1.电源旁边的电容作用
(1)滤波电容:通常由一个大容量电容和一个小容量电容并联
大容量电容范围在10uF~100uF,通常为钽电容和电解电容
小容量电容范围在0.01uF~0.1uF,通常为陶瓷电容
作用:滤除电源杂波,减少外部干扰,平滑电压的作用,大容量电容过滤低频噪声,小容量电容过滤高频噪声。
(2)去耦电容:通常为一个小容量电容,经典值为0.1uF,就在芯片电源引脚旁边,使用陶瓷电容
作用:给芯片瞬时供电,保持芯片的电压稳定,同时防止高频噪声的干扰。
2.晶振旁边的电容的作用
晶振旁边的电容叫做负载电容,8MHz晶振选用20pF左右的电容,不要选过大或过小,会影响晶振的频率
作用:帮助晶振起振,并确保频率准确
说明:晶振本身是不能自己振荡的,它需要配合芯片内部的“反相放大器”一起工作。加了这两个电容,它们和晶振一起构成了一个谐振回路。让放大器能够平稳、持续地把晶振推起来,保证振幅稳定,不损坏晶振。
3.封装元件要注意的地方
1.封装要遵守对应的封装规则,焊盘之间的间距要遵守规则,焊盘的编号不要忘记加
2.焊盘是在顶层,放元件的框框是在顶层丝印层
3.元件符号和元件封装要关联起来
4.绘制pcb的步骤
1.原理图的绘制:选择合适的元件,按模块来画,电源得要有滤波电容,不用的引脚设置成非连接标识,以及一些限流电阻,上拉/下拉电阻
2.DRC检查:画完原理图后做设计规则检查
3.PCB(印刷电路板)的布局
(1) 画板框,按照需求选择合适的大小,然后左下角放在原点坐标,设置成锁定
(2) 元件的布局:按模块划分来布局,先按照电源走向布局,VCC/+5v尽量近一点,方便后面的布线,然后尽量让飞线交叉少一点,要不然后面布线会比较复杂
4.PCB的布线:先连电源线,电源线要粗,之后用通过滤波电容过后的电源线给其他元件供电,再连信号线,可以先连一些大的元件,在连比较简单没有阻碍的信号线,为了防止一些路被挡住,过孔尽量不要太多,会产生电感电容,尽量去修改布局。
5.把一些不能铺铜的区域设置成禁止铺铜
6.在板子上分布一些GND过孔
7.铺铜
8.DRC检查
5.画最小系统板需要注意的地方
(1)画电源线要粗一点,信号线要用钝角
防止发热和减小压降,拐角过小会导致信号变化。
(2)晶振和芯片要禁止铺铜
1. 晶振禁止铺铜原因:
①防止寄生电容影响高频信号,导致晶振的频率不准。(说明:寄生电容就是由电路板的铜箔、过孔、芯片引脚等物理结构“无意中”形成的电容,如果在晶振下面铺了铜,这个铜皮和晶振的引脚之间就会产生比较可观的寄生电容。这会直接改变晶振的频率,让芯片的时钟“走不准”。)
②抑制电磁干扰。(说明:电磁干扰就是电路在工作时,电流的变化会向外辐射电磁波,这些电磁波会去干扰其他的电路正常工作,如果晶振下面有铜皮,这个铜皮会把晶振发出的电磁波辐射到整个板子上,干扰其他电路)
2. 芯片禁止铺铜原因:
保证芯片的散热。(说明:LQFP封装芯片主要靠底部的焊盘和PCB走线散热,铺上大面积铜皮会阻碍散热,导致芯片温度过高,影响性能和寿命。)
注意:stm32f103的四个GND引脚得要单独连上地线,因为芯片已经被禁止铺铜了
(3)过孔的作用
1.让层间导通
2.散热作用
3.铺铜前打GND过孔的作用:
①让上下两层铜皮连接起来,形成统一的低阻抗的参考平面
②提供最短的回流路径,让信号线可以通过最近的gnd过孔,在顶层和底层切换
注意:过孔不要太多,会产生电感电容
(4)铺铜的作用
1.提供最短的回流路径,降低阻抗:如果不铺铜,信号线就得沿着地线绕远路,如果铺铜,相当于一大块铜皮代替了一条条地线,提供最短,最连续的回流平面,减小电阻。
2.减少电磁干扰:大面积的地平面铜皮,可以有效阻挡外部空间辐射来的电磁波干扰内部信号。
3.帮助芯片散热:铜的导热性能很好
注意:铺铜必须是最后一步,如果铺好铜之后要更改其他地方,必须把铺铜区域删掉