硬件设计心得

发表于 2015-2-28 20:43

一, PCB布局。
1，电源线与地线及滤波电容。在PCB板中电源输入端必需加滤波电容，并尽量靠近输入接口，并遵循电源走线经过电容的正极（正电压供电）再布线出，地线从电容负极回的走线原则，以保证滤波电容起到最佳滤波作用；电源线应从滤波电容引脚处分多路出线，根据电流大小不同选择线宽；应用LDO时，在LDO输出端必加滤波电容；在应用DC/DC时，在电源输入输出端使用陶瓷电容滤波。滤波电容使用一个大容量电容并排一个或多个小电容（104/103/102）。每组芯片供电端加滤波电容，并尽量靠近芯片供电输入端；每组电源遵循前述走线规则。

发表于 2015-2-28 20:47

2，高温器件。发热高的局部加铜皮并去绿油喷锡散热（要求使用散热片的例外），发热高的部件与部件尽量远离。

发表于 2015-2-28 20:47

3，模拟电路。L/R音频声道走线不允许并排走线过长（会影响分离度），遵循包地的规则，并远离数字信号线，其它模拟信号线；高频电路远离音频电路，并远离SDRAM等存储元件；非音频模拟电路远离音频电路。不同类别的模拟信不要靠近并排走线。

发表于 2015-2-28 20:49

4，通讯数据线。I2C通讯线要求包地走线，线宽要求8到12mil,尽量宽些，走线要求尽量短。USB数据线、LAN数据线、HDMI数据线每组正负线要求等长走线并包地，并且如果不是直线时必须使用弧行弯线而非45/90/135度角线。

发表于 2015-2-28 20:49

5，在主芯片主频低于400MHz时SDRAM地址线A0、A1因高速访问频繁因此频很高，走线时线间间距要求最少8mil，并建议使用脉冲线型；在主芯片主频高于400MHz时，SDRAM走线要求等线设计。所有的高速数据信号线走线应遵循尽量短的走线规则，并不同类的高速数据信号线不要并排走线，在各高速数据信号线分隔于不同层面时尽量十字交叉走线，避免因分布电容产生干扰。

发表于 2015-2-28 20:50

6，时钟器件，复位电路尽量靠近IC引脚处。

发表于 2015-2-28 20:50

7，铜皮与其它所有走线（含焊盘）安全间距尽量使用10到12mil，最少不低于8mil。PCB板边走线尽量保持最少16mil间距。PCB过孔越小工艺越难，常用过孔（0.3mm，0.4mm，0.45mm)。在电流大的电源走线换层时可采用双过孔。

发表于 2015-2-28 20:50

8，各元件遵循尽量走线短的规则摆放元件，0603/0402元件/电感器件两焊盘间尽量不要走线。

发表于 2015-2-28 20:51

9，地线分割时，避免形成梳状，梳状会产生干扰叠加，分割地后应在梳状的顶部在地与地之间使用12mil线连接。

发表于 2015-2-28 20:53

二，原理设计
1，EMC处理。在产品各连接外部的输入输出接口元的各连接端串电感或磁珠；晶体的输出端并联RLC滤波电路；各路芯片电源串磁珠或电感，特别在PLL电路供电电源必加。

发表于 2015-2-28 20:54

2，电源及滤波。
   a,在DC接口输入端正极与地线间并一个二极管，保护电源正负反接时烧毁元件。
   b,每一组电源分配一组滤波电容（104/和10uF以上），原则上芯片的每个电源供电口分配一个104电容。
   c,在音频电路、模拟电路小电流供电供电端串电阻，在抗干扰差的元件供电端串二极管，大电流模拟电路串电感。二极管可提供大电流输出端电压波动小，电阻输出端电压随电流增大波动幅度很大。
   d,DC/DC电路，在电源输入输出端尽量使用陶瓷电容滤波，陶瓷电容对高频反应快，因此转换效率高。当PWM应用三极管电路升压时，三极管（或CMOS）B极串一个电容，并一个电阻到地，不然极易开机烧毁三极管。输出电流应最少大于工作电流30%以上；直流适配器同理。

发表于 2015-2-28 20:54

3，时钟信号线串电阻，并加一个对地小容量电容;高频数据线尽量加一个对地小容量电容。CPU、DSP连接外部大器件（如TFT屏）或重要通讯IO口串电阻，IO口跟据要求加上拉电阻下拉电阻（要求保持低电位的加下拉电阻）。

发表于 2015-2-28 20:54

4，逻辑电路输入端应加小容量滤波电容避免瞬间尖波干扰而产生误判。

发表于 2015-2-28 20:55

5，RF信号加偶合电容及对地小电容，必要时在电源与RF信号间加RC退偶补偿电路。

发表于 2015-2-28 20:55

6，DVD机芯激光灯保护电路，开机保护电容应最少选择在220uF以上，尽量延迟点亮激光灯而避免烧毁。

发表于 2015-2-28 20:55

7，数字功放电路功放输出端LC电路对地电容使用涤沦电容；芯片每组电源滤波使用胆电容或陶瓷电容，不要用电解电容；PCB布线声道输出线保证在16mil以上。

发表于 2015-2-28 21:01

8，TFT模拟频抗干扰（显示水纹波）处理。TFT 5V供电端串电阻并电容滤波，VCOM电路供电端串电阻并电容滤波，主要这两路电源纹波很小，TFT显示就会很稳。 15V，-10V， 3.3V供电也应尽量把纹波减到最小。RGB放大电路远离干扰源，并供电电源纹波处理干净。

发表于 2015-2-28 21:02

9，如何增长锂电池使用寿命。加过放保护电路及充电保护管理电路，过放保护电路常用设计当输出电压低于设定直时自动断开地线与锂电池负极的连接。充电时电流设定不要过大，单节锂电应在350mA到500mA，双节锂电应在500mA到800mA，而且必加过充保护。

发表于 2015-2-28 21:02

9，如何增长锂电池使用寿命。加过放保护电路及充电保护管理电路，过放保护电路常用设计当输出电压低于设定直时自动断开地线与锂电池负极的连接。充电时电流设定不要过大，单节锂电应在350mA到500mA，双节锂电应在500mA到800mA，而且必加过充保护。

发表于 2015-2-28 21:03

10，MCU电池充电管理电量读取创新应用（原创），非I2C通讯读取，使用输出PWM占空比不同读取电量值，从而达到减化设计程序，并可通
过逻辑电路替换MCU而达到不需软件编程，并减少成本。

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