像所有新技術(shù)一樣，工程師花了一段時(shí)間才接受并推廣PCB。在1960年代，Zeneth曾經(jīng)吹噓使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線。現(xiàn)在，一切都通過(guò)PCB完成。多年來(lái)，PCB在電氣工程領(lǐng)域一直處于無(wú)名英雄狀態(tài)。經(jīng)理們認(rèn)為PCB布局是一個(gè)瑣碎的制造問(wèn)題，設(shè)計(jì)工程師無(wú)需擔(dān)心。但是，隨著數(shù)字電路變得越來(lái)越快，RF電路已經(jīng)安裝在PCB上，電路板成為許多設(shè)計(jì)中的限制因素。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）幫助工程師設(shè)計(jì)了電路板，但是CAD自動(dòng)布線器經(jīng)常引起更多問(wèn)題。

PCB的中心性

我的導(dǎo)師，大約翰·馬薩（Big John Massa）教會(huì)了我PCB在設(shè)計(jì)工作中的重要性。Massa一直在尋找設(shè)計(jì)和制造電路板的新方法。當(dāng)我們的同齡人談?wù)?8020芯片中的指令緩存架構(gòu)時(shí)，Massa談?wù)摰氖请娐钒宀季殖绦蚝屯ㄏ驮O(shè)計(jì)。

Massa指出：“在我從事電子產(chǎn)品的40年中，總是電路板是每個(gè)項(xiàng)目的承受力和限制因素。” 您不僅可以制作大量的示意圖來(lái)謀生。您有更高的義務(wù)要確保這些原理圖可以轉(zhuǎn)化為可以制造和銷售的產(chǎn)品。

現(xiàn)代PCB不僅是進(jìn)度計(jì)劃的殺手，它還是具有精確設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵組件。電子設(shè)備中信號(hào)的工作頻率以及上升和下降時(shí)間越來(lái)越快。因此PCB變得越來(lái)越重要。

PC主板的故事

1985年，33 MHz總線出現(xiàn)在PC芯片組上。Massa接到了本地PC主板制造商的電話。他們的新主板不起作用。IC供應(yīng)商參考設(shè)計(jì)有效，但是該公司需要不同的尺寸。Massa注意到PCB走線在組件之間布線時(shí)有很多尖角和尖角。他還看到了一些關(guān)鍵信號(hào)，這些信號(hào)處于一個(gè)大環(huán)路中，并具有許多通孔，當(dāng)跡線從電路板的頂部到底部變化時(shí)，這些小孔將跡線連接起來(lái)。該公司表示，PCB是由科羅拉多州的一個(gè)人完成的。他們說(shuō)，這家伙工作便宜，轉(zhuǎn)身很快，一兩天。Massa禮貌地告訴他們，布局是自動(dòng)布線的，因此永遠(yuǎn)無(wú)法在具有33 MHz信號(hào)的板上工作。

自動(dòng)布線器會(huì)出錯(cuò)。原始的PCB軟件只是確保了信號(hào)與引腳之間的電流連接。它不需要擔(dān)心需要短走線的快速信號(hào)，也不必?fù)?dān)心由于阻抗不匹配（例如通孔或走線寬度變化）而導(dǎo)致的信號(hào)上升時(shí)間急劇下降的情況。

自動(dòng)布線器會(huì)首先連接所有總線信號(hào)，因?yàn)樗鼈償?shù)量眾多并且都在同一芯片和連接器之間傳輸。然后，它們將在總線周圍路由快速關(guān)鍵控制信號(hào)，而無(wú)需考慮由走線更長(zhǎng)而引起的延遲，也無(wú)需考慮將控制信號(hào)路由到首先放入的總線所需要的所有過(guò)孔的反射。

自動(dòng)布線器要輸入的最后一個(gè)信號(hào)是高速時(shí)鐘，因?yàn)槠渲兄挥幸粋€(gè)或兩個(gè)。當(dāng)信號(hào)爬到總線周圍的曲折路徑并控制自動(dòng)布線器已經(jīng)放下的控制信號(hào)時(shí)，該信號(hào)將在板的外邊緣上下纏繞，繞線。

較長(zhǎng)的扭曲走線確保了較大的時(shí)鐘偏斜以及通孔產(chǎn)生的各種信號(hào)干擾。最重要的是，時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生的大循環(huán)肯定會(huì)輻射大量能量并引起其他電路的干擾，并且使它無(wú)法通過(guò)FCC EMI法規(guī)。

視頻芯片的故事

1995年，另一位好友在一家視頻芯片公司工作。同樣的交易；他們的參考設(shè)計(jì)有效，但是臺(tái)灣的一個(gè)主要客戶指責(zé)他們的芯片不能在新的PCB中工作。該設(shè)計(jì)具有相同的PCB布局錯(cuò)誤。

芯片公司有兩種選擇。他們要么叫客戶稱職，要么告訴他們重新布局電路板，或者他們可以對(duì)視頻IC進(jìn)行廉價(jià)的金屬掩模更換，以補(bǔ)償這種特殊的不良PCB布局。他們選擇了后者。顧客很高興。他們知道他們一直以來(lái)都是對(duì)的，當(dāng)視頻芯片供應(yīng)商向他們發(fā)送可以使用的新芯片時(shí)，他們就喜歡出色的客戶服務(wù)。

我的朋友指出，對(duì)于半導(dǎo)體公司來(lái)說(shuō)，這是明智的策略。一家IC公司希望將IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）引入其芯片中。您無(wú)需花錢教客戶，而可以在芯片內(nèi)部進(jìn)行工作并為此付費(fèi)。

一架F-16戰(zhàn)斗機(jī)的故事

在研究F-16戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)干擾艙時(shí)，我了解到一些公司遇到的系統(tǒng)性PCB問(wèn)題。電路板布局被認(rèn)為是機(jī)械工程任務(wù)，因此我們的電氣工程師將原理圖扔到墻上，然后讓其他部門(mén)對(duì)電路板進(jìn)行布局。

我的一塊板上有一個(gè)非常高速的ECL（發(fā)射極耦合邏輯）振蕩器。8層原型板不起作用。我想知道既然我們有足夠的圖層來(lái)容納完整的地平面，他們?cè)趺磿?huì)把它弄糟。事實(shí)證明，機(jī)械工程師按形狀排列了組件，以簡(jiǎn)化所有零件下的鋁制散熱器的設(shè)計(jì)。ECL芯片位于左上方，電阻位于中間，晶體位于右下方，距離芯片8英寸。從那時(shí)起，我們確保電氣工程師坐在ME上，就像他在PCB上放置元件一樣，然后在布局進(jìn)行制造之前檢查布局。

電源的故事

1998年我向HP咨詢時(shí)，我設(shè)計(jì)了Linear Tech LT1513IR SEPIC轉(zhuǎn)換器芯片。我查看了數(shù)據(jù)表，并告訴我的LT應(yīng)用程序工程師Jon Dutra，凌力爾特在數(shù)據(jù)表中的布局有誤。好的，您現(xiàn)在可以停止笑了。不，真的，別笑了。我小而笨。

現(xiàn)就職于Microsoft的Dutra耐心地瀏覽了數(shù)據(jù)表應(yīng)用程序部分，并解釋了為何按建議的方式布置轉(zhuǎn)換器。我有從Linear Technology退休的好朋友，他們向我保證Linear Tech有許多堅(jiān)持使用LT的客戶，因?yàn)樗麄儞碛心撤N應(yīng)用工程支持，從我的對(duì)錯(cuò)中汲取了教訓(xùn)。我以線性技術(shù)的方式設(shè)計(jì)了SEPIC轉(zhuǎn)換器，并在第一次旋轉(zhuǎn)時(shí)就工作了。

掌上電腦的故事

當(dāng)我在掌上電腦公司工作時(shí)，我們犯了一個(gè)錯(cuò)誤，那就是讓SPECCTRA自動(dòng)布線12層PCB。我們認(rèn)為SPECCTRA非常智能（而且價(jià)格昂貴），因此可以在沒(méi)有監(jiān)督或人工干預(yù)的情況下使用自動(dòng)布線器。當(dāng)PCI總線不工作時(shí)，我們制作了一個(gè)夾具來(lái)探測(cè)PCI總線中的每個(gè)信號(hào)。他們都在那兒，時(shí)機(jī)已經(jīng)接近，但顯然還不夠接近，無(wú)法處理掛在公共汽車上的籌碼。而這是在沒(méi)有連接器的總線中，只有走線，只跑了4或5英寸。永遠(yuǎn)不要相信無(wú)監(jiān)督的自動(dòng)路由器。曾經(jīng)

消費(fèi)者DVD播放器的故事

在一家半導(dǎo)體公司期間，我們制造了芯片來(lái)為PC DVD刻錄機(jī)中的激光器供電。我看了客戶設(shè)計(jì)的柔性電路原型，并知道他們沒(méi)有高速或散熱設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。畢竟，他們以前工作過(guò)的CD刻錄機(jī)的數(shù)據(jù)速率很慢，而且該芯片并沒(méi)有散發(fā)很多熱量。我們用了半年的時(shí)間教客戶如何設(shè)計(jì)他們的PCB。

提供幫助

不要輕視您的PCB設(shè)計(jì)。請(qǐng)密切注意數(shù)據(jù)表中的建議。半導(dǎo)體公司的應(yīng)用工程師會(huì)在這里為您提供幫助。但是要意識(shí)到他們是籌碼專家，而不是系統(tǒng)人員。因此，到目前為止，他們將告訴您使用分離的模擬和數(shù)字接地層，并將它們連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片下。如果板上有五個(gè)A至D芯片，他們不會(huì)告訴您該怎么辦。亨利·奧特（Henry Ott）是世界上噪聲和PCB設(shè)計(jì)最重要的方面，他將向您收取1300美元的費(fèi)用，以參加他的研討會(huì)并學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)完整PCB系統(tǒng)而不是IC演示板的正確方法。他將向您展示如何使用組件放置和布線規(guī)則來(lái)防止設(shè)計(jì)產(chǎn)生或?qū)υ肼暶舾小?/p>

同樣，Eric Bogatin和Howard Johnson都有培訓(xùn)和課程，以確保您的設(shè)計(jì)具有良好的信號(hào)和電源完整性。您的整個(gè)部門(mén)可能沒(méi)有必要參加，但是應(yīng)該有人來(lái)解決PCB設(shè)計(jì)問(wèn)題的最新解決方案。Ridley Engineering是電源供應(yīng)商的另一個(gè)不錯(cuò)的資源，它可以制造測(cè)試設(shè)備，并提供有關(guān)布局和設(shè)計(jì)的課程。

如果您不希望出現(xiàn)片狀和有問(wèn)題的設(shè)計(jì)，那么您應(yīng)該學(xué)習(xí)有關(guān)印刷電路板設(shè)計(jì)和制造的全部知識(shí)。這是您設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，沒(méi)有人想要搖搖欲墜的基礎(chǔ)。
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