提供最近的回路。甚至可以ÔPCB板板上大量放置一些多余的接地過孔¡四¡降降低噪聲與電磁干擾的一些經(jīng)Ñ?能能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在關(guān)鍵地方¡?可可用串一個電阻的方法,降低控制電路上下沿跳變速率¡?盡盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼,ÈRC設(shè)設(shè)置電流阻尼¡?使使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率時鐘¡?時時鐘應(yīng)盡量靠近到用該時鐘的器件,石英晶體振蕩器的外殼要接地¡?用用地線將時鐘區(qū)圈起來,時鐘線盡量短¡?石石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線¡?時時鐘、總線、片選信號要遠(yuǎn)ÀI/O線線和接插件¡?時時鐘線垂直ÓI/O線線比平行ÓI/O線線干擾小¡? I/O驅(qū)驅(qū)動電路盡量靠½PCB板板邊,讓其盡快離¿PC。。對進(jìn)ÈPCB的的信號要加濾波,從高噪聲區(qū)來的信號也要加濾波,同時用串終端電阻的辦法,減小信號反射¡? MCU無無用端要接高,或接地,或定義成輸出端,集成電路上該接電源、地的端都要接,不要懸空¡?閑閑置不用的門電路輸入端不要懸空,閑置不用的運(yùn)放正輸入端接地,負(fù)輸入端接輸出端¡?印印制板盡量使Ó45折折線而不Ó90折折線布線,以減小高頻信號對外的發(fā)射與耦合¡?印印制板按頻率和電流開關(guān)特性分區(qū),噪聲元件與非噪聲元件呀距離再遠(yuǎn)一些¡?單單面板和雙面板用單點(diǎn)接電源和單點(diǎn)接地、電源線、地線盡量粗¡?模模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠(yuǎn)離數(shù)字電路信號線,特別是時鐘¡?對¶A/D類類器件,數(shù)字部分與模擬部分不要交叉¡?元元件引腳盡量短,去藕電容引腳盡量短¡?關(guān)關(guān)鍵的線要盡量粗,并在兩邊加上保護(hù)地,高速線要短要直¡?對對噪聲敏感的線不要與大電流,高速開關(guān)線并行¡?弱弱信號電路,低頻電路周圍不要形成電流環(huán)路¡?任任何信號都不要形成環(huán)路,如不可避免,讓環(huán)路區(qū)盡量小¡?每每個集成電路有一個去藕電容。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容¡?用用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容做電路充放電儲能電容,使用管狀電容時,外殼要接地¡?對對干擾十分敏感的信號線要設(shè)置包地,可以有效地抑制串?dāng)_¡?信信號在印刷板上傳輸,其延遲時間不應(yīng)大于所有器件的標(biāo)稱延遲時間¡環(huán)境效應(yīng)原Ô要注意所應(yīng)用的環(huán)境,例如在一個振動或者其他容易使板子變形的環(huán)境中采用過細(xì)的銅膜導(dǎo)線很容易起皮拉斷等¡安全工作原Ô要保證安全工作,例如要保證兩線最小間距要承受所加電壓峰值,高壓線應(yīng)圓滑,不得有尖銳的倒角,否則容易造成板路擊穿等。組裝方便、規(guī)范原則走線設(shè)計要考慮組裝是否方便,例如印制板上有大面積地線和電源線區(qū)時(面積超¹500平平方毫米),應(yīng)局部開窗口以方便腐蝕等。此外還要考慮組裝規(guī)范設(shè)計,例如元件的焊接點(diǎn)用焊盤來表示,這些焊盤(包括過孔)均會自動不上阻焊油,但是如用填充塊當(dāng)表貼焊盤或用線段當(dāng)金手指插頭,而又不做特別處理,(在阻焊層畫出無阻焊油的區(qū)域),阻焊油將掩蓋這些焊盤和金手指,容易造成誤解性錯誤£SMD器器件的引腳與大面積覆銅連接時,要進(jìn)行熱隔離處理,一般是做一¸Track到到銅箔,以防止受熱不均造成的應(yīng)力集Ö而導(dǎo)致虛焊£PCB上上如果有¦12或或方Ð12mm以以上的過孔時,必須做一個孔蓋,以防止焊錫流出等。經(jīng)濟(jì)原則遵循該原則要求設(shè)計者要對加工,組裝的工藝有足夠的認(rèn)識和了解,例È5mil的的線做腐蝕要±8mil難難,所以價格要高,過孔越小越貴等熱效應(yīng)原則在印制板設(shè)計時可考慮用以下幾種方法:均勻分布熱負(fù)載、給零件裝散熱器,局部或全局強(qiáng)迫風(fēng)冷。從有利于散熱的角度出發(fā),印制板最好是直立安裝,板與板的距離一般不應(yīng)小Ó2c,,而且器件在印制板上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則£同一印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列,發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集³電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上(入口處),發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻Æ流最下。在水平方向上,大功率器件盡量靠近印刷板的邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印刷板上方布置£以便減少這些器件在工作時對其他器件溫度的影響。對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設(shè)備的µ部),千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,多個器件最好是在水平面上交錯布局¡設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動,所以在設(shè)計時要研究空氣流動的路徑,合理配置器件或印制電路板。采用合理的器件排列方式,可以有效地降低印制電路的溫升。此外通過降額使用,做等溫處理等方法也是熱設(shè)計中經(jīng)常使用的手段¡
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磁芯電感器的諧波失真分析 摘 要:簡述了改進(jìn)鐵氧體軟磁材料比損耗系數(shù)和磁滯常數(shù)ηB,從而降低總諧波失真THD的歷史過程,分析了諸多因數(shù)對諧波測量的影響,提出了磁心性能的調(diào)控方向。 關(guān)鍵詞:比損耗系數(shù), 磁滯常數(shù)ηB ,直流偏置特性DC-Bias,總諧波失真THD Analysis on THD of the fer rite co res u se d i n i nductancShi Yan Nanjing Finemag Technology Co. Ltd., Nanjing 210033 Abstract: Histrory of decreasing THD by improving the ratio loss coefficient and hysteresis constant of soft magnetic ferrite is briefly narrated. The effect of many factors which affect the harmonic wave testing is analysed. The way of improving the performance of ferrite cores is put forward. Key words: ratio loss coefficient,hysteresis constant,DC-Bias,THD 近年來,變壓器生產(chǎn)廠家和軟磁鐵氧體生產(chǎn)廠家,在電感器和變壓器產(chǎn)品的總諧波失真指標(biāo)控制上,進(jìn)行了深入的探討和廣泛的合作,逐步弄清了一些似是而非的問題。從工藝技術(shù)上采取了不少有效措施,促進(jìn)了質(zhì)量問題的迅速解決。本文將就此熱門話題作一些粗淺探討。 一、 歷史回顧 總諧波失真(Total harmonic distortion) ,簡稱THD,并不是什么新的概念,早在幾十年前的載波通信技術(shù)中就已有嚴(yán)格要求<1>。1978年郵電部公布的標(biāo)準(zhǔn)YD/Z17-78“載波用鐵氧體罐形磁心”中,規(guī)定了高μQ材料制作的無中心柱配對罐形磁心詳細(xì)的測試電路和方法。如圖一電路所示,利用LC組成的150KHz低通濾波器在高電平輸入的情況下測量磁心產(chǎn)生的非線性失真。這種相對比較的實(shí)用方法,專用于無中心柱配對罐形磁心的諧波衰耗測試。 這種磁心主要用于載波電報、電話設(shè)備的遙測振蕩器和線路放大器系統(tǒng),其非線性失真有很嚴(yán)格的要求。 圖中 ZD —— QF867 型阻容式載頻振蕩器,輸出阻抗 150Ω, Ld47 —— 47KHz 低通濾波器,阻抗 150Ω,阻帶衰耗大于61dB, Lg88 ——并聯(lián)高低通濾波器,阻抗 150Ω,三次諧波衰耗大于61dB Ld88 ——并聯(lián)高低通濾波器,阻抗 150Ω,三次諧波衰耗大于61dB FD —— 30~50KHz 放大器, 阻抗 150Ω, 增益不小于 43 dB,三次諧波衰耗b3(0)≥91 dB, DP —— Qp373 選頻電平表,輸入高阻抗, L ——被測無心罐形磁心及線圈, C ——聚苯乙烯薄膜電容器CMO-100V-707APF±0.5%,二只。 測量時,所配用線圈應(yīng)用絲包銅電磁線SQJ9×0.12(JB661-75)在直徑為16.1mm的線架上繞制 120 匝, (線架為一格) , 其空心電感值為 318μH(誤差1%) 被測磁心配對安裝好后,先調(diào)節(jié)振蕩器頻率為 36.6~40KHz, 使輸出電平值為+17.4 dB, 即選頻表在 22′端子測得的主波電平 (P2)為+17.4 dB,然后在33′端子處測得輸出的三次諧波電平(P3), 則三次諧波衰耗值為:b3(+2)= P2+S+ P3 式中:S 為放大器增益dB 從以往的資料引證, 就可以發(fā)現(xiàn)諧波失真的測量是一項很精細(xì)的工作,其中測量系統(tǒng)的高、低通濾波器,信號源和放大器本身的三次諧波衰耗控制很嚴(yán),阻抗必須匹配,薄膜電容器的非線性也有相應(yīng)要求。濾波器的電感全由不帶任何磁介質(zhì)的大空心線圈繞成,以保證本身的“潔凈” ,不至于造成對磁心分選的誤判。 為了滿足多路通信整機(jī)的小型化和穩(wěn)定性要求, 必須生產(chǎn)低損耗高穩(wěn)定磁心。上世紀(jì) 70 年代初,1409 所和四機(jī)部、郵電部各廠,從工藝上改變了推板空氣窯燒結(jié),出窯后經(jīng)真空罐冷卻的落后方式,改用真空爐,并控制燒結(jié)、冷卻氣氛。技術(shù)上采用共沉淀法攻關(guān)試制出了μQ乘積 60 萬和 100 萬的低損耗高穩(wěn)定材料,在此基礎(chǔ)上,還實(shí)現(xiàn)了高μ7000~10000材料的突破,從而大大縮短了與國外企業(yè)的技術(shù)差異。當(dāng)時正處于通信技術(shù)由FDM(頻率劃分調(diào)制)向PCM(脈沖編碼調(diào)制) 轉(zhuǎn)換時期, 日本人明石雅夫發(fā)表了μQ乘積125 萬為 0.8×10 ,100KHz)的超優(yōu)鐵氧體材料<3>,其磁滯系數(shù)降為優(yōu)鐵
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半導(dǎo)體的產(chǎn)品很多,應(yīng)用的場合非常廣泛,圖一是常見的幾種半導(dǎo)體元件外型。半導(dǎo)體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別,圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為 PDID:Plastic Dual Inline Package SOP:Small Outline Package SOJ:Small Outline J-Lead Package PLCC:Plastic Leaded Chip Carrier QFP:Quad Flat Package PGA:Pin Grid Array BGA:Ball Grid Array 雖然半導(dǎo)體元件的外型種類很多,在電路板上常用的組裝方式有二種,一種是插入電路板的銲孔或腳座,如PDIP、PGA,另一種是貼附在電路板表面的銲墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。 從半導(dǎo)體元件的外觀,只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳,而半導(dǎo)體元件真正的的核心,是包覆在膠體或陶瓷內(nèi)一片非常小的晶片,透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件,從上方的玻璃窗可看到內(nèi)部的晶片,圖三是以顯微鏡將內(nèi)部的晶片放大,可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳,這些接腳向外延伸並穿出膠體,成為晶片與外界通訊的道路。請注意圖三中有一條銲線從中斷裂,那是使用不當(dāng)引發(fā)過電流而燒毀,致使晶片失去功能,這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。 圖四是常見的LED,也就是發(fā)光二極體,其內(nèi)部也是一顆晶片,圖五是以顯微鏡正視LED的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線,若以LED二支接腳的極性來做分別,晶片是貼附在負(fù)極的腳上,經(jīng)由銲線連接正極的腳。當(dāng)LED通過正向電流時,晶片會發(fā)光而使LED發(fā)亮,如圖六所示。 半導(dǎo)體元件的製作分成兩段的製造程序,前一段是先製造元件的核心─晶片,稱為晶圓製造;後一段是將晶中片加以封裝成最後產(chǎn)品,稱為IC封裝製程,又可細(xì)分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟,在本章節(jié)中將簡介這兩段的製造程序。
上傳時間: 2013-11-04
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介紹二相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動芯片THB6064AH及其應(yīng)用
標(biāo)簽: 6064 THB AH 步進(jìn)電機(jī)
上傳時間: 2013-11-07
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[西門子S7-200、S7-300系列PLC編程電纜制作圖(MPI電纜)]
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30種PLC電纜制作圖.pdf
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成像系統(tǒng)二維轉(zhuǎn)臺控制部分解決方案
標(biāo)簽: 成像系統(tǒng) 二維 分解 轉(zhuǎn)臺控制
上傳時間: 2013-10-12
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特點(diǎn) 顯示范圍0至19999(瞬間量),0至999999999(9位數(shù)累積量)可任意規(guī)劃 精確度0.03%滿刻度(瞬間量) 頻率輸入范圍 0.01Hz 至 10KHz 瞬間量與累積量時間基數(shù)可任意規(guī)劃(1 或 60 或 3600 秒) 瞬間量之最高顯示值可任意規(guī)劃(0至19999) 累積量之輸入脈波比例刻畫調(diào)整可任意規(guī)劃(0.00001至9999.99999) 具有二組警報功能 15 BIT 隔離類比輸出 數(shù)位RS-485 界面 數(shù)位脈波同步輸出功能
上傳時間: 2014-11-07
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