PCB导线设计技术(下).pdfVIP

前两集中介绍了微电脑周边、模拟电路基板、宽带与高频电路基板、电源与功率电路基板， 以及数字电路基板导线设计，本篇将接着说明 Video 应用电路基板导线设计。 宽带数十 MHz video 增幅电路图案的设计技巧 模拟信号尤其是类似 0～数十 MHz video 信号宽带电路时， 电路图上详细标示信号的流动路径与组 件位置非常重要。图 56 是电流复归型 video 用 OP 增幅器 HA-5020 构成的影像增幅电路 (video amplifier) 。传统电压复归型 OP 增幅电路， gain 一旦变大时频宽会降低，相较之下电流复归型 OP 增幅电路，由于理论上频宽取决于复归阻抗值决，因此不受 gain 的影响可以获得较大频宽。如图 56 所示从左侧输入的 video 信号，利用 (HA-5020) 构成的 OP 增幅器增幅 2 倍之后输出至右侧。 图 57 是频宽数十 MHz 的影像增幅电路基板图案，频率一旦进入影像频宽范围时，电路基板的设 计直接影响电路特性，尤其是最短距离的连接，同时沿着电路图的流动路径设计基板图案非常重 要。根据以上观点比较图 56 与图 57 时，可以确定信号的流动路径与组件的设置，几乎与图 56 电 路图完全一致 若影像增幅电路使用芯片型组件，一般比较容易获得预期的动作特性，如果使用传统导线组件， 导线的电感成份可能会影响电路特性。 如图 56 所示提供 IC 的电源与接地之间插入旁通电容 (bypass condenser)，此外图 56 与图 57IC 脚架 附近分别插入 47 μF电解电容，与并联的 0.1 μF、0.01 μF陶瓷电容，接着再用粗短图案连接，由于 受限于组件封装空间，因此等组件封装在图 57 电路基板的背面。 如图 58(a)所示电源供给源与接地之间插入旁通电容，如果从 58(b)IC 的右侧插入，就无法发挥旁 通电容的功能。 D-A converter 周边模拟 -数字电路 的布线图案分离技巧 D-A converter 与后述的数字影像编码器 (digital video encoder) ，是模拟接口输出不 可或缺的 LSI ，由于基板上混载模拟与数 字信号，因此电路基板图案的设计非常重 要。 此处以 SONY 开发的 8 位，40MSPS 高速 D-A converter CXD1171M 为例，介绍电路 基板图案设计技巧。图 59 是 CXD1171M 40MSPS 高速 D-A converter 的电路图； 图 60 是使用 3 个影像用 D-A converter CXD1171M 的周边电路基板图案。 设计模拟与数字电路混载的基板图案时， 必需注意两电路的隔离 (isolation) ，如果隔 离不完全会发生 crosstalk，以及数字电路 的噪讯 (noise)重迭至模拟电路等现象，因 此设计阶段必需考虑组件与布线数量，最 后才能决定模拟与数字电路 block 的大小 与位置 (图 61)，组件则分别封装在各 block 内，接着进行图案布线 Layout 。 设计上避免模拟信号图案贴近数字信号 图案或是两信号图案平行并排，如果基板 结构两信号图案有邻近之虞时，图案之间 必需插入接地图案 (ground pattern)，藉此 分隔两信号 ( 图 62)。 以上介绍单面电路基板布线图案设计技 巧；双面电路基板的场合必需检查数字电 路图案是否与模拟电路图案交叉、重迭， 图案层间尽量插入接地层，同时还需使用 具备遮蔽 (shield)效果的 4 层以上多层电路 基板；模拟电源与数字电源由基板上相同 电源提供时，尽量由低阻抗电源连接单元 提供。 可确保模拟信号精度的数字影像编 码器电路基板图案 图 63