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使用半固态片与内芯板进行受控阻抗布线

使用半固态片与内芯板进行受控阻抗布线 1 min Thought Leadership 当我刚开始学习PCB设计要点时，我的印象是内芯板是某种特殊材料。但其实这并非一定如此，设计人员在根据自身需求选择最合适的内芯板/半固态片布局方面拥有一定的自由度。当涉及到受控阻抗布线时，尤其是在高频下，使用内芯板还是半固态片层作为分离电介质已经成为一个重要的问题。那么，究竟哪个层最适合用于受控阻抗布线呢？在考虑纤维编织效应之前，要想对电路板阻抗实现更好的控制，必须先提高介电常数均匀性。它还要求制造后生产出的电路板在介电常数方面具有更高的一致性和可预测性。在确定半固态片与内芯板层的位置时，您应该根据这些要求，仔细选购适合您的正确层堆栈材料。半固态片与内芯板的受控阻抗内芯板是厚的刚性玻璃纤维层，通常布置在层数较少的电路板中央。据我所知，使用“内芯板”一词会使一些新手设计师从字面上理解这一术语，即任何设计都必须在电路板的中央布置一个内芯板，然后围绕该内芯板构建其他层。后来我才知道，这并不是一个严格的要求，尤其是在层数逐渐增加的情况下。实际上，内芯板和半固态片层可以交替存在，而且中间层并不总是内芯板层。重要的一点是，无论内芯板层布置在何处，层堆栈都是对称的。半固态片并未完全固化，因此充当了内芯板层之间的胶水。在最近的 1.57 毫米标准厚度板的项目中, 我们在外层使用了Rogers内芯板，在内层使用了FR4半固态片/内芯板。这种混合多层板很常见（即FR4上的PTFE层压板）。成本是一个考虑因素，因为不同的材料会带来不同的成本，因此，搭载高速/高频信号的层通常选用低损耗层压板。通常情况下，由于内芯板材料已经与铜结合，就介电常数和厚度而言，内芯板层比半固态片具有更高的可再现性。相比之下，半固态片制造商只能指定原材料的介电常数范围；它们未指定组装后的介电常数，而这一介电常数将确定互联器上的信号所见的有效介电常数。一些特殊的低损耗半固态片层压板的介电常数变化可能非常大（超过50％）。单层还是双层内芯板？某些玻璃编织样式不同的内芯板材料的介电常数存在显著差异，这也取决于特定的内芯板材是单层还是双层构造。106和106/1080内芯板就是完美的例子。这些材料的介电常数大约相差10％，如果采用现有设计并在单层和双层内芯板之间进行交换，则需要调整走线宽度。除了层数之外，具有相同编织样式和孔隙率的半固态片和内芯板将具有不同的介电常数，并且不同的层压板厚度也要求使用不同的玻璃编织样式。这就是为什么通常根据所需的Dk范围对材料进行分类的原因，许多制造商只会简单地指出可用于产品图纸中的内芯板和半固态片的厚度、编织样式以及层数。这些材料的树脂含量和厚度的变化将产生不同的介电常数。如何与制造商合作通过设计叠层使层具有标准化厚度可能是 DFM中人们讨论最少的一个方面，但这也有可能是最重要的一个方面。您的EDA工具可能会让您输入您所需的任意层厚度值。在传达半固态片层阻抗控制要求时，通常会指定走线宽度和铜的重量（可以轻松转换为走线厚度）、所需的阻抗值以及所需的介电常数和层压板厚度。如果您已经围绕制造商提供的标准化材料设计了电路板，则您无需再进行其他修改。如若不然，您的制造商将需要根据您的具体要求选择最接近的半固态片厚度。但是，请记住，并非所有制造商都会遵循材料数据表上列出的厚度值来规划自己的压出厚度。电介质可重复性和内芯板层的标准化程度越高，意味着受控阻抗设计的可预测性越高（即，整个板上的介电常数变化较小）。对于对称带状线，也可以使用厚度相同的内芯板和半固态片。无论您如何布置半固态片和内芯板，都应对称地布置层堆栈，以防止在制造过程中，板在经历冲压和冷却操作后发生变形。混合不同材料也是一种常见的做法，例如将高速层压板与FR4内芯板混合。但是，并非所有材料都应该（或可以）组合，具体应取决于树脂的类型和每种材料的热膨胀系数（CTE）。最好的电路板将使用CTE与铜CTE值尽量匹配的内芯板和半固态片。

如何在Altium Designer中从原理图创建PCB布局

如何在Altium Designer中从原理图创建PCB布局 1 min Thought Leadership 与往常一样，您在完成原理图方面做得非常出色。电路都已定义好，连接完成，编译通过并准备好要进行PCB布局布线。但这次稍有不同。也许您的常规PCB布局版式资源不可用，或者您想尝试自己做一块新的PCB板。无论出于何种原因，您都需要开始从一张空白PCB文档进行新的PCB板布局布线设计的工作，但是此时却不知从何下手？不确定下一步是要干什么？幸运的是，Altium Designer^®的这个下一步非常简单。我们在这里看一个非常简单的原理图，看看需要做些什么才能使其与全新的PCB设计同步。这个简单的小设计可能不会像您正在使用的原理图那样复杂，但是数据传输的基本步骤是一样的。从原理图创建PCB布局并不是一件困难的事情。拿起咖啡，我们开始吧。您想象中的PCB布局布线编辑器是什么样子的？电路板。电路结构。多个电路板。各元器件之间的飞线到处连接。好吧，也许某一种想象不在其中。实际上，PCB布局布线阶段的主要目的是可以访问元器件和摆放元器件的位置以及对铜质导线进行布线。满足这些初始要求后，您还需要访问印刷电路图文档视图并对文件数据进行输出，例如PCB尺寸，Gerber文件和3D模型。在理想的设置中，您的PCB布局可以采用您在原理图捕获工具中创建的内容，并将其轻松转换为实质性的功能电路图。然后，您还能够处理元器件，铜皮设置，ECAD / MCAD设计团队之间的协作以及采购流程的控制，以优化PCB设计文件，从而使设计尽可能无缝地投入生产。幸运的是，这只是Altium Designer为您提供的最基本的功能。准备对设计进行同步首先要做的是让原理图进行完善，编译查找可能出现的错误，解决错误，一直到原理图完全通过，定稿。此时就开始将数据同步到PCB设计阶段进行PCB布局布线。显然，这并不意味着您已经确定了整个项目的设计而不会再进行更改。在准备好进行生产制造之前，很可能根据实际情况还会有一些小的改动。最后再检查梳理一遍电路结构，元器件等等重要数据。现在，请确保使用Altium原理图编辑器中的ERC检查功能对原理图进行电气检查。为此，我们将要编译原理图，编译时，该原理图将生成设计的所有内部细节，例如元件和网络之间的连接映射。在编译设计时，将运行许多不同的检查，以验证原理图是否符合设计规则。因此，在编译之前，我们先来看一下下拉菜单命令，以设置这些规则。通过“项目>项目选项”来进行设置。 Altium Designer中的项目选项设置在上图中，您可以看到选项对话框的前四个选项卡窗口。首先，您可以控制要查看的错误以及如何报告错误。接下来，您可以控制允许哪些引脚类型相互连接，接着是第三个选项卡，您可以使用该选项卡来配置网络类和元件类。最后的选项卡，您可以看到对于比较器的设置。这些选项设置将控制如何报告原理图和PCB布局之间的差异，并且在您开始向PCB添加额外的设计规则时变得非常重要。在大多数情况下，您不会在此处进行很多更改。在 Altium文档中可以找到有关配置的详细信息。现在您可以编译原理图了。转到“项目>编译PCB项目...”下拉菜单以启用编译器。如果您的设计没有任何错误，那么原理图设计消息框将不会返回任何消息。为了向您展示错误的样子，我们在下图中删除了一部分将R1连接到Q1的网络，并重新运行编译器。如您所见，Altium向我们报告说，网络“

设计以简化流程：创建并链接供应商数据到任何组件

设计以简化流程：创建并链接供应商数据到任何组件 1 min Thought Leadership 如果您已经使用过Altium Designer，那么您对这个功能强大的库平台的简易性和便捷性应该已经有所了解。然而，有时这些库需要您亲自动手。无论是简单的零件编号更改，还是重新设计一些关键参数，您都可以在短时间内简单地更新您的编辑。在这个特定的例子中，我们将看一个专业设计师设计旅程中的常见情景：将供应商链接数据与这些集成库中的组件关联起来。我们经常会有一些特定的零件，想要从喜欢的供应商或销售商那里获取。但是这些组件可能不存在于您当前正在使用的任何库中。您需要进入库，并手动添加和编辑信息。从放大器电路设计开始工作在之前的文章中，我们探讨了一个非常简单的放大器电路设计，我们将假设它已经准备好进行原型制作。我们已经创建了原理图、电路板形状，并且已经放置了一些元件封装，这些封装是原型/制版值得的。现在，我们将退一步，确保所有的库供应商数据都是正确且最新的。添加供应商指定的数据链接以这个例子来说，我认为我们可以在标准的Altium Designer管理数据库中找到我们常用的LM386集成电路。然而，我打算使用的扬声器是一个特定的部件，我将不得不手动添加进去。让我们看看如何做到这一点。搜索LM386是一项简单的任务。你只需导航到界面右下角的‘Panels’并选择‘Part Search’。一旦到那里，你就可以通过已经安装的库来搜索你正在寻找的内容。在我们的LM386搜索结果中，我们有几个选项可以链接。由于Digikey是众多爱好者的首选，选择“添加供应商链接和参数到部件”以覆盖Digikey的参数。在你选择要链接的原理图上的IC后，你可以在参数标签中看到这些变化（指定的供应商链接和供应商特定的部件编号）： Digikey指定并链接的LM386参数。现在，你可以进入参数管理器，添加你自己的值，如价格、数量和我们希望添加的任何其他相关数据如果它们还没有更新。回顾参数管理器参数管理器是我在大多数设计修改得到解决后喜欢回顾的第一个用户定义来源。管理器（如下所示）保存了你希望添加的任何用户定义值的数据。要访问管理器，只需导航到“工具”>“参数管理器”。

编程PIC微控制器的基础知识

编程PIC微控制器的基础知识 1 min Thought Leadership 我从养育孩子中学到的一件事：教孩子某些东西可能非常困难。虽然他们可能非常感兴趣，可能拥有所有的时间和资源，但如果孩子还没有准备好学习，或者缺少一些关键的基础，他们可能就是学不会那个技能或课程。幸运的是，编程一个PIC微控制器单元（MCU）要容易得多。有了正确的编程工具、电路和功能性固件，程序员可以让PIC微控制器完全按照预期的方式运行。当然，为了避免后续不必要的麻烦和挫折，仍然很重要的是要遵循一些关键步骤。 PIC 微控制器尽管像Arduino、Raspberry Pi或BeagleBone这样的单板嵌入式控制器已经出现，但PIC微控制器在电子工程师中仍然保持着相关性。由Microchip生产的PIC微控制器以其易用性、多功能特性和成本效益而著称。PIC微控制器编程范围从简单的 8位MUC到强大的32位型号。 PIC微控制器的多功能性使其不仅在工程师中受欢迎，而且在业余爱好者中也很受欢迎。广泛的外设、内存和处理能力为几乎任何应用提供了合适的选择。程序员可能会在他们的洗衣机或报警系统中找到PIC微控制器。程序员编程微控制器所需的工具如今，编程 PIC微控制器比十年前要容易得多。那时，一些低端的PIC微控制器需要专用的PIC编程器硬件来注入固件。但如果你今天开始使用PIC微控制器，下载固件到微控制器通常是一个简单的过程。这些是程序员今天编程PIC微控制器所需的工具： 1. MPLAB X IDE MPLAB X IDE 是

铁氧体磁珠如何工作以及如何选择合适的铁氧体磁珠？

铁氧体磁珠如何工作以及如何选择合适的铁氧体磁珠？ 1 min Thought Leadership PCB 设计工程师

PCB 设计工程师

电气工程师

PCB 设计工程师

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电气工程师

电气工程师铁氧体磁珠通常用于高频EMI噪声抑制有时，我希望我能看到电磁波。这将使检测EMI变得更加容易。我不必折腾复杂的设置和信号分析仪，我只要看看，就知道这是怎么回事。虽然我们可能看不到EMI，但有时我们可以在其通过音频电路时听到它。解决这种干扰的一种可能方法是使用铁氧体磁珠。可惜，铁氧体磁珠（也称为铁氧体电感、铁氧体钳位、铁氧体环、EMI滤波器磁珠，甚至铁氧体环形滤波器）可能有点神秘。铁氧体磁芯的功能类似于电感器的功能，但铁氧体磁芯的频率响应在高频时会偏离此功能。此外，不同类型的磁珠，例如绕线铁氧体磁珠和片状铁氧体磁珠，对降噪提供的响应不同。例如，线绕铁氧体磁珠在很宽的频率范围内工作，但在直流电设置中提供的电阻较小。为了正确使用，您需要了解其电磁特性及其在使用过程中的变化情况。掌握铁氧体磁珠使用背后的理论之后，您可以有意识地为电路板实现正确的选择。如果不这样做，最终造成的问题可能会比修复的问题更多。此图显示了为什么铁氧体磁珠有时被称为铁氧体环或铁氧体电感什么是铁氧体磁珠以及铁氧体磁珠如何工作？铁氧体磁珠是无源电子元件，可以抑制电源线上的高频信号。它们通常放置在接入特定设备的电源/地线对周围，例如笔记本电脑的电源线。这些磁珠根据法拉第定律工作：导体周围的磁芯在高频信号存在时感应反电动势，从根本上衰减铁氧体频率响应。您可以从Coilcraft等专业制造商处获取标准铁氧体磁珠，但某些项目可能需要定制磁珠。铁氧体是磁性材料，将这种材料放在电源/地线周围的铁氧体夹中，可以为通过线路的信号提供电感阻抗源。这可能会诱使您将其视为标准电感器，但它们比这更复杂。实际上，铁氧体磁珠是非线性元件。它提供的阻抗变化是负载电流和铁氧体两端电压降的变化。铁氧体磁珠的简化电路模型将帮助您了解其频率特性。但是，请记住，这些属性可能会随着电流和温度而变化。负载电流可以改变铁氧体的阻抗。铁氧体磁珠有什么用处？由于铁氧体磁珠阻抗为电感式，因此铁氧体磁珠电感器用于衰减电子元件中的高频信号。当铁氧体磁珠扼流圈放置在连接电子设备的电源线上时，它会消除电源连接上或直流电源输出的任何杂散高频噪声。这种铁氧体夹的使用是噪声抑制的众多方法之一，例如开关式电源的噪声抑制方法。这种将铁氧体磁珠用作铁氧体滤波器的应用可以抑制和消除传导型EMI。在铁氧体磁珠作为滤波器的各种用途中，EMI滤波器磁珠/电源滤波器磁珠通常额定为一定的直流电流阈值。超过指定值的电流可能会损坏元件。麻烦的是，这个极限会受到热量的严重影响。随着温度的升高，额定电流迅速下降。额定电流也会影响铁氧体的阻抗。随着直流电流的增加，铁氧体磁珠将“饱和”并失去电感。在相对较高的电流下，饱和可将铁氧体磁珠阻抗降低多达90%。铁氧体磁珠对比电感器尽管可以将铁氧体磁珠建模为电感器，但铁氧体磁珠电感器的性能与典型电感器不同。欲知如何衡量铁氧体磁珠的性能与电感器的性能，您可以通过铁氧体磁珠发送模拟信号并在几个数量级上扫频。如果您为铁氧体磁珠的频率扫描测量创建波德图，您会发现与具有类似低频行为的电感器相比，铁氧体磁珠在较高频率下提供更急剧的衰减。铁氧体磁珠连接至交流电源的简单而准确的模型。铁氧体磁珠可以建模为电容器和电感器，也可以建模为与此RLC网络并联的电阻器，该网络连接有串联电阻器。串联电阻器量化了器件对直流电流的电阻。该模型中的电感器代表了铁氧体磁珠衰减高频信号的主要功能，即通过法拉第定律提供电感阻抗。该模型中的并联电阻考虑了高频时铁氧体磁珠内电感的涡流损耗。最后，该模型中的电容考虑了元件的自然寄生电容。查看铁氧体磁珠阻抗曲线时，主要电阻阻抗仅在一个薄频带中表现为非常高。磁珠的电感在此薄频带内占主导地位。在更高的频率下，铁氧体磁珠的阻抗开始出现电容性过大的现象，并且阻抗迅速下降。最终，随着频率继续增加，容抗将下降到一个非常小的值，铁氧体磁珠阻抗呈现纯阻性。

六大PCB设计中的DFM问题和DFM难题

影响每个设计的PCB中的前6大DFM问题 1 min Thought Leadership 作为一名PCB设计师，您需要管理各种不同的要求和期望。需要考虑电气、功能和机械方面的因素。此外，PCB布局必须及时生产，以最佳的质量和最低的成本完成。在满足所有这些要求的同时，您还需要考虑到DFM（可制造性设计）。这是 PCB设计过程中的一个重要部分，如果处理不当，经常会引起问题。让我们来看看PCB设计中的3个DFM问题。 PCB布局中的常见DFM问题在CAD工具中找到安全感很容易，但您的CAD工具可能会让您创建可能不容易解决的DFM问题。即使您的电路板通过了所有电气规则检查，并且在电气上是正确的，它可能无法制造。为什么会这样呢？难道您的PCB设计工具不应该帮助您创建一个在电气功能上和大批量可制造的电路板布局吗？您的PCB布局可能会变得非常复杂，并且如果您不知道需要注意什么，可能会隐藏许多DFM（设计制造一体化）问题。这些DFM问题中的一些会导致装配、电气测试或制造过程中的问题，但如果您对制造过程有更多了解，所有这些问题都可以克服。想了解更多关于制造过程的通用信息，请查看Altium PCB设计博客上的这篇文章。如果您准备好了解制造商在设计审查期间会寻找什么，以下是他们在任何PCB布局中尝试发现的一些最常见的DFM问题：不均匀的SMD焊盘连接 SMD焊盘上错误的阻焊开口 SMD焊盘中的开放式过孔酸性陷阱间隙常见的可靠性标准违规预防这些问题意味着依赖于您在PCB布局工具中的设计规则，这可以帮助确保您的电路板可以在最小的设计审查时间内进入制造阶段。不均匀的SMD焊盘连接小型SMD元件，如0402、0201等，需要具有均匀的连接，以帮助防止在回流焊接过程中出现立碑现象。对于BGA焊盘也是如此，以确保可靠的焊接。这只是一个将正确的焊盘尺寸放置在您的元件足迹上的问题。常见元件有定义的焊盘尺寸（例如， IPC-7351标准下IC上的焊盘），应该放置在您的足迹中。您可以在3D中检查元件下的焊盘尺寸，而无需导出Gerber文件

如何自动化您的高速设计流程

如何自动化您的高速设计流程 1 min Thought Leadership 在电子表格中跟踪每个网段的长度、通孔深度或引脚长度可能是一项繁重的任务。了解如何通过Altium Designer^®中的新技术自动化您的高速设计流程。高速设计是电气工程师可以承担的最具挑战性的任务之一。许多因素可能影响高速信号的响应方式。一个误解是高速设计是系统时钟频率的功能。事实并非如此。实际上，高速是由上升时间、PCB堆叠中的阻抗控制、走线宽度和终端决定的。更快的切换速度对工程师和PCB设计师来说基本上意味着两件事：信号完整性问题反射、串扰等。通过控制阻抗布线、终端和PCB堆叠来实现信号完整性目标。时序约束确保多个信号几乎同时到达它们的目的地引脚匹配信号路径的路由长度高速设计的旧方法在过去，工程师们不得不通过在电子表格中跟踪所有内容来处理信号完整性和时间约束问题。这使他们能够跟踪每个网络的每个单独段长、通孔深度、电阻长度和引脚长度。将每个网络的所有这些相加，然后在需要的地方添加信号长度，这使他们能够使组中所有网络的长度相等。这是一种过时的长度匹配方法，既繁琐又耗时。如果你能自动定位相关设计规则，如长度和匹配长度，而不必浪费时间在电子表格中跟踪数据呢？下载我们的免费高速设计和xSignals^®白皮书，学习如何自动化你的高速设计流程。