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硬件電路設(shè)計優(yōu)化技術(shù)
如果你在硬件電路設(shè)計中沒有實踐正確的優(yōu)化技術(shù)，就會遇到很多問題。
為什么當前的優(yōu)化技術(shù)很重要？
電流是PCB硬件電路設(shè)計中經(jīng)常被忽略的參數(shù)。諸如EMI和功率預(yù)算之類的問題在硬件電路設(shè)計過程中占主導(dǎo)地位，但忽略電流在PCB上的流動方式可能會導(dǎo)致一些令人討厭的問題。
一個經(jīng)典的例子是，你交付給重負載的功率比計算的功率要少，并且你花了數(shù)小時才想出硬件電路設(shè)計中出了什么問題。事實證明，負載的電壓跟蹤不足以通過電流量，你會大為震驚。
無法預(yù)測電流也會導(dǎo)致電噪聲，特別是在混合信號電路中。當數(shù)字源的信號流向其目的地時，電流需要完整地返回到源。高頻信號的返回電流有時會干擾PCB上的模擬信號。
即使使用正確的工具，也很難跟蹤與當前相關(guān)的問題
與電壓相比，電流問題更難檢測。在PCB上的探針上獲得電壓讀數(shù)很容易，但是電流卻不能說相同。除了切斷走線并使電流流過電流表外，很難確定PCB出了什么問題。
因此，明智的做法是實踐正確的技術(shù)來優(yōu)化電子硬件電路設(shè)計中的電流，無論是確保有效的功率傳輸還是防止電噪聲。
優(yōu)化電流返回路徑
電子硬件電路設(shè)計不僅僅是將網(wǎng)絡(luò)與PCB布局上的走線相連。如果有什么可以省去PCB內(nèi)干擾的麻煩，那就在設(shè)想當前的返回路徑。從信號源到接收器的每個信號都需要通過地面返回信號源。
對于低頻信號，返回路徑是電阻最低的路徑。但是，較高頻率的信號會采用阻抗最低的返回路徑。兩者之間有區(qū)別，因為寄生電容和阻抗可能會影響高速信號中的電流。
確保返回路徑不橫穿模擬信號區(qū)域的好方法是故意為信號創(chuàng)建接地回路。通常，一般在信號走線下方放置一個接地多邊形。同樣重要的是要確保接地層上沒有不連續(xù)之處，以防止回流電流將接地噪聲引入其他信號。
當前用于熱點預(yù)防的優(yōu)化技術(shù)
僅出于常識，要使功率傳輸高效，PCB跡線上的損耗必須最小。功率損耗有時會表現(xiàn)為熱點，在這種情況下，特定的銅走線必須承受的電流超過其額定承載的電流。
無法針對電流處理進行優(yōu)化可能會使PCB過熱而無法處理
與銅線一樣，PCB走線的電阻值由寬度和厚度決定。這些參數(shù)與銅線開始急劇加熱之前可能需要的最大電流相關(guān)。為了避免出現(xiàn)熱點，你需要確保銅走線的尺寸足夠大以處理通過的電流。
電流的效率不僅受PCB走線尺寸的影響，而且還受連接各層之間走線的過孔的影響。有時，需要多個通孔才能成功地在層之間導(dǎo)通電流，而不會產(chǎn)生明顯的熱量損失。
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