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硬件電路設計優化技術
如果你在硬件電路設計中沒有實踐正確的優化技術,就會遇到很多問題。
為什么當前的優化技術很重要?
電流是PCB硬件電路設計中經常被忽略的參數。諸如EMI和功率預算之類的問題在硬件電路設計過程中占主導地位,但忽略電流在PCB上的流動方式可能會導致一些令人討厭的問題。
一個經典的例子是,你交付給重負載的功率比計算的功率要少,并且你花了數小時才想出硬件電路設計中出了什么問題。事實證明,負載的電壓跟蹤不足以通過電流量,你會大為震驚。
無法預測電流也會導致電噪聲,特別是在混合信號電路中。當數字源的信號流向其目的地時,電流需要完整地返回到源。高頻信號的返回電流有時會干擾PCB上的模擬信號。
即使使用正確的工具,也很難跟蹤與當前相關的問題
與電壓相比,電流問題更難檢測。在PCB上的探針上獲得電壓讀數很容易,但是電流卻不能說相同。除了切斷走線并使電流流過電流表外,很難確定PCB出了什么問題。
因此,明智的做法是實踐正確的技術來優化電子硬件電路設計中的電流,無論是確保有效的功率傳輸還是防止電噪聲。
優化電流返回路徑
電子硬件電路設計不僅僅是將網絡與PCB布局上的走線相連。如果有什么可以省去PCB內干擾的麻煩,那就在設想當前的返回路徑。從信號源到接收器的每個信號都需要通過地面返回信號源。
對于低頻信號,返回路徑是電阻最低的路徑。但是,較高頻率的信號會采用阻抗最低的返回路徑。兩者之間有區別,因為寄生電容和阻抗可能會影響高速信號中的電流。
確保返回路徑不橫穿模擬信號區域的好方法是故意為信號創建接地回路。通常,一般在信號走線下方放置一個接地多邊形。同樣重要的是要確保接地層上沒有不連續之處,以防止回流電流將接地噪聲引入其他信號。
當前用于熱點預防的優化技術
僅出于常識,要使功率傳輸高效,PCB跡線上的損耗必須最小。功率損耗有時會表現為熱點,在這種情況下,特定的銅走線必須承受的電流超過其額定承載的電流。
![硬件電路發熱 硬件電路發熱](/UpLoadFile/20200322/1525effe-390c-45ca-81eb-934881a0bbaf.jpg)
無法針對電流處理進行優化可能會使PCB過熱而無法處理
與銅線一樣,PCB走線的電阻值由寬度和厚度決定。這些參數與銅線開始急劇加熱之前可能需要的最大電流相關。為了避免出現熱點,你需要確保銅走線的尺寸足夠大以處理通過的電流。
電流的效率不僅受PCB走線尺寸的影響,而且還受連接各層之間走線的過孔的影響。有時,需要多個通孔才能成功地在層之間導通電流,而不會產生明顯的熱量損失。
高效的輸電網絡要求電流暢通無阻,上海韜放電子為你提供的整套布局,硬件電路設計和分析選項中的各種工具來實現這一目標。