自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项
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1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电、地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,现只对降低式抑制噪音作以表述:众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
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,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
或是做成多层板,电源,地线各占用一层。
2、数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的。
因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。
数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。
数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。
也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定。
3、信号线布在电(地)层上在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。
首先应考虑用电源层,其次才是地层。
因为最好是保留地层的完整性。
电路设计中的自动布线方法研究自动布线是电路设计中重要的一步,它决定了电路性能和稳定性的优化。
对于复杂的电路系统,传统的手动布线方法无疑效率低下且容易出错。
为了解决这一问题,研究人员开始着手开发自动布线方法,以提高电路设计的效率和质量。
本文将探讨电路设计中的自动布线方法的研究现状及发展趋势。
自动布线方法主要包括两个方面:全局路由和局部路由。
全局路由是将所有的电路网络以最短路径相互连接起来,使信号传输更加稳定快速。
局部路由则是连接各个器件的引脚,保证电路各个部分之间的连接可靠性和优越性能。
现有的自动布线方法主要基于以下几种算法:基于图论的布线算法、遗传算法、模拟退火算法等。
基于图论的布线算法是较为常见的一种方法,它将电路布线问题抽象为图论中的最短路径问题。
该算法首先构建电路网络的图模型,将各个器件和引脚表示为图中的节点,各个连接线表示为图中的边。
然后根据最短路径算法来实现电路的连接。
这种方法简单直观,容易实现,并且能够快速找到满足要求的布线方案。
然而,它并未考虑布线过程中的布线规则限制,导致生成的布线方案不符合实际要求。
遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法,通过模拟基因的遗传、交叉和突变等过程来搜索优秀的解。
在布线问题中,遗传算法通过使用适应度函数来评估布线质量,并通过选择、交叉和变异等操作来搜索最佳布线方案。
它能够自动化地在设计空间中搜索解决方案,具有一定的优化能力。
然而,由于遗传算法的搜索过程是基于概率统计的,存在着搜索空间过大和算法收敛慢的问题。
模拟退火算法是另一种常用的自动布线方法,它通过模拟物质的冷却过程来搜索最优解。
在布线过程中,模拟退火算法通过随机变换解并根据退火函数来接受或拒绝变换,以达到搜索全局最优解的目标。
相比于遗传算法,模拟退火算法更容易收敛到全局最优解,但由于其随机性,在具体实施过程中对初始解和收敛速度有一定的要求。
除了以上几种方法,还有一些新兴的自动布线方法也值得关注。
(PB印制电路板)PB布线设计PCB布线设计在当今激烈竞争的电池供电市场中,由于成本指标限制,设计人员常常使用双面板。
尽管多层板(4层、6层及8层)方案在尺寸、噪声和性能方面具有明显优势,成本压力却促使工程师们重新考虑其布线策略,采用双面板。
在本文中,我们将讨论自动布线功能的正确使用和错误使用,有无地平面时电流回路的设计策略,以及对双面板元件布局的建议。
自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项设计PCB时,往往很想使用自动布线。
通常,纯数字的电路板(尤其信号电平比较低,电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。
但是,在设计模拟、混合信号或高速电路板时,如果采用布线软件的自动布线工具,可能会出现一些问题,甚至很可能带来严重的电路性能问题。
例如,图1中显示了一个采用自动布线设计的双面板的顶层。
此双面板的底层如图2所示,这些布线层的电路原理图如图3a和图3b所示。
设计此混合信号电路板时,经仔细考虑,将器件手工放在板上,以便将数字和模拟器件分开放置。
采用这种布线方案时,有几个方面需要注意,但最麻烦的是接地。
如果在顶层布地线,则顶层的器件都通过走线接地。
器件还在底层接地,顶层和底层的地线通过电路板最右侧的过孔连接。
当检查这种布线策略时,首先发现的弊端是存在多个地环路。
另外,还会发现底层的地线返回路径被水平信号线隔断了。
这种接地方案的可取之处是,模拟器件(12位A/D转换器MCP3202和2.5V参考电压源MCP4125)放在电路板的最右侧,这种布局确保了这些模拟芯片下面不会有数字地信号经过。
图3a和图3b所示电路的手工布线如图4、图5所示。
在手工布线时,为确保正确实现电路,需要遵循一些通用的设计准则:尽量采用地平面作为电流回路;将模拟地平面和数字地平面分开;如果地平面被信号走线隔断,为降低对地电流回路的干扰,应使信号走线与地平面垂直;模拟电路尽量靠近电路板边缘放置,数字电路尽量靠近电源连接端放置,这样做可以降低由数字开关引起的di/dt 效应。
自动化设备电线电缆布线时的注意事项自动化设备电线电缆布线时的注意事项1.背景介绍在自动化设备的布线过程中,电线电缆的布置是至关重要的一项工作。
正确的电线电缆布线可以保证设备的正常运行,并确保操作人员的安全。
本文将详细介绍自动化设备电线电缆布线时需要注意的事项。
2.电线电缆选择2.1 电线电缆的种类根据不同的工作环境和要求,选择适合的电线电缆种类。
常见的电缆种类包括电力电缆、控制电缆、通信电缆等。
应根据设备的功能需求和环境条件选择合适的电线电缆。
2.2 电线电缆的规格根据设备的负载和电压要求,选择合适的电线电缆规格。
应确保电线电缆的截面积足够大,电压等级符合设备的要求,并符合相关的国家标准和规定。
3.布线规划3.1 布线路径根据设备的结构和布局,规划电线电缆的布线路径。
应避免电线电缆与其他设备或机构发生干扰,减少信号干扰和电磁辐射对设备的影响。
3.2 布线距离根据设备的要求和相关标准,确定电线电缆的布线距离。
应确保不同电线电缆之间充足的间距,避免相互干扰和损耗。
3.3 弯曲半径在布线过程中,应注意电线电缆的弯曲半径。
弯曲半径过小会导致电线电缆的损坏和带来安全隐患。
应根据电线电缆的规格和材料,确定合适的弯曲半径。
4.固定和保护4.1 固定方式根据设备的结构和布局,选择合适的固定方式。
可以使用电缆托架、固定夹、槽槽等固定设备,并确保电线电缆处于稳定的状态。
4.2 保护措施为了保护电线电缆免受机械和环境因素的影响,应采取适当的保护措施。
可以使用电线槽、管道等物理保护设施,并确保电线电缆的绝缘性能良好。
5.标识和命名5.1 标识方法为了方便检修和维护,应对电线电缆进行标识。
可以使用颜色标识、贴标签等方式对电线电缆进行标识。
5.2 命名规范为了管理方便,应对每个电线电缆赋予唯一的命名或编号。
命名规范应与工程管理的要求相符,并与设备的功能和布局相对应。
6.安全注意事项6.1 防火防爆措施根据设备所在环境的要求,采取适当的防火防爆措施。
自动化设备电气布线规范一、引言随着工业自动化技术的不断发展,各种自动化设备应运而生。
自动化设备电气布线是自动化设备的重要组成部分,其规范、合理化的设计,对于设备的正常运行、安全性和维护便利性起着至关重要的作用。
因此,制订一份自动化设备电气布线规范是必不可少的。
二、基本原则1. 安全性原则安全是第一位的,电气系统在设计、施工和使用过程中必须严格遵守国家相关安全规定和标准,特别是保证电气系统的可靠性、稳定性和耐久性。
2. 可靠性原则电气系统应具有足够的可靠性,其每个组成部分均应进行能力验证。
在设计、施工和使用过程中应防止因人为原因或设备失效造成的电气事故或火灾。
3. 经济性原则电气系统必须考虑到经济性,应合理选用设备,保证设备的正常运行和维护,并尽可能减少电气系统的能耗。
4. 布线紧凑原则设备的电气布线应做到紧凑,各元器件之间的连线应短、精,尽量避免线路交叉,减少电气干扰和安全隐患。
三、设备电气布线的五大原则1. 布线应考虑维修保养方便在电气设计中应充分考虑到设备维护保养的问题,对于设备主要的电气元器件选用应保证其易拆装、更换和维修。
2. 布线应考虑到设备的可操作性和可维护性在寻找电气元器件的合适位置时,应该尽可能的考虑到不同人员的操作高度和维护要求,同时应该保证这些电气元器件的布局合理,这样可以保证设备的操作容易、维护保养方便,从而延长设备的使用寿命。
3. 精简电气连接件在电气布线设计时,应使用尽可能少的电气连接件,从而增强设备的可靠性,减少电气故障的机率,降低故障排查和维修的难度。
4. 安全防护措施在设备电气设备布置时,应注意设备的防护措施,减少对人和财产造成的危害。
电气设备上应配备必要的控制开关、断路器、熔断器等设备,以便在异常情况下能够快速切断电源,保证工作人员的安全。
5. 电气设备接地在电气设计方案中,应注意设备的接地问题,如设备的保护接地、信号接地、操作面板接地等方面,具体应符合下列标准:(1)电气设备的金属外壳及接地端子必须可靠接地。
浅谈住宅电气线路智能布线现在人们消费支出最大的应该就是购房吧?当房子买下来后,面临的问题就是装修了。
在装修过程中,许多业主和装修公司比较重视房屋的外在装饰质量和效果,人们容易忽视住宅的室内电气设计,导致装修完工后才发现有许多不合理之处,或住户对室内布线一无所知。
室内电线、电话线、有线电视光缆的铺设是否安全合理,及使用后出现了故障能不能检修,所以进行住宅室内电器线路设计很重要。
随着住户各类家用电器的日益增多,尤其是空调、电热水器等大功率电器的使用,住宅电器设计由原来的纯照明向多功能的方向发展。
为避免住户使用过程中的电气线路过载等状况的发生,进行电气线路的设计是非常有必要的。
下面让我们来对一套125平米的三室二厅的新房室内电气线路进行设计.案例分析:“室内住宅电气系统设计”(一)目的与要求:1.分析室内照明的功能需求,书房、卧室、客厅、厨房、卫生间和凉台的照明要求是如何的?2.系统组成部分之间的相互联系和作用:针对不同的照明需求来选择怎样的灯具?3.如何计算家居总用电量?4.室内照明的电线敷设的安全标准?5.系统设计方案及其优化:(二)设计要求:1.用电负荷:例如:照明用电负荷500w,娱乐用电负荷1500w,厨房用电负荷1500w,空调用电负荷3000w最大功率P=500w+1500w+1500w+3000w=6500w2.照明和各种家用电器使用安全、方便,相互之间影响小,便于维修。
(三)设计分析;1.设计的目的方便住户使用,满足住户的舒适和审美要求,便于维修,安装规范,确保室内电气线路的安全。
2.室内配电系统由电源配电箱和若干个回路组成,它们构成了室内电器线路系统的子系统。
3.当某一回路发生故障时,不影响其他回路的正常工作。
(四)设计方案:1.电源配电箱电源通过住宅的专用配电箱再进入室内房间,配电箱中应有短路、过载和漏电保护,具有过负载、过电压和漏电保护功能。
每户应设置强弱电箱,配电箱内应设动作电流30mA的漏电保护器,分路经过控制开关,分别控制照明,空调,插座等。
a. 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起b. 数字器件和模拟器件要分开,尽量远离c. 去耦电容尽量靠近器件的VCCd. 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集e. 多使用软件提供的Array和Union功能,提高布局的效率布线布线的方式也有两种,手工布线和自动布线。
PowerPCB提供的手工布线功能十分强大,包括自动推挤、在线设计规则检查(DRC),自动布线由Specctra的布线引擎进行,通常这两种方法配合使用,常用的步骤是手工—自动—手工。
2.4.1 手工布线1. 自动布线前,先用手工布一些重要的网络,比如高频时钟、主电源等,这些网络往往对走线距离、线宽、线间距、屏蔽等有特殊的要求;另外一些特殊封装,如BGA,自动布线很难布得有规则,也要用手工布线。
2. 自动布线以后,还要用手工布线对PCB的走线进行调整。
2.4.2 自动布线手工布线结束以后,剩下的网络就交给自动布线器来自布。
选择Tools->SPECCTRA,启动Specctra布线器的接口,设置好DO文件,按Continue就启动了Specctra布线器自动布线,结束后如果布通率为100%,那么就可以进行手工调整布线了;如果不到100%,说明布局或手工布线有问题,需要调整布局或手工布线,直至全部布通为止。
a. 电源线和地线尽量加粗b. 去耦电容尽量与VCC直接连接c. 设置Specctra的DO文件时,首先添加Protect all wires命令,保护手工布的线不被自动布线器重布d. 如果有混合电源层,应该将该层定义为Split/mixed Plane,在布线之前将其分割,布完线之后,使用Pour Manager的PlaneConnect进行覆铜e. 将所有的器件管脚设置为热焊盘方式,做法是将Filter设为Pins,选中所有的管脚,修改属性,在Thermal选项前打勾f. 手动布线时把DRC选项打开,使用动态布线(Dynamic Route)检查检查的项目有间距(Clearance)、连接性(Connectivity)、高速规则(High Sp eed)和电源层(Plane),这些项目可以选择Tools->Verify Design进行。
自动化设备电气布线规范在现代工业生产中,自动化设备扮演着至关重要的角色。
而电气布线作为自动化设备的重要组成部分,其规范和标准直接影响到设备的性能和安全性。
因此,了解和遵循电气布线的规范,能够有效提升设备的可靠性和工作效率。
首先,我们来看看电气布线的基本原则。
电气布线不仅要满足设备的功能需求,还需确保安全性和可维护性。
在进行布线之前,我们需要明确布线的环境条件,比如温度、湿度、振动等因素。
不同的工作环境对布线的要求也有所不同,比如在高温环境下,使用耐高温的电缆是非常必要的。
同时,在选择电缆时,要根据设备的功率和电流来合理搭配,避免因电流过大而导致的发热和损坏。
接下来,咱们说说具体的布线方法。
电缆的布置要讲究美观和实用,尽量避免交叉和缠绕,这样不仅影响设备的外观,还可能造成信号干扰。
电缆的固定方式也很重要,使用电缆夹、扎带等工具进行固定,既能提高安全性,又能减少振动带来的影响。
在布线过程中,要注意电缆的弯曲半径,过于急促的弯曲会影响电缆的使用寿命。
因此,布线时要保持适当的弯曲角度,确保电缆的性能稳定。
电气接线是布线过程中不可或缺的一部分。
接线时要特别注意接头的处理,好的接头不仅能提高电气连接的稳定性,还能有效避免故障的发生。
一般来说,接头应尽量减少,若确实需要接头,务必使用质量可靠的接线端子。
此外,接线时也要做好绝缘处理,避免漏电和短路等隐患。
在自动化设备中,信号布线与电力布线的区分也很重要。
信号布线应该尽量与电力布线分开,以减少干扰。
比如说,如果两者共用一个管道,会导致电力干扰信号,影响设备的正常工作。
因此,在设计布线时,要合理规划信号和电力的分布,确保两者互不干扰。
维护和检修同样是布线规范的重要考量。
在设备运行过程中,电气布线可能会出现老化或损坏的情况。
因此,在布线时,应留出一定的检修空间,以便于后期的维护和更换。
同时,定期检查布线的状态,及时发现问题并进行处理,可以有效降低故障发生的概率。
最后,进行电气布线时,要遵循相关的国家标准和行业规范。
电气自动化设备的布线技巧与注意事项在现代工业生产中,电气自动化设备的应用越来越广泛。
而设备的布线是电气自动化系统中至关重要的一环。
正确的布线能够保证设备的正常运行,提高生产效率,降低故障率。
本文将介绍一些电气自动化设备的布线技巧与注意事项。
一、布线前的准备工作在进行设备的布线之前,首先需要进行准备工作。
首先,要对设备进行全面的了解,包括设备的功能、工作原理、电气参数等。
其次,要根据设备的布置位置和工作环境,确定合适的电缆规格和长度。
同时,还需要对设备周围的环境进行检查,确保没有潮湿、腐蚀或者易燃的物质存在。
二、布线的原则和技巧1. 线缆的选择在选择线缆时,要根据设备的功率、电流和工作环境来确定。
一般来说,设备功率较大的话,应该选择截面积较大的线缆,以减小电压降和线缆的发热。
同时,要选择抗干扰能力较强的线缆,以避免外界干扰对设备的影响。
2. 线缆的敷设线缆的敷设要注意与其他设备或者电源线的分隔。
不同种类的线缆要分开敷设,避免相互干扰。
同时,还要注意线缆与金属结构的分隔,以防止电磁干扰。
在敷设过程中,要保持线缆的整齐、平直,避免过度弯曲或者拉伸。
3. 接线盒的设置在设备的布线中,接线盒是必不可少的。
接线盒的设置要方便检修和维护,同时要保证接线的可靠性。
接线盒的选择要根据设备的电气参数和接线数量来确定。
在接线盒中,要注意接线的标准化和规范化,避免接错线或者接反线。
4. 接地的注意事项在设备的布线中,接地是非常重要的。
正确的接地能够保护设备和人员的安全,减少电磁干扰。
在进行接地时,要选择合适的接地电阻,保证接地电阻的稳定性。
同时,还要避免接地线与电源线或者信号线共用,以防止干扰。
5. 标识和维护在设备的布线中,标识和维护是必不可少的。
每根线缆和接线盒都应该进行标识,以方便日后的维护和检修。
标识应该清晰可见,防止模糊或者脱落。
同时,还要定期检查线缆和接线盒的连接状态,及时处理松动或者腐蚀的情况。
三、布线的注意事项1. 避免过载在进行设备的布线时,要根据设备的功率和电流来确定线缆的截面积。
自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项
在当今激烈竞争的电池供电市场中,由于成本指标限制,设计人员常常使用双面板。
尽管多层板(4层、6层及8层)方案在尺寸、噪声和性能方面具有明显优势,成本压力却促使工程师们重新考虑其布线策略,采用双面板。
在本文中,我们将讨论自动布线功能的正确使用和错误使用,有无地平面时电流回路的设计策略,以及对双面板元件布局的建议。
自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项
设计PCB时,往往很想使用自动布线。
通常,纯数字的电路板(尤其信号电平比较低,电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。
但是,在设计模拟、混合信号或高速电路板时,如果采用布线软件的自动布线工具,可能会出现一些问题,甚至很可能带来严重的电路性能问题。
例如,图1中显示了一个采用自动布线设计的双面板的顶层。
此双面板的底层如图2所示,这些布线层的电路原理图如图3a和图3b所示。
设计此混合信号电路板时,经仔细考虑,将器件手工放在板上,以便将数字和模拟器件分开放置。
采用这种布线方案时,有几个方面需要注意,但最麻烦的是接地。
如果在顶层布地线,则顶层的器件都通过走线接地。
器件还在底层接地,顶层和底层的地线通过电路板最右侧的过孔连接。
当检查这种布线策略时,首先发现的弊端是存在多个地环路。
另外,还会发现底层的地线返回路径被水平信号线隔断了。
这种接地方案的可取之处是,模拟器件(12位A/D
转换器MCP3202和2.5V参考电压源MCP4125)放在电路板的最右侧,这种布局确保了这些模拟芯片下面不会有数字地信号经过。
图3a和图3b所示电路的手工布线如图4、图5所示。
在手工布线时,为确保正确实现电路,需要遵循一些通用的设计准则:尽量采用地平面作为电流回路;将模拟地平面和数字地平面分开;如果地平面被信号走线隔断,为降低对地电流回路的干扰,应使信号走线与地平面垂直;模拟电路尽量靠近电路板边缘放置,数字电路尽量靠近电源连接端放置,这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。
这两种双面板都在底层布有地平面,这种做法是为了方便工程师解决问题,使其可快速明了电路板的布线。
厂商的演示板和评估板通常采用这种布线策略。
但是,更为普遍的做法是将地平面布在电路板顶层,以降低电磁干扰。
图1 采用自动布线为图3所示电路原理图设计的电路板的顶层
图2 采用自动布线为图3所示电路原理图设计的电路板的底层
图3a 图1、图2、图4和图5中布线的电路原理图
图3b 图1、图2、图4和图5中布线的模拟部分电路原理图
有无地平面时的电流回路设计
对于电流回路,需要注意如下基本事项:
1. 如果使用走线,应将其尽量加粗
PCB上的接地连接如要考虑走线时,设计应将走线尽量加粗。
这是一个好的经验法则,但要知道,接地线的最小宽度是从此点到末端的有效宽度,此处“末端”指距离电源连接端最远的点。
2. 应避免地环路
3. 如果不能采用地平面,应采用星形连接策略(见图6)
通过这种方法,地电流独立返回电源连接端。
图6中,注意到并非所有器件都有自己的回路,U1和U2是共用回路的。
如遵循以下第4条和第5条准则,是可以这样做的。
4. 数字电流不应流经模拟器件
数字器件开关时,回路中的数字电流相当大,但只是瞬时的,这种现象是由地线的有效感抗和阻抗引起的。
对于地平面或接地走线的感抗部分,计算公式为V = Ldi/dt,其中V是产生的电压,L是地平面或接地走线的感抗,di是数字器件的电流变化,dt是持续时间。
对地线阻抗部分的影响,其计算公式为V= RI, 其中,V是产生的电压,R是地平面或接地走线的阻抗,I是由数字器件引起的电流变化。
经过模拟器件的地平面或接地走线上的这些电压变化,将改变信号链中信号和地之间的关系(即信号的对地电压)。
5. 高速电流不应流经低速器件
与上述类似,高速电路的地返回信号也会造成地平面的电压发生变化。
此干扰的计算公式和上述相同,对于地平面或接地走线的感抗,V = Ldi/dt ;对于地平面或接地走线的阻抗,V = RI 。
与数字电流一样,高速电路的地平面或接地走线经过模拟器件时,地线上的电压变化会改变信号链中信号和地之间的关系。
图4 采用手工走线为图3所示电路原理图设计的电路板的顶层
图5 采用手工走线为图3所示电路原理图设计的电路板的底层
图6 如果不能采用地平面,可以采用“星形”布线策略来处理电流回路
图7 分隔开的地平面有时比连续的地平面有效,图b)接地布线策略比图a) 的接地策略理想
6. 不管使用何种技术,接地回路必须设计为最小阻抗和容抗
7. 如使用地平面,分隔开地平面可能改善或降低电路性能,因此要谨慎使用
分开模拟和数字地平面的有效方法如图7所示
图7中,精密模拟电路更靠近接插件,但是与数字网络和电源电路的开关电流隔离开了。
这是分隔开接地回路的非常有效的方法,我们在前面讨论的图4和图5的布线也采用了这种技术。