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集成电路板解决方案

集成电路板解决方案

集成电路板解决方案范文第1篇

据ROHM半导体(深圳)有限公司设计中心项目经理刘汉军介绍,为满足中国国内专业观众的需求,此次集中展示了以英特尔嵌入式处理器英特尔凌动处理器E600系列为应用对象的芯片组以及参考电路板。芯片组由三部分构成,分别是①Input-OutputHub LSI(IOH)(车载信息娱乐系统专用、IP媒体电话专用的2种机型)、②芯片组电源管理LSI(PMIC)、③时钟发生器LSI(CGIC)。

其中、IOH的两种机型由罗姆集团公司下属公司OK/半导体开发,电源管理LSI和时钟发生器LSI则由罗姆半导体负责研制,此次开发实现了芯片组所需三种机型的体系化,使英特尔凌动处理器E600系列的性能得到最大限度的发挥。使用这些芯片组的参考板也已完成,可向客户供应产品。

另据了解,按照应用领域,罗姆展台分为10大展区,分别是功率器件、白色家电、英特尔凌动处理器E600系列专用芯片及参考板、TV/面板、LED照明、手机/便携设备、生物传感器、车载/汽车音响、通用产品、以及公司简介等。(ttger)

富士通半导体携数字电视解决方案闪亮CCBN

日前,以“推进三网融合,共享广电未来”为主题的第中国国际广播电视信息网络展览会(ccBN2011)隆重举行,富士通半导体展示了其应用于国内的NGB(下一代广播电视网)、有线和地面市场以及海外市场的最新机顶盒解决方案,并通过参与主题论坛与业界人士共同探讨三网融合商业模式和应用趋势。

据富士通半导体亚太区市场副总裁郑国威介绍,此次富士通半导体设立了三大展示区,分别是NGB解决方案、有线/地面数字电视广播解决方案展区以及海外/出口解决方案展区。

在三大展区中,富士通半导体分别重点展示了针对中国市场的解决方案,包括应用于NGB网络的互联网电视机顶盒解决方案,应用于中国有线数字电视市场的中间件机顶盒解决方案,应用于中国有线双向交互市场的标清AVS/H.264机顶盒解决方案,以及与国内数字电视技术提供商(如永新视博、iPanel、山东泰信等)合作过的应用案例,充分体现了富士通半导体对中国市场的承诺和强大的解决方案提供能力。

此外,富士通半导体还展示了应用于海外市场的解决方案,包括ISDB-T Ginga中间件机顶盒解决方案、澳洲MHEG.s中间件机顶盒解决方案等。

富士通半导体针对NGB网络推出的互联网电视机顶盒解决方案以MB86M10芯片为核心,内嵌GoogleAndroid操作系统,支持丰富的应用程序,使用户在观赏电视节目的同时,可以运行丰富的互联网应用并浏览网页,从而能够在家里随时随地分享信息。

集成电路板解决方案范文第2篇

(中冶南方工程技术有限公司 湖北 武汉 430223)

摘 要:将TRIZ发明问题解决理论应用于高速剪后带钢分离设备的设计中,在分析目前设备分离带头和废料中存在问题的基础上,提出基于TRIZ理论方法和步骤的解决方案。

关键词 :TRIZ理论;分离技术;带钢

中图分类号:DG6 文献标识码:A

doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.04.048

0 前言

镀锡板是在低碳薄钢板上镀锡保护层的耐蚀材料。因镀锡基板具有合适的强度、优良的焊接性和冲压性,表面镀层具有良好的耐腐蚀性能,且锡层无毒,易于涂布、印刷,镀锡板被广泛应用于食品、饮料、喷雾剂、化工、油漆等各种形态物品的包装以及各种器具的制造。随着我国包装行业的不断发展,对镀锡板质量、耐蚀性要求日益严格。高性能大型连续镀锡机组是生产高品质镀锡板的前提。随着我国工业的高速发展,高产量的要求促成目前连续镀锡机组工艺段的速度越来越高。要适应这一工况,必须提高带钢入出口段的分切及输出样板和废料的速度。大量飞剪机投入工作,但是受剪后带钢输出设备的结构形式制约,很多机组的入出口段速度仍无法提高,从而不得不增加入出口段活套的套量,投资巨大,产量也受到很大制约。

2006年和2008年,国内两家大型钢厂分别从日本新日铁引进了两条高速连续电镀锡机组,均已建成投产。按照工艺要求,镀锡带钢在出口段从出口活套出来,经表面检测、立式检测,由飞剪取样、切废、分卷后,由卷取机卷取成成品,运送至成品库。其中,高速飞剪之后均采用电磁铁吸附、皮带输送机传输的方式输出高速剪切后的带头和废料。但是均出现飞剪后的取样和废料输出装置无法正常工作的状况。截至目前,两条机组均放弃在线分离取样板和废料,改成离线剪切取样板和废料,不仅增加了工人的劳动强度,还降低了产量。两家大型钢企多次要求日方整改,可效果均不理想。

1 TRIZ理论

TRIZ创新理论是由前苏联发明家和教育家—根里奇·阿奇舒勒先生发现、研究得出发明与发明之间的规律,并在后面几十年不断的总结。TRIZ是发明问题解决理论,它的核心思想有三点:①很多方法和原理在发明的过程中是在重复使用的;②技术系统的进化和发展并不是随机的,而是遵循一定的客观趋势;③技术系统的无序和离散问题,可以通过建模(系统模型、物场模型)来解决。TRIZ包括三大体系:术语体系、工具体系和算法体系。其中工具体系,即创新的思维、创新的方法和创新的规律,是应用TRIZ的实用工具。它提供了创新问题的解决流程,即先分析问题,再解决问题,最终达到方案实现。重点是让人们克服思维定势,多角度、多层面地分析问题,寻找并利用各方面资源,更好地解决问题。TRIZ创新从技术系统/技术过程、矛盾、资源和理想化4大基本概念出发,运用功能分析,物—场模型,矛盾分析和资源分析4个分析工具。具体分析方法有九屏幕法、IFR法、小人法、组件分析、系统裁剪、因果分析、资源分析等。对于一般性标准的发明可以运用发明问题标准解法,效应知识库,技术矛盾创新原理和物理矛盾分离法四大有效工具求解,将一般问题转化为TRIZ标准问题,提取通用工程参数,查找矛盾矩阵表,运用40个发现原理求解,确定为物理矛盾的,运用分离原理配合40个发明原理求解,此外还可以运用物场分析工具,建立物场模型,通过76个发明问题标准解和效应知识库求解。

2 问题描述

现有系统负责处理剪后样板和废料的分类收集和后一卷带钢的输送。系统包括高速飞剪及夹送辊、上方皮带输送机、下方皮带输送机、上方电磁铁、下方电磁铁、电能、带头和废料等。上方电磁铁负责吸附带头,上方皮带输送机负责输送带头;下方电磁铁吸附废料,并防止废料下落时被上方电磁铁吸附,下方皮带输送机负责输送废料。主要缺点是当高速飞剪剪切废料的速度达到或高于100m/min时,剪切完最后一块废料之后,废料被下方皮带输送机吸引并输送至下方废料斗时,紧随其后的后一卷的带头容易一起掉入废料斗,需要机组出口段停下来,人工将带头挑起。目前机组已放弃在线样板剪切和废料剪切,而选择离线完成。

3 问题分析

首先,以阿奇舒勒定义的理想度为衡量标准,通过组件价值分析评估有用作用、有害作用及成本,来确定组件的理想度,根据功能贡献、问题影响及成本,得出下方电磁铁组件功能贡献最小而问题影响和成本高;上方电磁铁和上方皮带输送机、下方皮带输送机组件的问题和成本虽然不高,但功能贡献也小。因此确定系统改进的顺序应该是:下方电磁铁、上方电磁铁、上方皮带输送机、下方皮带输送机。

其次,通过资源分析(也称三轴分析),得出导致带头栽入废料斗的原因有:①人对上方电磁铁的得电时间控制不足;②带头和废料的间距不足;③下方电磁铁的吸引等。

从功能分析得出的改进顺序和资源分析找到的原因,已经明确了解题的思路方向。

4 问题解决

解决问题就是针对问题模型利用中间工具找到解决方案模型,再把解决方案模型转化为本领域问题解的过程。TRIZ理论中的创新原理、标准解、进化模式都是解决问题的工具,还有一个重要工具就是知识库。借助CAI工具及知识库、专利库,使人们能够快速查询到其他领域解决同类问题的解决方案作为参考,这种方法正是体现了TRIZ的重要理念,即借鉴其他领域已有的先进解决方案解决本领域的问题。

本次共得到解决方案16个。其中,基于功能查找得到2个裁剪方案:裁剪下方电磁铁,改变上方电磁铁形式;裁剪掉上方和下方电磁铁,改由气缸驱动下方导板升降来分离剪后带钢。

基于资源分析得到6个方案:①提高下方传动电机的功率;②改变下方输送系统的配置,减小摩擦损耗;③在下方皮带输送机中增加气缸翻板,改变废料和带头的前进路径;④改变上下方输送机的作用对象,下方输送机输送带头,上方输送机只吸废料;⑤将废料改在机组尾部收集;⑥在高速飞剪剪刃上设置电磁铁,提高废料初速度,增大废料和带头间距等。

通过矛盾分析建立了2对技术矛盾,查找创新原理得到2个方案:①改变带头速度反馈时间;②减小下方皮带输送机的皮带面积等。

建立物场模型,查找76个标准解,得到3个方案:①将上方电磁铁离散化;②将下方电磁铁由横向布置改为纵向分散布置;③引入气动场,克服带头下落的重力作用等。

查找知识库,得到1个方案:将下方输送导板改用弹性可变形元件,将放射性辐射转化成机械运动。

由进化路线构思得到2个方案:①简化下方皮带输送机结构,改成滚筒拨叉分离带头和废料;②将下方皮带输送机倾斜段设计成可摆动角度的,待最后一块废料落入废料斗后,倾斜段摆成水平,使上方电磁铁吸住带头,继续输送等。

最后通过对上述方案进行可靠性、操作性、结构紧凑性和成本等方面的评估,得出最佳方案是增加下方传动电机的功率。

目前,该最佳方案已经在某钢厂刚刚引进的同类型机组中实施,且效果良好。

5 结论

集成电路板解决方案范文第3篇

【关键词】FSAE 电动赛车 STM32 安全回路 Can总线 整车控制器

Formula SAE(FSAE) 是一项面向大学生的综合性工程教育赛事,中国自2010年引入该赛事,并于2013年增加电车组。要求学生设计制造一辆单人纯电动方程式赛车,并对电气及机械提出相关规则要求。对电气部分设计者而言,安全可靠和高性能成为主要考虑因素。围绕电机控制器和电池管理系统为通信控制核心的整车电气系统要求解决包括急停,绝缘监控,制动可靠,传感器信息采集(包括踏板,温度,速度等)一系列问题。本文提出基于安全回路和STM32的整车控制器的整车电气系统可行性设计方案,并实际验证。本文分整车控制器和安全回路两部分介绍该设计方案。

1 整车控制器

整车控制器实为赛车动力系统控制核心,其完成功能包括:1、踏板信号采集2、Can总线信息处理3、整车传感器信息采集4、仪表和无线通信5、实时数据存储。

基于以上的任务选用基于Cortex-M3内核的STM32F103单片机,搭配处理电路,构成整车控制器。

配合电气盒和接插件,最后达到模块化设计效果。图一接头从左到右接头依次为轮速传感器接头,仪表显示,方向盘转角,减速箱温度和水泵调速,油门踏板1,油门踏板2,无线模块,制动踏板,背面有整车控制接头。

1.1 踏板信号采集方案

通过自主设计踏板结构,搭配角度传感器获得油门和制动信号。

旋转编码器可靠性更好,使用寿命更长,数字总线式的绝对编码器又具有灵敏度高抗干扰能力强的优点。SSI总线较为常见,基于差分式信号经由MAX490解码,极大减轻处理器负担,提高通信速度。实际测试获取角度信息频率>5kHz。

常见的模拟量旋转编码式传感器通过屏蔽线有效接地,并联电容滤波,处理器配置DMA模式,软件多次测量、大小排序、去极值、取平均几种方式共用,实际验证可有效解决大功率同步电机工作的电磁干扰。

1.2 Can总线(基于J1939协议)方案

Can总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,基于J1939协议的Can总线被大多数车用器件兼容。

整车控制器微处理器STM32集成Can(2.0B)模块,可替代基于TJA1040模块的通用性方案,搭配CTM1051A通用Can隔离收发器同时解决电气隔离和电平转换问题。通过设置微处理器屏蔽模块,屏蔽电机控制器和电池管理系统内部通信,减轻处理器负担,提高通信效率。且电路构成简单可靠配备多级缓存。

1.3 整车传感器信息采集

整车传感器主要包括齿轮传感器,方向盘角度传感器,变速箱温度传感器,姿态传感器等。

齿轮传感器选用霍尔式,但需保证在安装精度。方向盘传感器选择电位器式,经由AD模块采集处理并存储。温度传感器模块(非线性),通过多次实际测量获取多组数据,通过曲线模拟获得3阶多项式以拟合实际对应关系,可获足够精度。

1.4 仪表显示和无线通信

为了方便车手了解赛车实时信息,仪表采用独立CPU的智能PS-LCD,可独立自主二次开发显示界面,但刷新频率较低。

通过界面设计软件Designer在线仿真界面设计。通过RS233协议与整车控制器通信,实时显示当前赛车状态,包括速度,电压,电量,故障等。

无线模块选用基于ZigBee通信协议的1.6公里的无线模块,配合基于Labview软件开发的上位机软件,完成实时监控。

1.5 实时数据存储

由于赛车运行时传感器信息量较大,无线模块传输信息通信速率无法满足需求,无法实现大量数据的实时存储,通过文件管理芯片CH376S实现U盘或SD卡的实时信息读写。其内置了FAT32文件系统的管理固件,支持SPI接口。

通过该模块实现了大量数据的实时存储,经过测试,该模块的数据块写入速度高于1Mb/s,综合有效速率达100Kb/s,且稳定性良好。

2 安全回路的设计

安全回路为连接各可靠性模块及保护开关等的电气回路,在整车电气系统中占有重要位置。包括:两个主开关,3个急停开关,制动超程开关,绝缘可靠性装置(IMD),惯性开关,制动可靠性装置,电池管理系统(AMS)等。以上除了开关外其余模块直接控制继电器开关串联在安全回路中,任何一个模块被激活均直接断开安全回路,进而断开电池箱内的直流接触器,确保赛车无动力输出。整车控制电源(12V)经由为控制系统开关和驱动系统开关为系统供电。在该过程中,组成安全回路的绝缘监控和制动可靠性装置成为难点。绝缘监控临界值应规则要求需要达到500Ω/V,该装置需在到达响应值后独立断开安全回路。Bender A-ISOMETER ? iso-F1 IR155-3203 或 -3204均符合规则要求,测试中用外接电阻模拟故障,5次测试中均成功断开回路。

制动可靠性装置用于避免制动时有动力输出,通过霍尔式电流传感器和接近开关,独立采集制动踏板角度和电机电流,当二者同时达到阈值时,模块动作断开安全回路。

3 结论

经过对该方案的具体实施,成功完成了符合规则的电动方程式赛车的电气系统构建,在实际1h的连续跑动测试过程中:

(1)无意外断开安全回路状况。

(2)U盘存储、仪表、无线模块均正常工作。

(3)跑动结束后的绝缘、制动可靠性测试通过。

各个模块均得到了验证,其可靠性和稳定性均有所保证,方案的可行性得到验证。但仍存在整车布线杂乱的情况,有待优化模块机械安装位置。

参考文献

[1]孙启富.基于STM32的通用智能仪表设计与应用[J].技术仪表与传感器,2010(10):34-38.

[2]邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,I996.

[3]孟晓楠.SAE J1939协议分析和Smart [J].1939系统设计实现[学位论文]硕士,2006.

[4]张河新.基于STM32和CAN总线的智能数据采集节点设计[J].化工自动化及仪表,2012,39(1).

[5]张元明.基于LabVIEW的发动机ECU自动测试系统[D].长春:吉林大学,2012.

[6]周飞.通用车用ECU设计[D].北京:北方工业大学,2008.

[7]李海燕.基于LabVIEW的分布式控制系统研究[D].南京:南京邮电大学,2011.

集成电路板解决方案范文第4篇

目前,引进机型的雷达微波组件普遍采用薄膜混合电路模式,电路建立在高介电常数的陶瓷基板上,微带线和电阻采用薄膜工艺形成图案,分立器件(电容、带封装的二极管、三级管等)通过锡焊实现电气连接,其他不带封装的管芯器件以及陶瓷基板之间的电路由金丝或金带键合工艺实现。由于该模式一致性差,电路中大量采用附着力强的铟片手工贴附在微带线上。这种电路设计制造模式给后期修理工作造成极大的困难。一方面电路对环境要求很高,微带线脱落或是电阻氧化引起的阻值变化将造成无法修复的损伤;另一方面,由于电路一致性较差,模块间不具有可互换性,需要重新调整;此外,因器件老旧而无法采购的问题也是制约修理的主要因素。相比较而言,国产机型的雷达微波组件更新较快,已经基本实现了功能模块化、体积小型化和电路集成化。在模块内部,多数采用与印制电路板加工工艺相近的微波介质印制板,器件集成度高。例如,功分器、滤波器等无源电路,基本采用带金属壳体封装的小规模集成器件;各种放大器等有源电路,部分采用砷化镓单片微波集成电路。由于带封装器件的大量使用和射频电路的集成化,电气连接多使用通用的表面贴装焊接工艺,电路的整体一致性较好。随着砷化镓单片集成电路的发展与应用,有源器件(如场效应管等)及其阻抗匹配电路大多被集成在砷化镓器件内部,封装后的器件管脚直接匹配50Ω或75Ω的电路系统,极大地方便了有源模块之间的级联,减少了电路调试工作,对于后期的维护与修理也极为有利。因此,在微波组件修理时的再制造工作中,在技术上充分参考国产机型相应微波组件的先进经验,由此带来的益处包括:一方面,建立以电路功能为单元的模块化、集成化设计理念,容易实现测试、拆卸以及更换其中的器件,可以快速恢复乃至提高引进机型微波组件的性能;另一方面,通过跟踪微波组件(尤其是T/R组件)中典型微波集成器件的应用情况,并在修理工作中进行应用,掌握微波集成器件的电路设计、性能调试等实践经验,形成与国产微波组件研制同等水平的修理技术能力,为相控阵体制雷达的修理形成技术储备。

2修理再制造实例

基于上述修理再制造理念,以某型引进机型的微波组件为例,介绍采用单片微波集成电路(MMIC)重新设计混频电路,以及采用微波印制板工艺再制造的情况。针对修理再制造过程中遇到的典型问题进行理论分析,并制定解决措施。

2.1屏蔽盒产生谐振

1)修理再制造方案进口机型微波组件中的混频器如图1所示,采用簿膜微带巴伦平衡二极管混频电路。该电路不仅对本振功率要求高,而且对4个二极管的匹配要求高,载频抑制度低。修理时,选用本振功率低的MMIC混频器芯片(HMC422)实现混频功能,不仅体积小,而且功耗和变频损耗低,采用易实现的普通微波电路工艺,性能更稳定。替代后的印制电路板(PCB)如图2所示。2)问题描述将单独测试好的混频器装入屏蔽盒(尺寸为29.7mm×26.7mm×10.5mm),利用AgilentE8257D信号源与AgilentE4440A频谱分析仪对其进行测试,发现本振杂波明显增强,测试结果如图3所示。3)问题分析安装射频PCB的屏蔽盒有数量较多的谐振频率点,谐振频率与屏蔽盒的机械尺寸有关,也与PCB的层结构、介质有关。射频PCB在设计中应关注屏蔽盒的最低谐振频率,当工作频率接近最低谐振频率时,部分能量被吸收,产生衰减的尖峰,从而影响电路的正常工作。对于已设计好的射频PCB,应选择合适的屏蔽盒尺寸,使其谐振频率不落在射频PCB电路的工作频带内。当屏蔽盒内的PCB是多层板时,通常第二层接地,与屏蔽盒体等电位,h表示PCB的顶层到第二层的介质厚度,b是PCB的第二层到屏蔽盒内顶面的高度。a是关键尺寸,必须满足a<λ/2,λ是工作频段高端频率在空气中的波长。如果不能满足上述公式,盒内就可能产生波导型传播。当反向传播的波构成正反馈时,频带内增益平坦度变坏,在某些频点上出现尖峰,反馈过强时,还容易出现自激振荡。选择屏蔽盒时,应使其最低谐振频率远高于工作频率,最好10倍以上。屏蔽盒的高度一般为第一层介质厚度的15~20倍以上,以保证较高的元件能放入。在屏蔽盒底面积一定的情况下,要提高屏蔽盒的最低谐振频率就必须增加长宽比,所以应避免选用正方形的屏蔽盒。4)解决措施调整混频器PCB和屏蔽盒的尺寸,增加长宽比,从而提高屏蔽盒的最低谐振频率。调整后的混频器PCB如图5所示,屏蔽盒尺寸调整为32.5mm×26.5mm×10.5mm。同时,正确选择吸波材料,对消除腔体自激现象也起到极大的作用。调整后的波形如图6所示,比较后不难发现,波形已经得到很大改善。

2.2屏蔽盒产生信号波导传输现象

1)修理再制造方案采用微波印制板工艺替代图1中的滤波器。先采用安捷伦公司的Advanced.Design.System.v2008软件对电路进行仿真,根据仿真结果绘制PCB图案(见图7),印制板制作时选用合适介电常数的Rogers4003微波印制电路板材。采用AgilentE8363B矢量网络分析仪对新滤波器进行性能测试,测试结果如图8所示。分析该曲线可知,滤波器性能正常,3dB通带为160MHz。2)问题描述将滤波器放入屏蔽盒中,用AgilentE8257D信号源与AgilentE4440A频谱分析仪对其进行测试,测试结果表明,本应被抑制的杂散信号重新出现,滤波器功能失效。通过实验证明,该滤波器在开放空间环境中可成功滤除带外杂散信号,但在屏蔽盒内却完全失去作用。3)问题分析失效的滤波器在使用前已进行性能测试,表明滤波器设计无问题,说明屏蔽盒是造成其失效的原因。滤波器屏蔽盒为金属材质,内表面光滑且横截面为矩形,对于相应频率的杂散信号将产生行波传输效果,从而造成杂散信号从滤波器输入端进入腔体,经腔体内部形成空间波导传输至滤波器的输出端,从而直接造成滤波器失效。4)解决措施解决波导行波传输问题,可以在滤波器屏蔽盒腔体内增加隔离措施,在滤波器的输入端和输出端之间增加一道金属墙,直接破坏波导传输路径。增加隔离措施后,滤波器失效现象消失,其3dB通带以外的杂散信号均得到有效衰减。

3微波组件修理再制造中应注意的事项

微波混合电路的主要失效方式所占比例、对应的修理措施和需要注意的问题如表1所示。应特别注意电源的匹配问题。微波组件通常在有限的空间内进行安装,体积较小,同时不应显著增加产品功耗,还应满足电磁兼容性要求。另外,在屏蔽盒的设计方面,除了关注最低谐振频率外,通常采用铝合金材料,表面进行化学镀镍处理,将高电导率和中等磁导率结合起来;封装采用螺钉固定时,应注意螺钉的最小间距,保证接合面的最小接缝和缝隙,从而最大限度地提高屏蔽效能。

4结束语

集成电路板解决方案范文第5篇

在射频电路设计中,PCB的设计决定了电路是否能正常运行,设计过程中要注意信号完整性的一些其他的约束规则。由于模块对体积有严格的要求,所以必须采用高密度的PCB设计。可将表面贴装技术和板载芯片技术运用到PCB设计中。这种设计方法会造成元器件之间的干扰更加强烈,引发信号完整性问题,更甚于导致电路工作无法正常进行。所以设计PCB时,必须尽早的考虑好电磁兼容性问题,合理设计方案。

1.1PCB板材选择

在PCB设计过程中,一般会采用成本低、性能好的FR4,通常情况下,FR4在UHF频段的损耗角为0.02。基于这样的情况,如若对电路的精度和耗损有较高的要求,那么就必须将这种误差和损耗考虑进来。板材中重要性能之一的介电常数对电路的阻抗和信号传输率都会产生影响,是联系整个设计过程的重要参数。

1.2布线层数

多次电路板对PCB电磁兼容性问题有一定的解决作用,采用多层电路板设计法能够使布线更为简便,还能降低电源、低频,地平面间噪声电压,进而有效降低磁干扰的目的。解放布线空间,有利于设计人员合理的划分区间,解决信号完整性问题。由此可见布线层数对PCB设计有重要的作用,同时采用PCB层数还必须坚持两个设计原则:

(1)电源平面和地面层位置。相邻的电源平面层和地面层能够通过铜箔之间的杂散电容取得更好的高频电源解耦效果,并且还会随着介质介电常数的提高而不断增强。

(2)信号层应该和电源平面层或者地面层靠近,以此减少信号环路的面积。高速时钟信号线应该和地面层相邻。根据两个设计原则和对上述布线密度的估计,可以明确PCB的层数和分布设计。在确定信号分布线层和电源平面层时,还要考虑到:功能要求、噪声抖动、信号分类隔离、需要设计的布线数量、阻抗控制、大规模集成电路元件密度以及总线路由等因素。按照上述分析,根据模块体积的要求,可以明确得出采用四层板布线方式。顶层与底层作为信号布线场所,基于CC2530的无线通信模块布线层。

1.3PCB接地设计

接地设计是PCB设计过程中的关键环节,必须尽可能早的制定好接地方案,这样做有利于后期的设计工作顺利进行,在设计射频电路的PCB过程中,接地方案的好坏直接影响到了整个设计的效果。地线亦可以称之为返回路径,容易造成电磁干扰,主要是因为电流流经返回路径时因阻抗作用产生了电压,多个电路一起返回的路径时产生成公共阻抗耦合。在高速电路中,要高度重视传输线的寄生电感,如果返回路径设计不合理会造成电路引入反馈进而导致其工作无法正常进行。射频电路PCB的设计优劣在于能否科学合理的布局布线,以此降低辐射能力同时提高抗干扰性能。

1.4PCB的实现

通过上述分析简述,在全面考虑到电磁兼容性情况下,明确了需要设计的无线通信模块PCB的层数、分布和传输线阻抗匹配状况以及天线设计和PCB底线设计等最终完成了无线通信模块的PCB设计。PCB设计完成后的实际生产过程中,因为无法按照预想设定介电常数和介质高度等参数,造成了与现实的偏差,所有参数的变化尤其重要,必须时刻注意,及时对参数进行调整。

2结束语