基于Protel99环境下的PCB抗干扰方法_赵雷

·制造业信息化· 收稿日期:2007-10-17 作者简介:赵雷 (1979-),男,吉林省九台市人,助理实验 师。主要从事EDA等软硬件仿真的教学与研究。 0引言 Protel设计系统是将EDA(ElectronicDesign Automa- tion)环境引入Windows环境的EDA开发工具,是具有强 大功能的电子设计的 CAD软件,以其高度的集成性和 扩展性著称于世。电子产品的干扰按产生一般可分为: 射频干扰、静电放电干扰、电力干扰、自兼容干扰。抗 干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路 径,提高敏感器件的抗干扰性能,本文重点讨论 Protel 环境下PCB布线的抗干扰问题。 1电源布线设计原则 即使整个 PCB板中布线完成得都很好,但是由于 电源、地线的考虑不周而引起干扰,也会使产品的性能 下降,有时甚至影响到产品的成功率。对电源布局布线 的处理应尽量遵循下面的一些原则: (1)有条件的情况下,尽量采用单独的电源层和地 层进行供电,用大面积铜层作地线用。采用电源总线技 术 (各个元器件多挂其上)或电源网络总线技术使总线 尽量宽,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源 线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线。一般来 讲,信号线宽 0.2~0.3mm,电源线宽 1.2~2.5mm均可达 到均衡电流、降低噪音的目的。 (2)电源走线不能中间细两头粗,以免在上面产生 过大的降压。拐弯要成钝角,最好用圆弧形。电源的过 孔要大一些,而且在版图允许的情况下最好在过孔处加 滤波电容。 (3)对于容易产生噪音的部分用地线包围起来,以 免产生噪音藕合电压。在 Protel软件中能自动实现对特 别重要的信号线或局部单元实施地线包围的措施。 (4)不论使用怎样的电源分配 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,整个系统都 会产生足够导致问题发生的噪声。所以过滤措施是必 需的。在实际的 PCB板的设计中,滤波常分为两部分: 电源滤波和器件滤波。对于电源,由于整个 PCB板上 的噪声都加到它的上面,其中不仅包含了低频噪声, 也包含了大量的高频噪声。为了有效滤除这些噪声, 通常是采用一大电容 (典型为 1~10μF的电解电容或钮 电容过滤低频)和一个小电容 (典型为 0.01~0.1μF对高 频)并联在系统的电源接入端,这样可以极大提高滤除 的噪声范围。对于器件滤波,随着集成电路工艺的进 步,IC自身能较好抑制低频噪声,但由于其对高频噪 声比较敏感,所以一般放置小电容 (典型为 0.01- 0.1μF)在器件的电源脚和地线脚之间进行电源滤波。 建议使芯片与小电容在同一点上接 VCC和接地 (板子 对面芯片正下方),这样可获得良好的性能。另外,每 个芯片间都要放置旁路电容 (采用 1~10pF的小电容) 作为过滤器。Protel软件在自动放置元件时并不考虑旁 路电容与被退藕的集成块间的位置关系,这会使滤波 效果大打折扣,所以必须手工移动元件 (Edit/Move/ Component)使之靠近。 (5)地线实际上也是一条信号线,将数字地和模拟地 分开可以降低电源对噪声的藕合作用。接往公共地线时要 经过高频扼流环节—中心孔穿有导线的铁氧体磁铁。在原 理图中可当作电感,在 PCB元件库单独定义一个封装, 布线前把它放置到靠近公共地汇合点的合适位置。 基于Protel99环境下的PCB抗干扰 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 赵 雷 (长春大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022) 摘 要:在 Protel软件环境下,设计 PCB存在诸多影响系统性能的因素,电磁干扰对电子系统有着危害和 影响,结合PCB设计的经验,包括元器件的布置、导线的敷设、PCB设计中完整性原则、金属屏 蔽罩法的分析等等,阐述了有效的抗干扰方法和工艺。 关键词:印刷电路板;抗干扰设计;信号完整性 (SI);电磁干扰 (EMI);布线策略 中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1002-6673(2007)06-137-03 机电产品开发与创新 Development&InnovationofMachinery&ElectricalProducts Vol.20,No.6 Nov.,2007 第20卷第6期 2007年11月 137 ·制造业信息化· 2合理布置元器件 PCB的布局排列并没有统一固定的模式,但元器件布 局不当是引发干扰的重要因素,所以应全面考虑电路结 构,合理布置板上元器件。首先可根据元器件布置需要确 定印刷电路板的大小和形状。尺寸过大会使导线过长、增 加阻抗、降低噪声容限;尺寸过小不利于散热,邻近导 线、器件易发生感应。印刷电路板最经济的形状是矩形或 正方形。一般应避免设计成异形,这样可降低成本。布置 元器件原则上是应将输入与输出部分尽可能地分别布置在 板的两极端;电路中相互关联的元器件尽量靠近,以缩短 元件之间的引线;工作频率接近或工作电平相差大的元器 件应相距远些,以免相互干扰。应以功能电路的核心器件 为中心,外围元件围绕它进行布局。通常是以集成电路晶 体三极管等元件为核心,然后根据各自的引脚功能,正确 地排列布置外围元件的方向与位置。对于一些易发热的元 件,如电源变压器、大功率三极管、可控硅、大功率电阻 等应尽量布置在板的边缘,以利于散热。对于湿度敏感的 元件,如锗三极管、电解电容器等,应尽量远离热源区。 对于一些耐热性较好的元器件则尽可能设计到印刷电路板 最热的区域内。我们尽量避免印刷电路板上的导线的交 叉,设法减小它们的分布电容和互相之间的电磁干扰,以 提高系统工作的可靠性。元器件的配置和布局应有利于设 备的装配、检查、调试与维修。 3制定合理的布线规则 布线是 PCB设计图形化的关键阶段,设计中考虑 的诸多因素都应在布线中体现出来,合理布线可使PCB 获得最佳性能。布线时应尽量遵循以下原则: (1)布线层的分配及各层中的线宽:布线层的分配 及各层中的线宽主要决定了PCB信号传播率和互连线的 特征阻抗。为了保证PCB上互连线的阻抗的一致性,同 一层中的线宽一般不要改变;基于减小电磁干扰的考虑, 高速信号线最好布在距离涂敷层较近的内层布线层。 (2)总体走线方向和各层中线距:信号间的串扰对 相邻平行走线的长度和间距极其敏感,所以相邻走线层 的信号线的总体走线方向一般要互相垂直;同层中平行 信号线尽量拉大间距,缩小长度;非高速线为高速线让 路。线长限制、信号组总体走线形状、过孔使用限制要 在优化布局的基础上,尽量缩短高速信号线的长度。控 制信号组延迟的一致性是布线时的重要任务。过孔在一 定程度上增加了信号的延迟,破坏了信号线阻抗连续 性,因此应尽量减少使用。 (3)避免断点:断点是信号线上阻抗突然改变的 点,它们会造成反射。比如,板子线路尖锐的拐点处可 能发生断点,我们应用 45°拐角,采用光滑的圆弧更理 想。Protel软件在Preference菜单的TrackMode子菜单中 预约以45/90Line或90Arc/Line方式布线,并为布线拐 角处提供六种可选方式。过孔将信号传送到板子的另一 侧,从水平方向变为垂直成 90°的拐点,会产生反射, 而且在一定程度上破坏了信号线的阻抗连续性,所以尽 量减少甚至避免它的出现。Protel软件还为自动布线专 门提供了减少使用过孔的设置功能。 (4)减小环路:电流回路就像天线一样,引起 EMI 是不可避免的。保证每条信号线的两点之间只有一条路 经,以避免人为的环路;保证信号回路没有阻塞,尽可 能使用地平面。为减小信号回路,可使用电源层。有时 不得不使用双层板,但不能使用电源平面而要用电源总 线。将电源总线靠近信号线也同样能够减小回路的尺寸。 (5)连接线需要足够多的地线:每一信号需要有自己 的专有的信号回路,而且信号和回路的环路面积尽可能 小,也就是说把信号与回路并行放置。双面板中地线总线 应该跟随着板子另一面的最敏感的那条信号线,这条信号 线的回路尺寸和使用电源平面的信号线回路尺寸是一样的。 4合理布置板间配线 印刷电路板联装后,应认真检查和调整,对板间配 线进行合理安排,解决设计中遗留的不妥之处。首先要 注意板间信号线应越短越好,且不宜靠近电力线,或两 者相互垂直配线,以减少静电感应、漏电流的影响,必 要时采取适宜的屏蔽措施。妥善配置板间接地线,采用 “一点接地”方式,切忌使用串联型接地,以避免出现 电位差。地线电位差会降低设备抗干扰度,是出现误动 作的原因之一。其次,应注意远距离传送的输入输出信 号应有良好的屏蔽保护,屏蔽线与地应遵循一端接地原 则,且仅将易受干扰端屏蔽层接地,以保证柜体电位与 传输电缆地电位一致。当用扁平电缆传输多种电平信号 时,以闲置导线将各种电平信号线分开,并将该闲置导 线接地。扁平电缆力求贴近地底板,若串扰严重,可采 用双绞线结构的信号电缆。一般而言,使用以上基本的 抗干扰措施,可消除PCB90%左右的干扰。 5金属屏蔽罩法 金属屏蔽罩法主要在多个相互干扰的电路之间不能 保证足够的隔离时采用。虽然这是经常采用的一种有效 方法,但不可否认它存在很多的不足之处:首先,自身 成本和装配成本很高;其次,外形不规则的金属屏蔽罩 在制造时很难保证高精度;而且,长方形或正方形金属 屏蔽罩又使元器件布局受到限制,也不利于元器件更换 和故障定位;最后,由于金属屏蔽 (下转第141页) 138 ·制造业信息化· 罩焊在地上必须与元器件保持一个适 当距离,因此需要占用宝贵的PCB板空间。所以,应根 据设计条件和目标 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ,合理采用抗干扰措施,提高系 统的抗干扰能力。 6结束语 随着电子技术的飞速发展,PCB的密度越来越高。 其设计质量不仅直接影响电子产品的可靠性,还关系到 产品的稳定性,甚至成为设计成败的关键。电子产品的 抗干扰设计越来越重要。它不仅关系到产品性能的提 高,而且关系到产品是否可以在市场销售。抗干扰设计 将成为电子产品设计的重要组成部分。 参考文献: [1]叶战波.Protel环境下PCB设计的抗干扰技术[J].中国教育技术装 备,2005,11. [2]夏路易,石宗义.电路原理图与电路板设计 教程 人力资源管理pdf成真迷上我教程下载西门子数控教程protel99se入门教程fi6130z安装使用教程 [M].北京:北京希 望电子出版社,2002. [3]何丽莉.PCB的抗干扰设计[J].芜湖职业技术学院学报2006,3. [4]来清民,马涛.PCB设计经验浅谈[J].河南教育学院学报,2001,4. Anti-interferenceWayofPCBUnderProtel99Environment ZHAOLei (TheCollegeofInformationandElectricalEngineering,ChangchunUniversity,ChangchunJilin130022,China) Abstract:UndertheenvironmentofProtelsoftware,designingPCBleadslotsofcomplicationswhichaffectingsystemperformance.Thereis dangerandeffectofelectromagneticinterferenceonelectronicsystem.IncombinationwittheexperienceofPCBdesign,wecangeteffective solutionsandtechniquesofhowtobeshieldedfrominterference,includingthearrangementofelements,thedesignoftraces,PCBdesigninte- grality,rationalwirelayoutandmodeofmetalscreenandsoon. Keywords:printingcircuitboard;anti-interferencedesign;signalintegrality;electromagnetisminterfere;wirelayoutgame DistributedSalesStockSystemBasedonWebService XUShuang-Mei1,YANGYan-Li2 (1.Xi'anCollegeofCareerandTechnological,Xi'anShaanxi710077,China; 2.CollegeofInformationEngineering,ShenzhenUniversity,ShenzhenGuangdong518060,China) Abstract:Thepapertakesabigaggregativeenterpriseincludingmanysubsidiarycompaniesasaninstance,analyzedsomekeyproblemsabout integrationandinterfacebetweensalesstocksystemandoriginalERP,CRM system,describeshowtodesignandimplementadistributed salesstocksystembasedontheWebservicetechnology. Keywords:distributedsalesstocksystem;enterpriceapplicationintegration;Webservice Sq1DbType中数据类型和OleDbType中的数据类型到C# 中数据类型的映射,通过映射来生成包装的方法的参数 类型列表,映射表存放在数据库中。参数命名规则为: 字符串+“my”+参数类型+参数在类型列表中的位置。 分 析 SQL语句, 确定是否 为SELECT 语句,再 根据数据 源类型确 定下面的 包装用于 什么类型。 生成代码 的过程中 要分别用 到动态参数名称、动态参数对应的SQL数据类型及其大 小、形参名,每四种数值合成一组确定对象的一个参数 值,因此设计把这四种数值作为一个类的私有数据成 员,包装过程中根据传入的 SQL语句和 SQL数据类型 大小列表生成这个类实例的动态数组。在代码生成后, 系统设计了一个查看服务方法和试调用服务方法的界 面,可以从中选择查看和试调用服务方法,还可以看到 选定WebService的WSDL文档。 4结束语 分布式系统是随着分布式技术的进步而发展起来 的,它在许多方面都体现出自己的优势。本文在分析当 前分布式计算方案的优缺点之后,针对一个拥有多个子 公司的集团型企业的需要,设计并实现了基于WebSer- vice技术的分布式销售仓库系统,此系统能够与各生产 公司现有的 ERP系统、销售公司的 CRM系统进行良好 集成,具有良好的扩展性和灵活性。 参考文献: [1]GeorgeCoulouris,JeanDollimore,TimKindberg.金蓓弘(译).分布式 系统概念与设计(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2003,11. [2]何强,林宏基.基于 Webservice的分布式应用系统的研究及应用 [J].福建电脑,2006,1. [3]CarlosC.Tapang.WebServicesDescriptionLanguage(WSDL)Ex- plained[M].MSDN,2001. [4]ShaneKite.Service-OrientedArchitecture:APlatformtoDoItAll BankTechnologyNews(NewYork),May2004,5. 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