（細說）工程師電路設計時應該注意哪些問題-12個電路設計問題解析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2019-05-17
電路（電子線路）是由電氣設備和元器件按一定方式聯接起來，為電流流通提供了路徑的總體，也叫電子網路。電路的大小可以相差很大，小到硅片上的集成電路，大到輸電網。
電路稱電子回路，是由電氣設備和元器件，按一定方式聯接起來，為電荷流通提供了路徑的總體，也叫電子線路或稱電氣回路，簡稱網絡或回路。如電阻、電容、電感、二極管、三極管和開關等，構成的網絡。
模擬電路構建了電子行業的基礎，至今為止，電子技術已經發展到如此高的水平。但如果我們觀察各種電子電路的發展會發現：幾乎所有的電子技術都離不開放大技術。即使是數字芯片內部，其基本單元都是互補型源極接地放大電路。下文將模擬電路設計中應該注意的問題進行了總結。
（1）為了獲得具有良好穩定性的反饋電路，通常要求在反饋環外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩沖。
（2）積分反饋電路通常需要一個小電阻（約 560 歐）與每個大于 10pF 的積分電容串聯。
（3）在反饋環外不要使用主動電路進行濾波或控制 EMC 的 RF 帶寬，而只能使用被動元件（最好為 RC 電路）。僅僅在運放的開環增益比閉環增益大的頻率下，積分反饋方法才有效。在更高的頻率下，積分電路不能控制頻率響應。
（4）為了獲得一個穩定的線性電路，所有連接必須使用被動濾波器或其他抑制方法（如光電隔離）進行保護。
（5）使用 EMC 濾波器，并且與 IC 相關的濾波器都應該和本地的 0V 參考平面連接。
（6）在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器，任何在沒有屏蔽系統內部的導線連接處都需要濾波，因為存在天線效應。另外，在具有數字信號處理或開關模式的變換器的屏蔽系統內部的導線連接處也需要濾波。
（7）在模擬 IC 的電源和地參考引腳需要高質量的 RF 去耦，這一點與數字 IC 一樣。但是模擬 IC 通常需要低頻的電源去耦，因為模擬元件的電源噪聲抑制比（PSRR）在高于 1KHz 后增加很少。在每個運放、比較器和數據轉換器的模擬電源走線上都應該使用 RC 或 LC 濾波。電源濾波器的拐角頻率應該對器件的 PSRR 拐角頻率和斜率進行補償，從而在整個工作頻率范圍內獲得所期望的 PSRR 。
（8）對于高速模擬信號，根據其連接長度和通信的最高頻率，傳輸線技術是必需的。即使是低頻信號，使用傳輸線技術也可以改善其抗干擾性，但是沒有正確匹配的傳輸線將會產生天線效應。
（9）避免使用高阻抗的輸入或輸出，它們對于電場是非常敏感的。
（10）由于大部分的輻射是由共模電壓和電流產生的，并且因為大部分環境的電磁干擾都是共模問題產生的，因此在模擬電路中使用平衡的發送和接收（差分模式）技術將具有很好的 EMC 效果，而且可以減少串擾。平衡電路（差分電路）驅動不會使用 0V 參考系統作為返回電流回路，因此可以避免大的電流環路，從而減少 RF 輻射。
（11）比較器必須具有滯后（正反饋），以防止因為噪聲和干擾而產生的錯誤的輸出變換，也可以防止在斷路點產生振蕩。不要使用比需要速度更快的比較器（將 dV/dt 保持在滿足要求的范圍內，盡可能低）。
（12）有些模擬 IC 本身對射頻場特別敏感，因此常常需要使用一個安裝在 PCB 上，并且與 PCB 的地平面相連接的小金屬屏蔽盒，對這樣的模擬元件進行屏蔽。注意，要保證其散熱條。
模擬電路幾乎覆蓋整個電子領域，任何一個電子線路的功能實現都會涉及到模擬電路。模擬電路的設計通常比數字電路更為困難，對設計人員的水平要求更高。這也是模擬電路系統比數字電路系統更加普及的原因之一。
建立元件參數—>輸入原理網表—>設計參數設置—>手工布局—>手工布線—>驗證設計—>復查—>CAM輸出。
相鄰導線間距必須能滿足電氣安全要求，而且為了便于操作和生產，間距也應盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓，在布線密度較低時，信號線的間距可適當地加大，對高、低電平懸殊的信號線應盡可能地短且加大間距，一般情況下將走線間距設為8mil。
焊盤內孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm，這樣可以避免加工時導致焊盤缺損。當與焊盤連接的走線較細時，要將焊盤與走線之間的連接設計成水滴狀，這樣的好處是焊盤不容易起皮，而是走線與焊盤不易斷開。
實踐證明，即使電路原理圖設計正確，印制電路板設計不當，也會對電子設備的可靠性產生不利影響。例如，如果印制板兩條細平行線靠得很近，則會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲；由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產品的性能下降，因此，在設計印制電路板的時候，應注意采用正確的方法。每一個開關電源都有四個電流回路：
1、電源開關交流回路
2、輸出整流交流回路
3、輸入信號源電流回路
4、輸出負載電流回路輸入回路
通過一個近似直流的電流對輸入電容充電，濾波電容主要起到一個寬帶儲能作用；類似地，輸出濾波電容也用來儲存來自輸出整流器的高頻能量，同時消除輸出負載回路的直流能量。
建立開關電源布局的最好方法與其電氣設計相似，最佳設計流程如下：
1.放置變壓器
2.設計電源開關電流回路
3.設計輸出整流器電流回路
4.連接到交流電源電路的控制電路
開關電源中包含有高頻信號，PCB上任何印制線都可以起到天線的作用，印制線的長度和寬度會影響其阻抗和感抗，從而影響頻率響應。即使是通過直流信號的印制線也會從鄰近的印制線耦合到射頻信號并造成電路問題（甚至再次輻射出干擾信號）。因此應將所有通過交流電流的印制線設計得盡可能短而寬，這意味著必須將所有連接到印制線和連接到其他電源線的元器件放置得很近。
布線設計完成后，需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規則，同時也需確認所制定的規則是否符合印制板生產工藝的需求，一般檢查線與線、線與元件焊盤、線與貫通孔、元件焊盤與貫通孔、貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產要求。電源線和地線的寬度是否合適，在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。注意：有些錯誤可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，檢查間距時會出錯；另外每次修改過走線和過孔之后，都要重新覆銅一次。
輸出光繪文件的注意事項：
1、需要輸出的層有布線層（底層）、絲印層（包括頂層絲印、底層絲印）、阻焊層（底層阻焊）、鉆孔層（底層），另外還要生成鉆孔文件（NC Drill）
2、設置絲印層的Layer時，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Line
3、在設置每層的Layer時，將Board Outline選上，設置絲印層的Layer時，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Lin.
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