硬件电路设计流程系列——方案设计(目录)
一、硬件电路设计流程系列--硬件电路设计规范二、硬件电路设计流程串联方案设计(1):主芯片选择
三、硬件电路设计流程系列——方案设计(二):芯片购买
四、硬件电路设计流程串联方案设计(三):功耗分析和电源设计
动词 (verb的缩写)硬件电路设计流程系列方案设计(4):设计合适的系统电源
一个
硬件电路设计规范
1.详细了解设计要求,从要求中梳理出电路功能模块和性能指标要求;
2.根据功能和性能要求,制定总体设计方案,选择CPU。
CPU 选型有以下几点要求:a)性价比高;
b)易于开发:体现在多种硬件调试工具,多种参考设计,丰富的软件资源,多种成功案例;
c)扩展性好;
3、 针对已经选定的 CPU 芯片,选择一个与我们需求比较接近的成功参考设计,一般 CPU 生产商或他们的合作方都会对每款 CPU芯片做若干开发板进行验证,比如 440EP 就有 yosemite 开发板和bamboo 开发板,我们参考得是 yosemite 开发板,厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西,也应该是经过严格验证的,否则也会影响到他们的芯片推广应用,纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方,CPU 本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的,当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同,可以细读 CPU 芯片手册和勘误表,或者找厂商确认;另外在设计之前,最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证,如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的;但要注意一点,现在很多 CPU都有若干种启动模式,我们要选一种最适合的启动模式,或者做成兼容设计。4.根据需要为外围功能模块选择组件,组件选择应遵循以下原则:
a) 普遍性原则:所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷偏芯片,减少风险;b)高性价比原则:在功能、性能、利用率相近的情况下,尽量选择价格更好的组件,降低成本;
c)采购方便原则:尽量选择容易购买、供货周期短的零部件;
d)可持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的零部件;
e)替代原则:尽量选择引脚间兼容类型较多的元器件;
f)向上兼容原则:尽量选择以前老产品使用的部件;
g)资源节约原则:尽量使用组件的所有功能和引脚;
5、 对选定的 CPU 参考设计原理图外围电路进行修改,修改时对于每个功能模块都要找至少 3 个相同外围芯片的成功参考设计,如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的,那么基本可以放心参照设计,但即使只有一个参考设计与其他的不一样,也不能简单地少数服从多数,而是要细读芯片数据手册,深入理解那些管脚含义,多方讨论,联系芯片厂技术支持,最终确定科学、正确的连接方式,如果仍有疑义,可以做兼容设计;这是整个原理图设计过程中最关键的部分,我们必须做到以下几点: a) 对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计,越难的应该越多,成功参考设计是“前人”的经验和财富,我们理当借鉴吸收,站在“前人”的肩膀上,也就提高了自己的起点;b)要多向权威咨询学习,但不要迷信权威。因为每个人都有认知上的错误,即使是对自己最了解的事情,也很难保证总能做出最科学的理解和判断。开发商必须在广泛调查、研究和讨论的基础上做出最科学、最正确的决策;
c)如果参考现有的老产品设计,在设计中要注意老产品的遗留问题,硬件的哪些功能模块与这些遗留问题有关,在设计这些相关模块时更要注意推敲,不能机械地照搬原设计。例如,我们旧产品中的集成开发环境经常有问题。经过仔细考虑、广泛讨论和参考其他成功的设计,发现我们的ide接口的两个引脚的连接方式确实不规则;另外,针对FGPI通道视频同步信号丢失的问题,可以在硬件设计中引入硬件同步信号pin,进一步验证,更好的发现问题的本质;
6、 硬件原理图设计还应该遵守一些基本原则,这些基本原则要贯彻到整个设计过程,虽然成功的参考设计中也体现了这些原则,但因为我们可能是“拼”出来的原理图,所以我们还是要随时根据这些原则来设计审查我们的原理图,这些原则包括:a)数字电源和模拟电源分开;
b)数字地和模拟地分开,单点接地。数字地可以直接接机柜的地(地),机柜必须接地;
c)保证系统各模块的资源不能冲突,例如同一I2C总线上的设备地址不能相同,等等;
d)阅读系统中所有芯片的手册(通常是设计参考手册),查看其未使用的输入引脚是否需要进行外部处理,如果需要,则必须进行相应处理,否则可能导致芯片内部振荡,导致芯片无法正常工作;
e)在不增加硬件设计难度的情况下尽量保证软件开发的便利性,或者用小的硬件设计难度换取更方便、可靠、高效的软件设计,这就要求硬件设计人员了解底层软件的开发和调试,要求高;
f)功耗问题;
g)产品散热问题,高功耗发热的芯片可以加散热器或风扇,产品机箱也要考虑这个问题,不能做成保温箱,电路板冷到“温室”;产品的位置也要考虑,最好放在空之间比较大的位置,这里空气流顺畅,有利于散热;
7.硬件原理图设计完成后,设计师首先按照上述步骤和要求进行自检,自检后再提交给他人审核。其他审核员也要按照上述要求严格审核原理图。如发现问题,应及时讨论分析,分析解决过程也遵循上述原则和步骤;
8.只要开发人员和审核员能够严格按照上述要求设计和审核电路,我们有理由相信所有硬件开发人员设计的第一版电路板的成功率会非常高,因此提出以下几点:
a)设计人员本身要保证原理图的正确性和可靠性,保证设计是审核的,严格自审,不要把希望寄托在审核人员身上。设计中出现的任何问题都应由设计者自己承担,其他审核员不承担连带责任;
b)其他审计师虽然不承担连带责任,但也要按照上述要求进行严格审查。设计一旦有问题,也体现了审核员的水平、风格和态度;
c)对于普通原理图的设计,包括老产品的升级改造,原则上要求原理图第一版成功,最多封两版,超过两版以上处以性能罚款;
d)对于功能复杂、疑点较多的新设计,原则上要求原理图在两版内成功,板子最多封三版,超过三版要进行性能处罚;
e)原理图板密封标准是:电路板没有任何原理飞线等加工点;
9.上述方案设计相关的具体奖惩办法,将在广泛调研后制定,并征得公司领导同意后发布实施;
10.制定本规范的目的和出发点是培养硬件开发人员严谨务实的工作作风和认真严肃的工作态度,增强其责任感和使命感,提高工作效率和开发成功率,保证产品质量;希望年轻的硬件开发人员能在培训中快速成长!
目前我们重点设计的相关模拟电路产品没有主芯片、外围芯片和芯片间的连接。所以元器件的选择尤为重要,一定要注意一些硬件设计的基本原则。
二
方案设计(1):主芯片选择
平台的选择往往与系统选择的算法有关,所以要想提高架构和平台的设计能力,就必须不断提高自己的算法设计、复杂度评估能力和带宽分析能力。
常用的主处理器芯片有:单片机、ASIC、RISC(DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC、SuperH)、DSP、FPGA等。网上有很多关于这些处理器比较的文章,在这里并不常见。这里只提到一种典型的主处理器选择情况。
比如市场上对高清IPNC的设计要求很多,IPNC解决方案层出不穷。TI的解决方案包括DM355、DM365、DM368等。,海思康提供Hi3512、Hi3515、Hi3520等。,恩智浦提供PNX1700、PNX1005等。
对于高清IPNC的主处理芯片,主要有几个技术指标:视频分辨率、视频编码器算法、支持的最高图像捕获分辨率、CMOS图像预处理能力、网络协议栈开发平台。
Hi3512单片机实现720P30 H.264编解码能力,满足高清ip摄像头的应用。Hi3515可以实现1080P30编解码能力,不断提高高清IPCamera的性能。
720P30 MPEG4、720P30 H.264和1080P30 H.264的编解码能力分别由DM355和DM368实现。
DM355于2007年第三季度推出,DM365于2009年在Q1推出,DM368于2010年在Q2推出。同一个阶层的海思肯解也同时出现。HiSilicon和TI的解决方案都是基于linux的。对于网络协议栈的开发,除了芯片供应商提供的SDK开发包外,开源社区的资源没有区别。两家公司的SDK离产品都很远,但是linux的网络开发不是技术难点,不影响产品的推广。
作为IPNC的一个解决方案,在720P时代,相比TI的解决方案,海思的解决方案具有支持H.264编解码算法的优势,而TI只支持MPEG4编解码算法。2008年初,MPEG4的劣势开始出现在市场上,但当时似乎并没有影响到DM355的推广。
关于支持的最高图像捕获分辨率,海斯的解决方案可以支持JPEG捕获3M Pixels@5fps,DM355最高可以支持5M Pixels。虽然当时没有开发成功5m像素的捕捉(内存分配有点问题,所以后来也没有甩),但至少捕捉到了4M Pixel。再者,有朋友已经实现了2560x1920的快照,接近5M Pixel,所以DM355在这一点上略胜一筹。
由于高分辨率下的CCD传感器非常昂贵,且CMOS传感器图像原始尺寸不大,低照度下性能较差的CMOS传感器成像质量在高分辨率下变差。所以TI在DM355处理器中集成了一个叫ISP的图像预处理模块,由CCDC、IPIPE、IPIPEIF、H3A模块组成,可以帮助将CMOS RAW DATA(一般是拜耳格式数据)转换成YCbCr数据,同时实现采用CMOS解决方案所必须的功能,比如白平衡调整、直方图统计、自动曝光、自动对焦等。因此,DM355处理器可以与各种图像传感器无缝接口。然而,海斯的解决方案在选择互补金属氧化物半导体方面有局限性,只能使用OVT的解决方案,因为OVT的一些传感器集成了图像预处理功能。然而,DM355不仅可以与OVT解决方案连接,还可以与许多其他制造商的CMOS传感器连接,如Aptina的MT9P031。因此,DM355在图像预处理能力方面继续胜出。
在IPNC领域,只要每台赚一美元就可以开始运行,所以那个时候很少有人会下地狱去找H.264和MPEG4的性能差别,ti已经给了市场一个很好的预期,支持H.264的DM365也很快就有了。所以就IPNC而言,当时很多企业选择了DM355。有朋友已经成功从DM355过渡到现在的DM365和DM368了。虽然有时候会骂TI,但是为什么技术没有变好?那一年,一步到位,浪费了很多生产力。但是技术是一点一点积累起来的,对于个人来说没有任何的模糊性,对于大企业来说也不可能有很大的飞跃。DM355的CMOS预处理技术也有很多bug,SDK也有很多bug,有时候让你又爱又恨,但是技术总是不完美的,在特定的历史条件下能满足市场需求,所以是好事。
当然,海斯的解决方案在DVS和DVR也大放异彩,一点也不逊色于TI的解决方案。
其他芯片的选择可以参考各芯片厂商官网的芯片手册进行PK。目前大部分芯片厂商的芯片手册都是从NDA免费下载的。如果涉及到NDA,就要看个人和公司的资源运营能力了。一般找相应芯片在国内的总代理,沟通。签了NDA之后还是可以得到相应的信息。每隔一周,去各IC厂商官方主页,关注芯片的发展。这是每个电子工程师必备的课程,不仅为下一步方案设计积累了足够的资金,也为公司的产品战略做了足够的功课。
三
方案设计(二):芯片采购
芯片采购是电子电路设计过程中不可缺少的环节。一般情况下,各种IC厂商找到的芯片,只要不是EOL芯片,都可以购买。但是作为一个电子电路的设计师,解决不了芯片采购的问题是很少见的。常见情况如下:
1.面对经济危机,各种ic制造商减产,导致芯片供应周期延长。有的IC厂商甚至提出了20周交货期的订货条件。2009年上半年印象深刻,我们订购了PTH08T240WAD,4-6周就拿到货了。但2009年下半年,要么交货期20周,要么价格翻倍,数量只有几个。
2.虽然有些芯片在数据表上有工业级产品,但市场上的消费量很小,导致集成电路制造商的生产量很少,市场供应非常短缺,这使得想要制造宽温工业级产品或军用级产品的企业付出了巨大的代价。
3.一些芯片厂商的代理渠道受到严格控制,一些相对较新的芯片是普通贸易商无法购买的,只能向代理商订购。如果数量能满足MPQ或最小起订量的要求,总代理会帮你采购。但如果你只想要一两个工程样品,那就看你和代理的关系了。如果你刚进入这个行业,很有可能无法从代理商那里拿到这个工程样本。
4.部分筹码受限。如果这些芯片只限于中国,而不是亚洲,它们可以通过新加坡进口。如果芯片局限在亚洲,购买难度会大大增加,购买价格会远远超出你的想象空。首先看一个芯片采购案例:
之前给朋友推荐了一个FPGA芯片,他后来给我发了一条聊天记录如下:
2010-8-3 9:13:12 A B XC6SLX16-2CSG225C 订货 250.002010-8-3 9:22:10 B A订购需要多长时间?
2010-8-3 9:22:37甲乙两周
2010年8月13日14: 22: 47 A B XC 6 SLX 16-2 CSG 225 C你当天跟我订的,本来是发货两周的。但是这个型号是敏感型号,中国禁止,需要第三方购买,所以现在发货时间大概是五周左右。你能接受吗?
注:B是芯片买家,A是芯片供应商
回头看看当时发生的事情:
2010年8月3日,B设计方案确定芯片型号后,因为芯片型号比较新,怕芯片买不到,就向芯片供应商a确认了芯片的供货情况,得知价格和交货期后,B非常高兴和满意的告诉我,你推荐的芯片性价比确实不错。原理图设计完成后,他会立即下单。
2010年8月13日,B设计好原理图后,当B想和A下单时,突然收到A的上述回复,一下子就蒙了,因为PCB布图2周就可以完成,PCB加工生产1周就可以完成。这意味着即使B在2010年8月13日下单,也要等2周才能开始焊接调试。(最后供应商A得知芯片被中国封禁,没办法帮B拿到。最后B花了5周时间从另一个筹码交易商那里购买,价格涨到了450)
两个星期的延迟可能被认为是一个小的延迟。也有可能是芯片在其他特殊情况下拿不到。如果在原理图设计好之后出现这种情况,几乎是哭。如果这种情况发生在PCB布局准备好之后,那就是哭了。
所以建议在芯片方案确定后,立即下单购买芯片。有时候芯片查询时得到的价格和交货期信息可能并不准确,因为IC行业的数据库更新有时候会有一定的滞后性。只有下了订单,确认了供应商的合同,才能尘埃落定。
四
方案设计(3):功耗分析和电源设计
分析系统主芯片的纹波要求
由于DC稳压电源一般是由交流电源经过整流稳压后形成的,所以DC稳压量中难免会有一些交流分量。叠加在DC稳定量上的交流分量称为纹波,它对系统有许多负面影响。比如纹波太大,会导致主处理器芯片重启,或者给一些AD和DA引入噪声。一个典型的现象是,如果电源的纹波叠加在音频DA芯片的输出上,会产生嗡嗡声。下表显示了设计中所用芯片的纹波要求以及电源芯片能够提供的纹波范围。纹波是选择功率芯片的重要参数。此处仅列出一两个芯片进行解释:
芯片纹波统计
分析系统主芯片的电压上电顺序要求
当今大多数电子产品需要使用多种电源电压。电源电压数量的增加带来了设计问题,即需要控制电源的相对通电和断电特性,以消除数字系统被损坏或锁定的可能性。一般这一点会在芯片手册中详细描述,所以建议符合芯片手册的要求进行设计。
分析系统中所有芯片的功耗
统计板上使用的所有芯片的功耗,大部分在芯片手册中有详细描述,但也有一些手册中没有明确说明,比如FPGA。这时候可以用EDA工具做统计,比如ISE的Xpower Analyzer。下表是功耗分析的统计案例。注意:因为数据很多,这里只选了几个3.3V的芯片来统计。
演示所选电源方案是否能够满足上述所有要求
根据上电顺序的要求,分析纹波和功耗,选择正确的供电方案。
电源设计是一项精细的工作,数据统计是一项必不可少的工作,养成良好的设计习惯是“一板沟通”的必要环节。
关于供电方案选择的知识很多,分析的文章数不胜数。这里只是一些常规的东西。
在消费类产品中,由于成本非常敏感,散热要求比较高,一般首选DC/DC解决方案,现在越来越多的电源管理多通道IC (PMIC)解决方案首选。DC/DC的缺点之一是波动大。另外,电感电容设计不合理,电压会不稳定。
印象深刻的是,在用DC/DC给FPGA供电的时候,根据FPGA的配电系统(PDS)分析,加了足够的330uF钽电容,结果DC/DC经常出问题,所以DC/DC的设计一定要慎重。设计大功率电路时,电感的选择也非常关键。参考设计中的许多电感型号在北京钟发电子市场或深圳世嘉广场都买不到。但国内市场上替代品的饱和电流往往低于参考设计中对电感的要求值。所以建议先买符合要求的电感,再开始做电感的Footprint。
在非消费品领域,LDO和电源模块因功率纹波小、设计简单而使用更频繁。我初学电路的时候,对DC/DC设计特别感兴趣,所以一直用LDO和电源模块,直到开始设计消费类产品。出于成本考虑,我不得不开始设计DC/DC。但是现在集成电路设计厂商已经基本将MOSFET集成到芯片中,所以DC/DC设计的复杂度变小了。
五
方案设计(4):设计合适的系统电源
对于现在的电子系统来说,电源的设计变得越来越重要。想和大家探讨一下关于电源设计的一些经验,让大家在电源设计上有进一步的进步。
Q1:如何评估一个系统的电力需求
答:对于一个实际的电子系统,要仔细分析它的用电需求。不仅要考虑输入电压、输出电压和电流,还要考虑总功耗、电源实现的效率、电源对负载变化的瞬态响应能力、关键器件对功率波动的耐受范围和相应的允许功率纹波,以及散热问题等。功耗和效率密切相关,效率高。相同负载功耗下,总功耗较小,对整个系统的功率预算非常有利。与LDO和开关电源相比,开关电源的效率更高。同时,评估效率不仅取决于满负荷时电源电路的效率,还应注意轻负荷时的效率水平。
至于负载瞬态响应能力,对于一些高性能的CPU应用会有严格的要求,因为当CPU突然开始运行繁重的任务时,启动电流非常大。如果电源电路响应速度不够,瞬时电压下降太多太低,导致CPU运行错误。
一般来说,所需的实际电源值大多是标称值的±5%,因此可以根据它计算出允许的电源纹波,当然也要留出余量。
散热对于大电流电源和LDO非常重要,可以通过计算来评估是否合适。
Q2:如何选择合适的电源实现电路
答:根据分析系统需求得到的具体技术指标,可以选择合适的电源实现电路。弱电部分一般包括LDO(线性功率变换器)、开关电源电容降压变换器和开关电源电感电容变换器。相比之下,LDO设计最容易实现,输出纹波小,但其缺点可能是效率低、发热量高、比开关电源电流小等。但开关电源电路设计灵活,效率高,但纹波大,实现复杂,调试繁琐等。
Q3:如何为开关电源电路选择合适的元件和参数
答:很多没有使用过开关电源设计的工程师会害怕,比如担心开关电源的干扰,担心PCB布局,担心元器件的参数和类型的选择。其实只要我们理解,用一个开关电源设计是很方便的。
开关电源一般包括两部分:开关电源控制器和输出。一些控制器将MOSFET集成到芯片中,使其更易于使用,简化了PCB设计,但降低了设计的灵活性。
开关控制器基本上是一个闭环反馈控制系统,所以通常有一个反馈输出电压的采样电路和一个反馈环路的控制电路。所以这部分的设计是为了保证采样电路的准确和控制反馈深度,因为如果反馈回路的响应太慢,会对瞬态响应能力产生很大的影响。
输出部分的设计包括输出电容、输出电感和MOSFET等。这些选择基本上都是为了满足性能和成本的平衡。例如,高开关频率可以使用小电感值(这意味着小封装和便宜的成本),但是高开关频率会增加对MOSFET的干扰和开关损耗,从而降低效率。使用低开关频率的结果相反。
输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也很关键。小的等效串联电阻可以降低输出纹波,但电容成本会增加,好的电容会很贵。开关电源控制器的驱动能力也要注意,太多了
不能很好地驱动MOSFET。
一般来说,开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和应用方案,供工程师学习。
Q4:如何调试开关电源电路
回答:有一些经验可以分享给大家
1.电源电路的输出通过一个低电阻大功率电阻接在板上,这样就可以先调试电源电路,不用焊接电阻,避免了后续电路的影响。
2.一般来说,切换控制器是一个闭环系统。如果输出恶化超过闭环可以控制的范围,开关电源将无法正常工作,因此需要仔细检查反馈和采样电路。特别是如果使用ESR值大的输出电容,会产生大量的电源纹波,也会影响开关电源的工作。
接地技术探讨
Q1:为什么它被禁足了?
答:引入接地技术原本是为了防止电力或电子设备被雷击的保护措施。目的是通过避雷针将闪电产生的雷电流引入地球,从而起到保护建筑物的作用。同时,接地也是一种保护
人身安全的有效手段,当相线(如导线绝缘不良、线路老化等。)因某种原因触碰设备外壳,设备外壳内会产生危险电压,由此产生的故障电流会通过PE线流向地面,从而起到保护作用。随着电子通信等数字领域的发展,仅考虑接地系统的防雷和安全已经远远不能满足要求。例如,在通信系统中,大量设备之间的信号互连要求每个设备都有一个参考“地”作为信号的参考地。而且随着电子设备的复杂化,信号频率越来越高。因此,在接地设计中,必须特别注意信号之间的相互干扰等电磁兼容问题,否则,接地不当将严重影响系统运行的可靠性和稳定性。最近,“接地”的概念被引入到高速信号的信号回流技术中。
Q2:接地的定义
答:在现代接地概念中,对于线路工程师来说,这个术语的含义通常是‘线路电压参考点’;对于系统设计师来说,往往是机柜或机架;对于电气工程师来说,它是一根绿色安全接地线或接地
想想。一个常见的定义是“接地是电流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是“低阻抗”和“路径”。
Q3:常见接地符号
回答:PE、PGND、FG保护地或机壳;BGND或DC-RETURN - DC-48v (+24v)电源回流(电池);GND -工作场所;DGND -数字地面;AGND -模拟现场;雷电防护场
Q4:合适的接地方法
答:接地方式有很多种,有单点接地、多点接地、混合接地。而单点接地又分为串联单点接地和并联单点接地。一般来说,简单电路采用单点接地时,不同功能模块之间的接地区分,以及低频(f10MHz)电路,应采用多点接地或多层板(完整的地平面层)。
Q5:信号回流和交叉分割介绍
答:对于一个电子信号来说,它需要找到一种方法将阻抗最低的电流返回到地,那么如何处理这种信号返回就变得非常关键。
第一,根据公式可以知道辐射强度与回路面积成正比,也就是说回流需要走的路径越长,形成的回路越大,其对外界辐射的干扰越大。因此,在布置PCB时,应尽可能减少电源电路和信号电路的面积。
其次,对于一个高速信号来说,提供良好的信号回传可以保证其信号质量,因为PCB上传输线的特性阻抗一般是以接地层(或电源层)为基准来计算的。如果在高速线附近有一个连续的接地面,这条线的阻抗可以保持连续。如果线段附近没有接地参考,阻抗会发生变化,不连续的阻抗会影响信号的完整性。所以布线的时候,应该把高速线分布到靠近地平面的那一层,或者在高速线旁边走一根或者两根地线,在附近屏蔽提供回流。
第三,为什么布线时尽量不要跨电源拆分?这也是因为信号经过不同的功率层后会有较长的返回路径,容易受到干扰。当然,并不是严格要求不能跨电源划分,但对于低速信号是可以的,因为产生的干扰相比信号可以忽略。对于高速信号,仔细检查,尽量不要交叉,调整电源的走线。(这是多层板的多个电源。)
问题6:为什么以及如何将模拟地和数字地分开?
答:模拟信号和数字信号都要流回地,因为数字信号变化快,会对数字地造成很大的噪声,模拟信号需要干净的地参考。如果模拟地和数字地混在一起,噪声会影响模拟信号。
一般来说,模拟接地和数字接地应该分开处理,然后通过细线连接在一起或在一个点连接在一起。总的思路是尽可能阻挡数字地到模拟地的噪声。当然,模拟地和数字地必须分开也不是很严格,如果模拟部分附近的数字地还是干净的,可以合并。
Q7:单板信号怎么接地?
答:一般设备,就近接地最好。采用具有完整接地层的多层板设计后,很容易将一般信号接地。基本原则是保证布线的连续性,减少过孔数量;靠近接地层或电源层等。
Q8:单板的接口器件怎么接地?
答:有些单板会有外部I/O接口,比如串口连接器、RJ45连接器等。如果他们的接地设计不好,会影响正常工作,比如网口互联有错误码,丢包等。,并将成为外部电磁干扰源,将电路板内部的噪声发送到外部。一般来说,一个独立的接口接地会单独分开,与信号接地的连接会采用细导线连接,可以串联一个0欧姆或小电阻的电阻。细线可以用来阻挡信号地到接口地的噪声。同样,接口接地和接口电源的滤波也要认真考虑。
Q9:屏蔽层电缆的屏蔽层怎么接地?
答:屏蔽电缆的屏蔽层应接至单板的接口地,而不是信号地。这是因为信号地有各种噪声。如果屏蔽层连接到信号地,噪声电压将驱动共模电流沿着屏蔽层向外干扰。所以设计不良的电缆一般是电磁干扰最大的噪声输出源。当然前提是界面要很干净。
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