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更为广泛来说,屏蔽罩是一个麦克斯韦笼,这是最为简单也是最为有效的一种方法,缺点是会增加成本,不仅仅是物料,代工厂的收费是以加工时间为度量,加工时间长则收费高,因此也有部分厂家不愿采用。
如果在部分情况下,不可能使用屏蔽罩,也有一些方法来解决,最为常见的是增加滤波/抗干扰电路,并且加强对于电源的去耦,优化地线电源线的布局等,但这种方法一般来说,会增加电路的复杂程度,并带来通常意料不到的问题。
通常来说,PCB的设计第一步是根据实际情况选择PCB的形状,下一步就是层(layer)的设置,层设置不合理的结果是毁灭性的,通常PCB的层又分为电源层、底线层和信号层,而层的选择中,层的相对位置、地平面/电源的分割、PCB的布线、接口电路的处理又有这非常大影响。
层的选择第一步是层数,层数的选择不宜太多也不宜太少,太多则信号线过于密集,成本太高;太少则不能达到设计要求,对于电磁兼容的要求,通常也是比较好的方式是通过适当的增加地平面来解决。
对于电源层一般需要解决多种电源/电源的供电问题,需要内电层分割。
信号层则比较复杂,(走线问题单独介绍)首先就是走线密度,太密则相互串扰,太疏则信号线不够,并且重要信号譬如时钟和复位信号需要单独屏蔽和隔离。
在考虑过层数量问题孩子后,就是层排列,也有部分基础原则:
·电源平面与相应地平面相邻:由于电源和地本身存在自阻抗,可以形成耦合电容,这个时候在PCB板上设置退耦电容,可以达到去耦的效果,降低电源阻抗,相当于滤波。
·相邻层的信号不要跨分割区,就是信号环路最小原则。
·关键信号(高频高速或者时钟)要于地平面相邻,可减少电磁泄露,也相当于地给信号做屏蔽。
比较常见的6层PCB布局方案:
CH.2 越来越难的散热设计
对于常规的PCB来说,一般来说散热遵循常规是热点分散原则,即「发热最大的器件放置在最佳散热位置」,并且减小元件与板之间的热阻。但这种方法近年来却逐渐表现疲软,尤其是在手机上,归根结底,虽然工艺更好,算法更好,平台功耗只升不降,所以也逐渐有其他方法来解决。
一般来说,在设计散热的时候的大致思路是估计发热器件的功耗,估算其需要的面积,在这个面积中不能放置其他发热元件,随后才是设计散热。
在手机中,发热器件除了CPU、RAM之外,大部分都是功放、收发器、基带处理器、电源管理芯片、电压芯片以及DC-DC电感,其中功放、CPU、基带处理器都是发热大户。
在这里首先要知道的一个经验值是自然对流冷去的热流密度为0.8mW/mm²,即对于芯片来说,每平方毫米单纯靠空气对流可以对应0.8mW所带来的热量。 |
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