電路設計技術與技巧第二版pdf中文版

如何更好的學習好電路設計？電路設計技術與技巧第二版pdf中文版絕對可以幫助您，它是一本關于如何學習電路設計的工具書，該圖書全面和系統地講述了在實際電子電路設計中常見問題和容易忽視的方方面面，涵蓋了設計產品所需是的全面知識，包括印制電路板布線和接地、有源和無源器件、模擬和數字集成電路、電源、電磁兼容、安全性和可靠性設計等內容，能夠幫助讀者更好的學習和掌握好電路設計技術與技巧。本站這里提供的圖書為pdf中文版，并已經附帶了相應的pdf閱讀器，用戶下載后即可直接閱讀。

電路設計技術與技巧(第二版)目錄簡介

第1章 接地與布線

1.1 接地.

1.1.1 單元內部的接地

1.1.2 機殼地

1.1.3 鋁的傳導率

1.1.4 接地回路

1.1.5 電源回饋 (電源地)

1.1.6 輸入信號接地

1.1.7 輸出信號接地

1.1.8 板間接口信號

1.1.9 星-點接地

1.1.10單元間的接地連接

1.1.11屏蔽

1.1.12安全地

1.2 導線與電纜

1.2.1 導線類型

1.2.2 電纜類型

1.2.3 電力電纜

1.2.4 數據電纜和多芯電纜

1.2.5 rf電纜

.1.2.6 雙絞線

1.2.7 串擾

1.3 傳輸線

1.3.1 特性阻抗

1.3.2 時域

1.3.3 頻域

第2章 印制電路

......

章節(jié)節(jié)選

第 1章 接地與布線

1.1 接地

任何電子電路都具有一個基本特性，即其內部存在的電壓都是參照一個公共點來測定的,習慣上,將這一點稱為“地飛這個術語是源于電子工程師的實踐操作,因為從字面上講這個參照點是指將銅銷釘連接到大地來實現的)。這個點也可以被定義為電源接入到電路的連接點,而這條連接線則被定義為“零線飛因為其上的電壓為 0V),這樣,地和零線經常又被視為同義的(或混用).在這種情況下,當我們在指定 5V, 12 V 或 2.5V供電時,它們的電壓都是相對于這個零線來說的。

但在這時，地線與零線并不完全相同。地線是出于安全原因，負責將設備的外殼連接到大地的“地”,在通常的使用中它并不承載電流。然而,在本章中,詞匯“接地”將使用它更為常見的含義，即是指連接到安全地，同時也是包合了信號和電源電流的返同同路。

也許，在電子電路中最可能造成眾多問題的原因，就是將零線和地線進行了混用。之所以這樣講，是因為在一個正常的工作電路中，它只可能有一個點是真正的零電壓:注意，在實際應用中的“零線”與理論定義中的概念，是相互矛盾的。這是因為，任何一個實際的導體都會有一個有限的、非零的電阻或阻抗，歐姆定律告訴我們，當電流通過任何一個阻抗不為零的物體時，都會在其上產生一定的電壓。在一個正常工作的電路中，必然會有一定的電流流過那些被定義為零電壓的導線，因此，如果在這條導線上，只有一點可以是真正的零電樂(一般認為，這一點就是在電源輸出的連接點上)，那么這條線上剩余的其他部分將不可能再是零電壓,如圖 1.1所示。

在進行了這樣嚴謹的闡述后，我們也許會說，你說得很對，可實際上仍有成千上萬的電子電路都在這樣使用著零線，它們工作得很正常，似乎沒有什么問題，哪有你所描述的問題出現呢 ?是的,在絕大多數的情況下,你的觀察是正確的,沒有問題、但是,要知道,當零線的阻抗為毫歐級，并且流經它的電流也多為毫安數量級時，它們共同作用所形成的電位差也只有數百微伏，這當然不會對電路的正常工作產生任何影響。換句話說，在零線的電位上再加上 500 V,它的值也是十分接近 0 V 的沒有人會注意到這樣的變化。那么，回答上面問題的困難就表現在，我們很輕易地忘掉了零線的這個特點，并簡單地假設在紅何條件下零線都是 0V，于是當電略發(fā)生振蕩或不工作時，我們對此會感到十分驚

訝。那么，使零線表現出問題的條件是:當流經零線的電流不再是毫安或微安的數量級，而是變成為幾個安培時當零線的導體阻抗不再是毫歐數量級，而是變成了數個歐姆時。當電流與電阻的共同作用造成足夠大的電位差，而影響到電路的正常工作時。關于地線的考慮

作為一名優(yōu)秀的電路設計人員，應該知道在什么時候需要認真地考慮上述可能出現的問題，而又在什么時候則可以安全地忽略掉這些因素。一個可能經常遇到的情況是，當你作為一個具體電路的設計者，可能并不負責整個電路的布局，這個工作可以是由布局設計者來完成的(也可能是由軟件包根據一定的規(guī)則來完成的)。對于整休布局來說，接地的設計總是很難做得很好，不論是使用離散布線還是使用印制電路，如果設計沒有找到最好的平衡點，則設計者就必須對接地的設計有一個全面的認識并提出一個可行的解決方案。一個總需要被強調的技巧是，清楚地知道返回電流將會流經哪些地方，以及它在回流時所可能會帶來的問題:或者，如果這點很難做到，至少也要確保不管這些返回電流會從哪里流過，它可能造成的影響都將是最小的。雖然上面討論的這些問題都只是針對零線和接地連接的，但是它也同樣可以應用到任何有電流通過的導體中，問題的描述和解決機理都是通用的，注意這些問題在實際的操作中很容易被忽略。電源的供電線路(或線路對) 是另一種特殊的情況，在那里導體的阻抗會引發(fā)很多麻煩。

1.1.1單元內部的接地

在這里“單元"可以定義為一個單一的電路板或者是一組電路板,并且這些電路板又通過導線連接到一個公共外殼上的所謝“ 本地”接地點上,例如,電源地的接入點。在圖 1.2 中給出了這樣的示例。我們假設 PBCI(印制電路板 沖包含有信號整形電路，PCB2 中包含有一個用于信號處理的微處理器,而 PCB3 包含有一個大電流的輸出驅動，例如為電器和指示燈提供緊動。也許你會將這些功能設計在一塊電路板上，但是，如果將這些功能分升來考慮,那么,從原理上講,這樣的設計將會更容易被接受和采納。電源供給單元 PSU為前面的兩個電路板提供了 個低電壓的供電電源，并為輸出電路板提供了 個大功率的電源。這是·個相當普通的系統設計,下面將從圖 1.2 出發(fā)，來討論一下什么是好的和不好的設計方案。

1.1.2 機殼地

首先，要注意到在這里的連接都是只連接到金屬機殼或外殼的一個點上。所有需要連接到機殼的導線都引到了這個點上，這個點應該是一個為這一目的而設置的金屬接線柱。這個連按可以是主電源的女全地(后續(xù)內容中有更詳盡的討論) 即 0 V 電源地線，以及任何可能需要的屏蔽和過濾的連接，包括被電源自身所需要的屏蔽，例如，在變壓器內部的靜電屏獻( 關干電源設計的內容將在第7 童中給出更加詳盡的描述)。

使用單一的機殼接地的目的是為了防止在機殼中出現循環(huán)的電流D。如果使用多個接地點，即電流在返回時有另外一個途徑，則電流的一部分將流經機殼(如圖 1.3 中 所示 這部分電流的大小將取決于與對頻率非常敏感的阻抗比。這樣，這些流經機殼的電流大小將很難被掌握，并且它會隨著電路結構的不同而不同，因此，這些電流會造成一些意想不到的.令人厭煩的影響:在對一個振蕩和干擾進行全力跟蹤了若干小時之后，才發(fā)現當將一顆看上去無關緊要螺絲釘再擰緊到機殼上時，問題竟然解決了。這些機殼上的連接點都會受到腐蝕的影響，因此單元電路的性能會隨時間而下降，并且它們還將受到機殼材料表面氧化的影響。如果在設計中使用了多點機殼接地，那么，對機殼的電氣結構就需要格外注意。

1.1.3 鋁的傳導率

鋁作為重量輕、強度高并擁有較高的導電率的底板材料，被廠泛地應用到電子工業(yè)的各個領域中。在電氣傳導方面，只有銀、銅和金擁有比鋁更高的傳導性。鋁底板的低電阻特性非常適合用做地同路的承截體。遺憾的是，鋁的另外一個特性《也許在其他場合這個特性是非常有用的)是其表面的氧化過程非?？?，可以說現實世界中，鋁的表面都覆蓋有一層薄的氧化鋁層( AL,0)。氧化鋁是不導電的。事實上，在散熱器上的陽極氧化鋁就是一個非常好的絕緣體，它是經過化學處理后有意形成的一層厚厚的氧化層。

鋁易氧化的性質所帶來的實際效果是，當兩塊鋁板表面被連接在一起時，它們之間的接觸電阻會很高。而鋁板之間實質性的電傳導只會發(fā)生在這個氧化層被刺破的位置。因此，如果想要保證由多塊分離的鋁板所組成的底板擁有良好的導電性能，必須要確保這些鋁板被緊密地連接在一起，比如牢固焊接或者使用具有抗振和鋸齒狀接觸面的墊圈，并進行了完全深入表面的牢固連接。這樣的做法也完全適用于對接地點的操作。由于鋁并不容易被牢固焊接,因此，最好的連接是使用壓入配合或熔焊接線( 參見圖 1.4)如果不容易做到這點,那么,在連按螺母下就需要使用一種抗振的、帶有鋸齒狀接觸面的墊因,并確保它車固地接觸到鋁板的表層下方。