APU的Vsense引腳的作用

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1. 開關電源PCB布局注意事項

2. 開關電源PCB布線注意事項

一.Sense電壓檢測（FB）

“Sense+”和“Sense-”，就是四線制中的電壓檢測線，high-sense 和low-sense分別連接遠端負載的正負極，監測電源電壓，抵消長距離傳輸線引起的電壓損耗。這兩個Sense接線端的作用簡而言之就是調整Output至負載端的輸出電源。

我們分析下原因，由於從電源Output端到負載的線纜存在阻抗（實際非常小，從阻值上看可以忽略），這就會引起在線纜兩端產生壓降，好比在理想的導線之間加了一個非常小的電阻。通常大電壓或者小電流的電路就忽略。像CPU，顯卡、南橋等電流很大電壓又很小（對阻抗很敏感）的要求精確電源或者線纜很長的場合，就需要Remote Sense發揮作用了，我們用Sense+和Sense-同樣連接到負載的輸入端，去補償Output線纜產生的壓降（原理其實十分簡單）。典型的Sense補償范圍是0.3~1V，但最好還是查看儀器手冊來確定這個補償范圍是否能滿足實際應用的要求。如果電纜上的電壓降超過Sense的范圍，也有簡單辦法解決。1.可以通過減少電纜的長度 。2.增加電纜導體的尺寸來彌補。在實際應用里，最好使用屏蔽雙絞線來獲得最佳的補償效果。

（1）遠端監測：一般CPU、NB、PCH、DDR等大電流精確動態的電壓，都是差分-+Sense遠端電壓監測（就是負載端）

（2）近端反饋：一般像1.8A、3.3A、5A等就是近端反饋FB.（近端反饋就是用電阻分壓和IC里面設定的參考電壓Vref通過比較器作比較）

近端Vsens腳是 取樣電壓腳. 由采樣電路送過來的信號,經這腳再到IC內部的比較電路來分析.再由Isense腳送出脈寬信號來控制開關管.

1.Remote Sense

2.近端FB

 

有人會問，那我不使用Sense補償呢？該如何處理這兩個接線端？

答案是：可以將Sense+和Sense-分別接到電源輸出的Output+和Output-端，有些儀器還有Local Sense,也可以。一般電源儀器默認出廠就是Local模式。

Layou規則：

1.PCB 中，power部分的兩條sense線為什么要靠的很近

靠的近等於在上面加了個電容。且不易受到外界干擾，環路小，也不會干擾其他的元件正常工作

（1）等於在上面加了個電容”，這個電容有什么作用了?

相當於加的濾波電容，使得電源部分電平更平穩。

2.開關電源的sense為什么不要直接與平面層連接

當然是為了避免開關噪聲的干擾。開關電源的電流回路流經L,C后返回GND，設計上此回路的面積是越小越好。VFB要求從C端引到IC引腳，是因為C端輸出后端的電壓才是穩定的設計電壓，從其他點引回去的，或多或少會不穩定，反饋不穩定就會造成電路的震盪更厲害。這根反饋的走線，盡量不和L走在同層，更不能走在L的下面，建議打via換層走線到pin。 

3.PCB電源線規則

 

元件布局基本規則
1. 按電路模塊進行布局，實現同一功能的相關電路稱為一個模塊，電路模塊中的元件應采用就近集中原則，同時數字電路和 模擬電路分開。
2.遵照“先大后小，先難后易”等的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件應當優先布局。
3.布局中應參考原理框圖，根據單板的主信號流向規律安排主要元器件。
4.布局應該盡量滿足以下要求：總的連線盡可能短，關鍵信號線最短；高電壓、大電流信號與小電流、低電壓的弱信號完全分開；模擬信號與數字信號分開； 高頻信號與低頻信號分開；高頻元器件的間隔要充分。
5.相同結構電路部分，盡可能采用“對稱式”標准布局。
6.器件布局柵格的設置，一般IC器件布局時，柵格應為50-100mil、小型表面安裝器件，如表面貼裝元件布局時，柵格設置應不少於25mil.
7.同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向防止同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致，便於生產和檢驗。
8.IC 去耦電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳，並使之與電源和地之間形成的回路最短。
9.元件布局時，應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起，以便於將來的電源分割。
10.用於阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根據其屬性合理布置。串聯匹配電阻的布局要靠近該信號的驅動端，距離一般不超過500mil。匹配電阻、電容的布局一定要分清信號的源端和終端，對於多負載的終端匹配一定要在信號的最遠端匹配。
11.表面貼裝器件（SMD）相互間距離要大於0.7mm。
12.表面貼裝器件焊盤外側同相鄰插件外形邊緣距離要大於2mm。
13.定位孔、標准孔等非安裝孔周圍1.27mm 內不得貼裝元、器件，螺釘等安裝孔周圍3.5mm（對於M2.5）、4mm（對於M3）內不得貼裝元器件。
14. 卧裝電阻、電感（插件）、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短路。
15. 元器件的外側距板邊的距離為5mm。
16.BGA與相鄰元件的距離>5mm。有壓接件的PCB，壓接的接插件周圍5mm內不能有插裝元器件，在焊接面其周圍5mm內也不能有貼裝元器件。
17. 金屬殼體元器件和金屬件（屏蔽盒等）不能與其它元器件相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應大於2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側距板邊的尺寸大於3mm。
18. 發熱元件不能緊鄰導線和熱敏元件；高熱器件要均衡分布。
19. 電源插座要盡量布置在印制板的四周， 電源插座與其相連的匯流條接線端應布置在同側。特別應注意不要把 電源插座及其它焊接連接器布置在連接器之間，以利於這些插座、連接器的焊接及電源線纜設計和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應考慮方便 電源插頭的插拔。
20.貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號線不准從插座腳間穿過。
21.貼片單邊對齊，字符方向一致，封裝方向一致。
22.有極性的器件在以同一板上的極性標示方向盡量保持一致。
PCB布線規則
1、畫定布線區域距 PCB板邊≤1mm的區域內，以及安裝孔周圍1mm內，禁止布線。
2、電源線盡可能的寬，不應低於18mil；信號線寬不應低於12mil；CPU入出線不應低於10mil（或8mil）；線間距不低於10mil。
3、正常過孔不低於30mil。
4、 注意電源線與地線應盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現回環走線。
5、地線回路規則：
環路最小規則，即信號線與其回路構成的環面積要盡可能小，環面積越小，對外的輻射越少，接收外界的干擾也越小。實例如下圖所示：

6、串擾控制
串擾是指PCB上不同網絡之間因較長的平行布線引起的相互干擾，主要是由於平行線間的分布電容和分布電感的作用。克服串擾的主要措施是：
加大平行布線的間距，遵循3W規則。
在平行線間插入接地的隔離線。減小布線層與地平面的距離。
7、走線的方向控制規則：
相鄰層的走線方向成正交結構。避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向，以減少不必要的層間串擾；當由於板結構限制年已避免出現該情況，特別是信號速率較高時，應考慮用地平面隔離各布線層，用地信號線隔離各信號線。作為電路的輸入及輸出用的印制導線應盡量避免相鄰平行，以免發生回授，在這些導線之間最好加接地線。
8、走線的開環檢查規則：
一般不允許出現一端浮空的布線，主要是為了避免產生“ 天線效應”，減少不必要的干擾輻射和接收，否則可能帶來不可預知的結果。

9、阻抗匹配檢查規則：
同一網絡的布線寬度應保持一致，線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻，當傳輸的速度較高時會產生反射，在設計中應該盡量避免這種情況。在某些條件下，如接插件引出線， BGA封裝的引出線類似的結構時，可能無法避免線寬的變化，應該盡量減少中間不一致部分的有效長度。
10、走線閉環檢查規則:
防止信號線在不同層之間形成自環。在多層板設計中容易發生此類問題，自環將引起輻射干擾。如下圖所示：

11、走線的分枝長度控制規則：
盡量控制分枝的長度，一般的要求是Tdelay<=Trise/20。

12、走線的諧振規則：
主要針對 高頻信號設計而言，即布線長度不得與其波長成整數倍關系，以免產生諧振現象。
13、走線長度控制規則：
即短線規則，在設計時應該盡量讓布線長度盡量短，以減少由於走線過長帶來的干擾問題，特別是一些重要信號線，如時鍾線，務必將其振盪器放在離器件很近的地方。對驅動多個器件的情況，應根據具體情況決定采用何種 網絡拓撲結構。

14、倒角規則：
PCB設計中應避免產生銳角和直角，產生不必要的輻射，同時工藝性能也不好。在布線中盡量采用135度拐角，如下圖所示：

15、器件布局分區/分層規則：
主要是為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾，同時盡量縮短高頻部分的布線長度。通常將高頻的部分布設在接口部分以減少布線長度。同時還要考慮到高/低頻部分地平面的分割問題，通常采用將二者的地分割，再在接口處單點相接。
對混合電路，也有將模擬與數字電路分布布置在印制板的兩面，分別使用不同的層布線，中間用地層隔離的方式。
16、孤立銅區控制規則：
孤立銅區的出現，將帶來一些不可預知的問題，因此將孤立銅區與別的信號相接，有助於改善信號質量，通常是將孤立銅區接地或刪除。在實際的制作中，PCB廠家將一些板的空置部分增加了一些銅箔，主要是為了方便印制板加工，同時對防止印制板翹曲也有一定的作用。？？？
17、電源與地線層的完整性規則：
對於導通孔密集的區域，要注意避免孔在電源和地層的挖空區域相互連接，形成對平面層的分割，從而破壞平面層的完整性，並進而導致信號線在地層的回路面積增大。
18、重疊電源與地線層規划：
不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾，特別是一些電壓相差很大的電源之間，電源平面的重疊問題一定要設法避免，難以避免時可考慮中間隔底層。在不同信號層間進行供電的電源總線遵循這一規則，即盡量避免重疊。
19、3W規則：
為了減少線間串擾，應保證導線間距足夠大，當導線中心間距不少於3倍線寬時，則可保持70%的電場不互相串擾，如要達到98%的電場不互相干擾，可使用10W間距。在布線密度較低時，信號線的間距可適當地加大，對高、低電平懸殊的信號線應盡可能地短且加大間距。

20. 印制導線的寬度：導線寬度應以能滿足電氣性能要求而又便於生產為宜，它的最小值以承受的電流大小而定，但最小不宜小於0.2mm，在高密度、高精度的印制線路中，導線寬度和間距一般可取0.3mm；導線寬度在大電流情況下還要考慮其溫升，單面板實驗表明，當銅箔厚度為50μm、導線寬度1～1.5mm、通過電流2A時，溫升很小，因此，一般選用1～1.5mm寬度導線就可能滿足設計要求而不致引起溫升；印制導線的公共地線應盡可能地粗，可能的話，使用大於2～3mm的線條，這點在帶有微處理器的電路中尤為重要，因為當地線過細時，由於流過的電流的變化，地電位變動，微處理器定時信號的電平不穩，會使噪聲容限劣化；在DIP封裝的IC腳間走線，可應用10－10與12－12原則，即當兩腳間通過2根線時，焊盤直徑可設為50mil、線寬與線距都為10mil，當兩腳間只通過1根線時，焊盤直徑可設為64mil、線寬與線距都為12mil。
21. 印制導線的屏蔽與接地：印制導線的公共地線，應盡量布置在印制線路板的邊緣部分。在印制線路板上應盡可能多地保留銅箔做地線，這樣得到的屏蔽效果，比一長條地線要好，傳輸線特性和屏蔽作用將得到改善，另外起到了減小分布電容的作用。印制導線的公共地線最好形成環路或網狀，這是因為當在同一塊板上有許多集成電路，特別是有耗電多的元件時，由於圖形上的限制產生了接地電位差，從而引起噪聲容限的降低，當做成回路時，接地電位差減小。另外，接地和電源的圖形盡可能要與數據的流動方向平行，這是抑制噪聲能力增強的秘訣；多層印制線路板可采取其中若干層作屏蔽層，電源層、地線層均可視為屏蔽層，一般地線層和電源層設計在多層印制線路板的內層，信號線設計在內層和外層。
板的布局：
1. 印制線路板上的元器件放置的通常順序：
放置與結構有緊密配合的固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開關、連接件之類，這些器件放置好后用軟件的LOCK 功能將其鎖定，使之以后不會被誤移動；
放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發熱元件、變壓器、IC 等；
放置小器件。
2.元器件離板邊緣的距離：可能的話所有的元器件均放置在離板的邊緣3mm以外或至少大於板厚，這是由於在大批量生產的流水線插件和進行波峰焊時，要提供給導軌槽使用，同時也為了防止由於外形加工引起邊緣部分的缺損，如果印制線路板上元器件過多，不得已要超出3mm范圍時，可以在板的邊緣加上3mm的輔邊，輔邊開V 形槽，在生產時用手掰斷即可。
3.高低壓之間的隔離：在許多印制線路板上同時有高壓電路和低壓電路，高壓電路部分的元器件與低壓部分要分隔開放置，隔離距離與要承受的耐壓有關，通常情況下在2000kV時板上要距離2mm，在此之上以比例算還要加大，例如若要承受3000V的耐壓測試，則高低壓線路之間的距離應在3.5mm以上，許多情況下為避免爬電，還在印制線路板上的高低壓之間開槽。

 

 

 

 

PCB設計中，電源層一定要大面積鋪電源銅嗎

 

 

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用電源層大面積鋪銅可以是相鄰信號層有比較好的回流路徑，當然如果你電源網絡電流很小就沒有必要在電源層鋪銅了 那樣電源層分割了對信號層走線就有影響 回流路徑不是最短產生 信號完整性問題

謝謝你的答復，你說這是取決於電流大小，那跟信號頻率等其他因素有關系嗎?

高速信號需要完整的回流平面（地或者電源平面做回流 減少信號的完整性問題） 最好的做法就是信號層兩面是兩個完整的地平面 一個地一個電源次之 我們盡量的不希望有電源層分割很多塊的情況出現 那樣我們的高速信號的回流路徑就變長了 會引起信號的反射 振鈴 等信號完整性問題 所以小電流的電源就在信號層走粗線或者鋪銅 電流大的呢在電源層鋪銅 就可以了 呵呵 希望能幫助您！

這個不一定，看客戶要求了，如果在客戶要求范圍內，沒有電源銅對功能性沒有影響就沒事，看PE設計··

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大面積電源銅和地都可以保證更好的 信號完整性。如果是多層板的話就更重要。大面積的底層夾信號層和電源層可以減少層之間的干擾。

 追問

我知道大面積地層和大面積電源層相鄰可以更好地抵抗干擾，但是你的意思是否將信號層夾在兩者中間？這樣效果會好？我看很多資料都說最好只有一個參考平面，你這樣不是很有可能產生兩個參考平面？

PCB開關電源、數字地、模擬地三者怎么連接？

現在做一個PCB板，有36V的強電、開關電源IC提供5V的電源，MCU數字電路和運放模擬電路。模擬部分和數字部分都有自己的地平面。現在難題是運放輸出信號紋波已經控制得比較好了，但是存在... 展開

我的地線布局的基本要領：
1、以電流大的方向向小的方向流。且大電流處銅箔寬，甚至加鍍錫層；
2、 高頻電路采用封閉式布局地線；
3、數字電路與模擬電路采用獨立地，之間型號轉換時，只能有一條地線連接；
4、信號區域發生較大變化時，地線與電源之間要加濾波電容，注意是大小容量各一只。