【摘要】本文结合作者多年的印制板设计经验，着重印制板的电气性能，从印制板稳定性、可靠性方面，来讨论多层印制板设计的基本要求。【关键词】印制电路板；表面贴装器件；高密度互连；通孔【Key words】Printed Circuit Board；Surface Mounting Device；High Density Interface；Via一．概述印制板（PCB－Printed Circuit Board）也叫印制电路板、印刷电路板。多层印制板，就是指两层以上的印制板，它是由几层绝缘基板上的连接导线和装配焊接电子元件用的焊盘组成，既具有导通各层线路，又具有相互间绝缘的作用。随着SMT（表面安装技术）的不断发展，以及新一代SMD（表面安装器件）的不断推出，如QFP、QFN、CSP、BGA（特别是MBGA），使电子产品更加智能化、小型化，因而推动了PCB工业技术的重大改革和进步。自1991年IBM公司首先成功开发出高密度多层板（SLC）以来，各国各大集团也相继开发出各种各样的高密度互连（HDI）微孔板。这些加工技术的迅猛发展，促使了PCB的设计已逐渐向多层、高密度布线的方向发展。多层印制板以其设计灵活、稳定可靠的电气性能和优越的经济性能，现已广泛应用于电子产品的生产制造中。下面，作者以多年设计印制板的经验，着重印制板的电气性能，结合工艺要求，从印制板稳定性、可靠性方面，来谈谈多层制板设计的基本要领。
上传时间： 2013-10-08
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教学提示： PLC的控制系统是由PLC作为控制器来构成的电气控制系统。PLC的控制系统设计就是设计根据控制对象的控制要求制定电控方案，选择 PLC机型，进行PLC的外围电气电路设计以及PLC程序的设计、调试。要完成好PLC控制系统的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入生产现场，将不断积累的经验应用到设计中来 教学要求：通过本章教学使学生初步掌握PLC控制系统设计的几种常用方法和步骤，能够根据控制对象的控制要求制定合理的控制方案，确定经济合理的PLC机型，进行PLC的外围电路和程序的设计 7.1 PLC控制系统设计原则和步骤7.1.1 PLC控制系统设计的一般原则7.1.2 PLC控制系统设计步骤7.2 PLC控制系统的硬件设计7.2.1 I/O点数的简化与扩展7.2.2 PLC的选型及模块选型7.2.3 PLC的外围电路设计7.3 PLC控制系统的软件设计7.3.2 继电器接触器控制线路转换设计法7.3.3 逻辑设计方法7.4 PLC的控制系统设计实例
上传时间： 2013-10-08
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PCB 布线原则连线精简原则连线要精简，尽可能短，尽量少拐弯，力求线条简单明了，特别是在高频回路中，当然为了达到阻抗匹配而需要进行特殊延长的线就例外了，例如蛇行走线等。安全载流原则铜线的宽度应以自己所能承载的电流为基础进行设计，铜线的载流能力取决于以下因素：线宽、线厚（铜铂厚度）、允许温升等，下表给出了铜导线的宽度和导线面积以及导电电流的关系（军品标准），可以根据这个基本的关系对导线宽度进行适当的考虑。印制导线最大允许工作电流（导线厚50um，允许温升10℃）导线宽度（Mil） 导线电流（A） 其中:K 为修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048；T 为最大温升，单位为℃;A 为覆铜线的截面积，单位为mil（不是mm，注意）；I 为允许的最大电流，单位是A。电磁抗干扰原则电磁抗干扰原则涉及的知识点比较多，例如铜膜线的拐弯处应为圆角或斜角（因为高频时直角或者尖角的拐弯会影响电气性能）双面板两面的导线应互相垂直、斜交或者弯曲走线，尽量避免平行走线，减小寄生耦合等。一、 通常一个电子系统中有各种不同的地线，如数字地、逻辑地、系统地、机壳地等，地线的设计原则如下：1、 正确的单点和多点接地在低频电路中，信号的工作频率小于1MHZ，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHZ 时，如果采用一点接地，其地线的长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。2、 数字地与模拟地分开若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应尽量使它们分开。一般数字电路的抗干扰能力比较强，例如TTL 电路的噪声容限为0.4~0.6V，CMOS 电路的噪声容限为电源电压的0.3~0.45 倍，而模拟电路只要有很小的噪声就足以使其工作不正常，所以这两类电路应该分开布局布线。3、 接地线应尽量加粗若接地线用很细的线条，则接地电位会随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在2~3mm 以上。4、 接地线构成闭环路只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成环路大多能提高抗噪声能力。因为环形地线可以减小接地电阻，从而减小接地电位差。二、 配置退藕电容PCB 设计的常规做法之一是在印刷板的各个关键部位配置适当的退藕电容，退藕电容的一般配置原则是：?电电源的输入端跨½10~100uf的的电解电容器，如果印制电路板的位置允许，采Ó100uf以以上的电解电容器抗干扰效果会更好¡���?原原则上每个集成电路芯片都应布置一¸0.01uf~`0.1uf的的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可Ã4~8个个芯片布置一¸1~10uf的的钽电容（最好不用电解电容，电解电容是两层薄膜卷起来的，这种卷起来的结构在高频时表现为电感，最好使用钽电容或聚碳酸酝电容）。���?对对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，ÈRA、¡ROM存存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容¡���?电电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线¡三¡过过孔设¼在高ËPCB设设计中，看似简单的过孔也往往会给电路的设计带来很大的负面效应，为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到£���?从从成本和信号质量两方面来考虑，选择合理尺寸的过孔大小。例如¶6- 10层层的内存模¿PCB设设计来说，选Ó10/20mi（（钻¿焊焊盘）的过孔较好，对于一些高密度的小尺寸的板子，也可以尝试使Ó8/18Mil的的过孔。在目前技术条件下，很难使用更小尺寸的过孔了（当孔的深度超过钻孔直径µ6倍倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜）；对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗¡���?使使用较薄µPCB板板有利于减小过孔的两种寄生参数¡���? PCB板板上的信号走线尽量不换层，即尽量不要使用不必要的过孔¡���?电电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好¡���?在在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以ÔPCB板板上大量放置一些多余的接地过孔¡四¡降降低噪声与电磁干扰的一些经Ñ?能能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在关键地方¡?可可用串一个电阻的方法，降低控制电路上下沿跳变速率¡?尽尽量为继电器等提供某种形式的阻尼，ÈRC设设置电流阻尼¡?使使用满足系统要求的最低频率时钟¡?时时钟应尽量靠近到用该时钟的器件，石英晶体振荡器的外壳要接地¡?用用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量短¡?石石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线¡?时时钟、总线、片选信号要远ÀI/O线线和接插件¡?时时钟线垂直ÓI/O线线比平行ÓI/O线线干扰小¡? I/O驱驱动电路尽量靠½PCB板板边，让其尽快离¿PC。。对进ÈPCB的的信号要加滤波，从高噪声区来的信号也要加滤波，同时用串终端电阻的办法，减小信号反射¡? MCU无无用端要接高，或接地，或定义成输出端，集成电路上该接电源、地的端都要接，不要悬空¡?闲闲置不用的门电路输入端不要悬空，闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端¡?印印制板尽量使Ó45折折线而不Ó90折折线布线，以减小高频信号对外的发射与耦合¡?印印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件呀距离再远一些¡?单单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗¡?模模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线，特别是时钟¡?对¶A/D类类器件，数字部分与模拟部分不要交叉¡?元元件引脚尽量短，去藕电容引脚尽量短¡?关关键的线要尽量粗，并在两边加上保护地，高速线要短要直¡?对对噪声敏感的线不要与大电流，高速开关线并行¡?弱弱信号电路，低频电路周围不要形成电流环路¡?任任何信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小¡?每每个集成电路有一个去藕电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容¡?用用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容做电路充放电储能电容，使用管状电容时，外壳要接地¡?对对干扰十分敏感的信号线要设置包地，可以有效地抑制串扰¡?信信号在印刷板上传输，其延迟时间不应大于所有器件的标称延迟时间¡环境效应原Ô要注意所应用的环境，例如在一个振动或者其他容易使板子变形的环境中采用过细的铜膜导线很容易起皮拉断等¡安全工作原Ô要保证安全工作，例如要保证两线最小间距要承受所加电压峰值，高压线应圆滑，不得有尖锐的倒角，否则容易造成板路击穿等。组装方便、规范原则走线设计要考虑组装是否方便，例如印制板上有大面积地线和电源线区时（面积超¹500平平方毫米），应局部开窗口以方便腐蚀等。此外还要考虑组装规范设计，例如元件的焊接点用焊盘来表示，这些焊盘（包括过孔）均会自动不上阻焊油，但是如用填充块当表贴焊盘或用线段当金手指插头，而又不做特别处理，（在阻焊层画出无阻焊油的区域），阻焊油将掩盖这些焊盘和金手指，容易造成误解性错误£SMD器器件的引脚与大面积覆铜连接时，要进行热隔离处理，一般是做一¸Track到到铜箔，以防止受热不均造成的应力集Ö而导致虚焊£PCB上上如果有¦12或或方Ð12mm以以上的过孔时，必须做一个孔盖，以防止焊锡流出等。经济原则遵循该原则要求设计者要对加工，组装的工艺有足够的认识和了解，例È5mil的的线做腐蚀要±8mil难难，所以价格要高，过孔越小越贵等热效应原则在印制板设计时可考虑用以下几种方法：均匀分布热负载、给零件装散热器，局部或全局强迫风冷。从有利于散热的角度出发，印制板最好是直立安装，板与板的距离一般不应小Ó2c，，而且器件在印制板上的排列方式应遵循一定的规则£同一印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件（如小信号晶体管、小规模集³电路、电解电容等）放在冷却气流的最上（入口处），发热量大或耐热性好的器件（如功率晶体管、大规模集成电路等）放在冷却Æ流最下。在水平方向上，大功率器件尽量靠近印刷板的边沿布置，以便缩短传热路径；在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印刷板上方布置£以便减少这些器件在工作时对其他器件温度的影响。对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域（如设备的µ部），千万不要将它放在发热器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局¡设备内印制板的散热主要依靠空气流动，所以在设计时要研究空气流动的路径，合理配置器件或印制电路板。采用合理的器件排列方式，可以有效地降低印制电路的温升。此外通过降额使用，做等温处理等方法也是热设计中经常使用的手段¡
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PCB布线对PCB的电磁兼容性影响很大，为了使PCB上的电路正常工作，应根据本文所述的约束条件来优化布线以及元器件/接头和某些IC所用去耦电路的布局PCB材料的选择通过合理选择PCB的材料和印刷线路的布线路径，可以做出对其它线路耦合低的传输线。当传输线导体间的距离d小于同其它相邻导体间的距离时，就能做到更低的耦合，或者更小的串扰（见《电子工程专辑》2000 年第1 期"应用指南"）。设计之前，可根据下列条件选择最经济的PCB形式：对EMC的要求·印制板的密集程度·组装与生产的能力·CAD 系统能力·设计成本·PCB的数量·电磁屏蔽的成本当采用非屏蔽外壳产品结构时，尤其要注意产品的整体成本/元器件封装/管脚样式、PCB形式、电磁场屏蔽、构造和组装），在许多情况下，选好合适的PCB形式可以不必在塑胶外壳里加入金属屏蔽盒。
上传时间： 2015-01-02
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电动汽车用大功率IGBT智能驱动模块是电动汽车动力驱动装置的核心器件之一。产品广泛运用于各种电动汽车的电机驱动以及各种要求较高的大功率变频器等。由于传统汽车转换效率低下，且石油资源日益枯竭，加之全球温室效应的日趋严重，低碳经济已成为必然。电动汽车替代传统的燃油汽车已成为趋势。电动汽车和传统燃油汽车的主要区别在于动力驱动部分。电动汽车的动力驱动主要有动力电池、电机驱动控制器、电机构成。 大功率IGBT智能驱动模块是电机驱动控制器的核心组件之一。由于国内相关研发和产业相对比较落后，目前该产品都被国外少数企业所垄断。云南领跑科技有限公司以自主创新为基础，在借鉴国际先进技术的同时，充分发挥企业自有的技术优 ，大胆创新，采用流总线的DC/DC 隔离技术、无磁芯变压器隔离驱动技术和由小封装大功率功率晶体管阵列构成的IGBT栅极功率驱动单元，最终掌握创新了电动汽车用大功率IGBT 智能驱动模块的核心技术。目前该公司已经完成了该产品的设计和相关功率试验，技术指标完全达到了电动汽车的要求，达到了国际先进水平。该产品的成功研发将加快我国电动汽车行业的发展，打破国外企业长期以来对该产品的垄断局面。
上传时间： 2013-11-19
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本课题选用光电传感器作为导向传感器，以设计出使用方便、价格低廉、引导精确、响应速度快的AGV工厂自动运货车为研究目的。 AGV是自动导引运输车（Automated Guided Vehicle）的英文缩写，是当今柔性制造系统(FMS)和自动化仓储系统中物流运输的有效手段。自动导引运输车系统的核心设备是自动导引运输车，作为一种无人驾驶工业搬运车辆，一般用蓄电池作为动力，载重量从几公斤到上百吨，工作场地可以是办公室、车间，也可以是港口、码头。 现代的AGV都是由计算机控制的，车上装有微处理器。多数的AGVS配有系统集中控制与管理计算机，用于对AGV的作业过程进行优化，发出搬运指令，跟踪传送中的构件。装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，自动导引运输车则依循电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。 AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。 AGV的常用引导方式有电磁感应式引导，激光引导，电磁陀螺式引导等，通过对这种引导方式的比较，我们选用光电传感器作为导向传感器，因为光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样。选用红外传感器作为蔽障传感器，因为红外线对外界环境光线的适应能力比较强。用直流测速发电机作为速度传感器。设计出使用方便、价格低廉、引导精确、响应速度快的AGV。
上传时间： 2015-01-02
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煤矿安全无疑已成为社会关注的热点，不仅对社会经济有影响，更关乎矿业人员的生命 安全。产生煤矿安全隐患的原因之一是对有害情况的监测和控制存在一些缺陷；并且，煤矿中各种类型系统相互独立，信息不互通，也是造成统一管理不便的原因。随着国家对煤矿安全生产的管理越来越规范，加强了对煤矿安全生产的监管力度，要求对矿井设备不仅有更全面的功能，通讯也要更加的实时可靠，以便及时了解与查询现场安全监测监控信息。
标签： CAN
上传时间： 2015-01-02
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过去十五年以来，自动化测试领域出现了一些明显的趋势：从设计到生产的每个阶段，自动化程度越来越高；单一的待测设备往往集成了多种的标准和协议；从商业角度考虑，缩短产品投放市场时间的压力也与日俱增；与此同时，着眼于整个经济环境的大背景下，各个企业也都面临着更加严峻的成本控制要求；此外，对制造业的自动化测试而言，测试设备的体积和功耗已经无法再随着测试需求线形增长。 PXI 平台的出现为自动化测试提供了一种新的思路。 N I 于 1997 年提出 PXI 标准，标准化的商业技术让 PXI 技术在过去十五年中以惊人的速度在测试和控制应用领域得到广泛的接受，并且已经成为主流的模块化仪器平台。不仅得到众多主流测试测量厂商的支持，而且全球各地的用户基于 PXI 平台在多个领域实现各种不同的应用。本文将对 PXI 规范进行概述并介绍一些最新发展及应用。 PXI（PCI eXtensions for Instrumentatio n） 是一种基于PC技术的面向测试测量和自动化应用的坚固平台。 PXI 标准将 Com pactPCI 标准（具有 PCI 电气总线特性，同时具有坚固的、模块化的欧卡封装）与专用同步总线和软件特性结合在一起。该标准由 PXI 系统联盟（ PXIS A ）进行管理，这是一个由世界各地超过 50 家公司共同签约的联盟，其宗旨是为了推动 PXI 标准的应用，保证各厂商产品的互操作性，并维护 PXI 规范。
上传时间： 2014-12-08
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在选矿分析过程中，矿浆浓度和细度检测是重要的工艺因素，直接影响着选矿的技术经济指标。用C8051F350单片机控制高精度5 kg、分辨率1 g的称重传感器，根据所测得的质量、浓度壶的体积及矿石的比重，经过运算得到矿浆的浓度，筛分后再根据浓度进一步测算出矿浆的细度，用2.5英寸高亮度OLED汉字显示所有的测量参数，菜单程序自校准，能保证较高的精度，软、硬件设计采用模块化设计思想，系统可靠性高。
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多年来，自动测试系统经历了从专用型向通用型、开放性的发展历程，ATS作为计算机技术的一个特定领域，一直都是紧随计算机技术的发展，而如今计算机技术发展到互联网阶段，信息模型的概念为测试领域发展带来新的阶段，IEEE 1641标准充分解决了ATE的互操作和TPS可移植的问题，最大限度地降低了ATS生命周期的维护费用，具有显著的军事及经济效应。
上传时间： 2013-10-13
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