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硬件电路设计优化技术
如果你在硬件电路设计中没有实践正确的优化技术,就会遇到很多问题。
为什么当前的优化技术很重要?
电流是PCB硬件电路设计中经常被忽略的参数。诸如EMI和功率预算之类的问题在硬件电路设计过程中占主导地位,但忽略电流在PCB上的流动方式可能会导致一些令人讨厌的问题。
一个经典的例子是,你交付给重负载的功率比计算的功率要少,并且你花了数小时才想出硬件电路设计中出了什么问题。事实证明,负载的电压跟踪不足以通过电流量,你会大为震惊。
无法预测电流也会导致电噪声,特别是在混合信号电路中。当数字源的信号流向其目的地时,电流需要完整地返回到源。高频信号的返回电流有时会干扰PCB上的模拟信号。
即使使用正确的工具,也很难跟踪与当前相关的问题
与电压相比,电流问题更难检测。在PCB上的探针上获得电压读数很容易,但是电流却不能说相同。除了切断走线并使电流流过电流表外,很难确定PCB出了什么问题。
因此,明智的做法是实践正确的技术来优化电子硬件电路设计中的电流,无论是确保有效的功率传输还是防止电噪声。
优化电流返回路径
电子硬件电路设计不仅仅是将网络与PCB布局上的走线相连。如果有什么可以省去PCB内干扰的麻烦,那就在设想当前的返回路径。从信号源到接收器的每个信号都需要通过地面返回信号源。
对于低频信号,返回路径是电阻最低的路径。但是,较高频率的信号会采用阻抗最低的返回路径。两者之间有区别,因为寄生电容和阻抗可能会影响高速信号中的电流。
确保返回路径不横穿模拟信号区域的好方法是故意为信号创建接地回路。通常,一般在信号走线下方放置一个接地多边形。同样重要的是要确保接地层上没有不连续之处,以防止回流电流将接地噪声引入其他信号。
当前用于热点预防的优化技术
仅出于常识,要使功率传输高效,PCB迹线上的损耗必须最小。功率损耗有时会表现为热点,在这种情况下,特定的铜走线必须承受的电流超过其额定承载的电流。
无法针对电流处理进行优化可能会使PCB过热而无法处理
与铜线一样,PCB走线的电阻值由宽度和厚度决定。这些参数与铜线开始急剧加热之前可能需要的最大电流相关。为了避免出现热点,你需要确保铜走线的尺寸足够大以处理通过的电流。
电流的效率不仅受PCB走线尺寸的影响,而且还受连接各层之间走线的过孔的影响。有时,需要多个通孔才能成功地在层之间导通电流,而不会产生明显的热量损失。
高效的输电网络要求电流畅通无阻,上海韬放电子为你提供的整套布局,硬件电路设计和分析选项中的各种工具来实现这一目标。