硬件电路板设计

文章摘要：设计好电路图后，就可以设计PCB板了。在进行PCB设计时，首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；尺寸过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置，然后根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。在系统中，ARM片内工作频率为166MHz，其以太网接口电路的工作速率也高达100Mbps以上，因此，在PCB设计过程中，应该遵循高频电路设计的基本原则。这就要求首先要注意电源的质量与分配，其次要注意信号线的分布和地线的布线。1．电源质量与分配在设计PCB板时，给各个单元电路提供高质量的电源，会使系统的稳定性大

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　　设计好电路图后，就可以设计PCB板了。在进行PCB设计时，首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；尺寸过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元件的位置，然后根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。

　　在系统中，ARM片内工作频率为166MHz，其以太网接口电路的工作速率也高达100Mbps以上，因此，在PCB设计过程中，应该遵循高频电路设计的基本原则。这就要求首先要注意电源的质量与分配，其次要注意信号线的分布和地线的布线。

　　1．电源质量与分配

　　在设计PCB板时，给各个单元电路提供高质量的电源，会使系统的稳定性大幅度提高。一般应在电源进入印刷电路板的位置和靠近各器件的电源引脚处加上几十到几百IlF的电容，以滤除电源噪声。还要注意在器件的电源和地之间加上0．1μF左右的电容，用来滤除元器件工作时产生的高频噪声。

　　由于双面PCB板电源供给采用电源总线的方式，受到电路板面积的限制，一般存在较大的直流电阻。所以为了提高系统的稳定性，通常采用多层板，一般专门拿出一层作为电源层而不在其上布信号线。由于电源层遍及电路板的全面积，因此直流电阻非常小，可以有效地降低噪声。

　　2．同类型信号线的分布

　　在设计PCB板时，对于处理器的输入／输出信号中的数据线、地址线等相同类型的线应该成组、平行分布，并保持它们之间的长短差异不要太大。采用这种方式布线，既可以减少干扰，增加系统的稳定性，还可以简化布线，使PCB板的外观美观。

　　ARM－PCB板的布局如图1所示。

　　图1 ARM－PCB板布局

　　3．地线布线

　　模拟地和数字地要分开布线，不能合用，将它们分别与不同的接地点相连，同时地线应尽可能加粗，如图2所示。

　　图2 ARM-PCB板布线

　　布线时最好使电源线、地线的走线方向与数据线的走线方向一致。在PCB板上布屏蔽层对抗干扰很有帮助。对于高频电路应尽量减少过孔数量”必须过孔时，尽量增大过孔的孔径。

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