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布线设计三



布线需要考虑的问题很多，但是最基本的的还是要做到周密，谨慎。寄生元件危害最大的情况
印刷电路板布线产生的主要寄生元件包括：寄生电阻、寄生电容和寄生电感。例如：的寄生电阻由元件之间的走线形成；电路板上的走线、焊盘和平行走线会产生寄生电容；寄生电感的产生途径包括环路电感、互感和过孔。当将电路原理图转化为实际的时，所有这些寄生元件都可能对电路的有效性产生干扰。本文将对最棘手的电路板寄生元件类型
—寄生电容进行量化，并提供一个可清楚看到寄生电容对电路性能影响的示例。寄生电容的危害
大多数寄生电容都是靠近放置两条平行走线引起的。可以采用图所示的公式来计算这种电容值。
在混合信号电路中，如果敏感的高阻抗模拟走线与数字走线距离较近，这种电容会产生问题。例如，图中的电路就很可能存在这种问题。
为讲解图所示电路的工作原理，采用三个位数字电位器和三个运算放大器组成一个位转换器。在此图的左侧，在和地之间跨接了两个数字电位器和，其抽头输出连接到两个运放和的正相输入端。数字电位器和通过与单片机之间的接口编程。在此配置中，每个数字电位器配置为位乘法型转换器。如果为，那么这些转换器的大小等于。
这两个数字电位器的抽头都分别连接到两个配置了缓冲器的运放的正相输入端。在此配置中，运放的输入端是高阻抗的，将数字电位器与电路其它部分隔离开了。这两个放大器配置为其输出摆幅限制不会超出第二级放大器的输入范围。
为使此电路具有位转换器的性能，采用第三个数字电位器跨接在两个运放和的输出端之间。和的编程设定经数字电位器后的电压值。如果为，可以将和的输出编程为相差。此电压大小经第三个位数字电位器，则自左至右整个电路的大小为。此电路获得最优性能所需的严格器件规格如表所示。
此电路有两种基本工作模式。第一种模式可用于获得可编程、可调节的直流差分电压。在此模式中，电路的数字部分只是偶尔使用，在正常工作时不使用。第二种模式是可以将此电路用作任意波形发生器。在此模式中，电路的数字部分是电路运行的必需部分。此模式中可能发生电容耦合的危险。
图所示电路的第一次布线如图所示。此电路是在实验室中快速设计出的，没有注意细节。在检查布线时，发现将数字走线布在了高阻抗模拟线路的旁边。需要强调的是，第一次就应该正确布线，本文的目的是为了讲解如何识别问题及如何对布线做重大改进。
看一下此布线中不同的走线，可以明显看到哪里可能存在问题。图中的模拟走线从的抽头连接到放大器的高阻抗输入端。图中的数字走线传送对数字电位器设置进行编程的