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电路线路板八问八答

电路板可称为印刷线路板或印刷电路板,英文名称为PCB。线路板按层数来分的话分为单面板,双面板,和多层线路板三个大的分类。国内对从事这方面研究的科研院所也比较的少,而且也因为受各种因素的影响,对于印刷电路板缺陷的自动光学检测系统的研究也停留在一个相对初期的水平。下面看下一博科技整理的关于电路线路板的七问七答,欢迎大家补充。
工具/原料
1

一段导线的电阻会怎样呢?

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在小信号电路中一段很短的铜线所具有的电阻一定不重要吧?

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宽度过大的导电带与印制线路板背面的金属层构成的电容会有问题吗?

4

什么是接地平面?

5

这里所说的接地平面对制造厂家来说很困难,对吗?

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你说一个系统使用一个接地平面使其遭受地噪声的可能性很小,留下来的接地 噪声问题还有什么不能解决?

7

怎样才能知道在一个接地平面上产生的电压降?

8

有关上述测试方法应该注意什么?

方法/步骤
1

问:有关单纯电阻的问题,的确一定存在一些电阻,其性能完全符合我们的预料。请问一段导线的电阻会怎样呢?答:情况不一样。大概你所指的是一段导线或者是起导线作用的印制线路板 中的一段导电带。由于室温超导体至今还没问世,所以任何一段金属导线都起到低阻值电阻 器的作用(它也具有电容和电感的作用),这样必须考虑它对电路的影响。

2

问:在小信号电路中一段很短的铜线所具有的电阻一定不重要吧?答:让我们考虑输入阻抗为5kΩ的16位ADC。假定到ADC输入端的信号线由典型的 印制线路板(厚度为0038 mm,宽度为 025 mm)长度为10 cm的导电带 构成。在室温条件下它具有约018 Ω的电阻,这个电阻稍小于5 kΩ×2×2 -16 ,在 满度时会产生2 LSB的 增益误差,见图

3

问:宽度过大的导电带与印制线路板背面的金属层构成的电容会有问题吗?答:问题很小。虽然由印制线路板的导电带构成的电容很重要(即使是低频电路也应引起重视,因为低频电路也能产生高频寄生振荡),但总是应该先估算一下。如果不存在上述情况,即使较宽的导电带形成很大的电容也不会带来问题(见图132)。倘若带来问题,可去掉一小块接地平面的面积,以减小对地的电容。

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问:什么是接地平面?答:假如一块印制线路板的整个一面(或者一块多层印制线路板的整个夹层)的铜箔用来接地,那么这就是我们所说的接地平面。任何地线的排布都要使其具有尽可能小的电阻和电感。倘若一个系统使用一个接地平面,那么它受接地噪声影响的可能性很小。另外接地平面也具有屏蔽和散热的作用。

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问:这里所说的接地平面对制造厂家来说很困难,对吗?答:在20年前这方面确实有些问题。今天由于印制线路中的粘结剂、阻焊剂 和波峰焊技术的改进使制造接地平面已成为印制线路板的常规作业。

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七问:怎样才能知道在一个接地平面上产生的电压降?七答:通常电压降可以测量到,但有时候可以根据接地平面材料的电阻(标称1盎司 铜具有 045mΩ/□的电阻)和电流所经过的导电带的长度进行计算,不 过计算可能很复杂 。在直流到低频(50kHz)范围内的电压可以用仪表放大器,如 AMP02或AD620进行测量,如图所示。

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问:有关上述测试方法应该注意什么?答:任何交变磁场在探头引线上都会感应出电压来,这可以用探头相互 短路来试验(并且对地电阻提供一个偏流路径),观察示波器波形图。所观察到的交流波形就 是由于感应所产生的,可以用改变引线位置或设法消除磁场使其减少到最小。另外,保证放 大器的地线连接到系统的地线上也是很必要的。如果放大器设有这个连接就没有偏流返回路 径,放大器不能工作。接地还应该保证所用的接地方法不会干扰被测电路的电流分布。

注意事项
1

1、选择合理的导线宽度由于瞬变电流在PCB电路板印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造成的,因此应尽量减小印制导线的电感量。

2

2、采用正确的布线策略采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。

3

3、为了抑制PCB电路板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可以有效地抑制串扰。

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