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请教4层板的微小信号的PCB走线方式,哪种最佳?

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出20入128汤圆

发表于 2017-4-24 22:50:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近设计一个有10多路的微小信号的数据采集板,需要送入MCU的AD进行采集,幅值变化只有在近10mv左右,PCB采用4层板(假设为ABCD层),那么问题来了:
A、模拟信号线,埋入中间层,比如B层,线与线之间包地,在A和C层敷地,形成屏蔽的信号传输通道,但是每根线会增加带来2个过孔的困扰;
B、模拟信号线,走在A层,因为元件占据表面的关系,线与线之间不能包地,只能3W法则,但是在B层,可以提供完整的敷地平面,好处是不需要过孔;
C、其它更好的办法

目前想用B,不知道问题大不大,有没有必要采用A,或者其它更优的办法,望知道的大神说说,谢谢!

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出0入0汤圆

发表于 2017-4-24 23:23:19 | 显示全部楼层
没有频率啊少年

出0入0汤圆

发表于 2017-4-24 23:23:27 | 显示全部楼层
强干扰环境,线较长,A可能好些。相当于把信号线屏蔽起来了。至于过孔,频率不高的话不是问题,相当于一个固定的小电阻,如果频率高了另说。

出20入128汤圆

 楼主| 发表于 2017-4-24 23:30:25 | 显示全部楼层
leeseel 发表于 2017-4-24 23:23
没有频率啊少年

2KHz左右吧,不高

出20入128汤圆

 楼主| 发表于 2017-4-24 23:31:08 | 显示全部楼层
fengxin32 发表于 2017-4-24 23:23
强干扰环境,线较长,A可能好些。相当于把信号线屏蔽起来了。至于过孔,频率不高的话不是问题,相当于一个 ...

16根,多了32个过孔,想想就头大。。。板子面积不大,能扎洞的地方,更小了

出0入0汤圆

发表于 2017-4-24 23:57:40 来自手机 | 显示全部楼层
z123 发表于 2017-4-24 23:31
16根,多了32个过孔,想想就头大。。。板子面积不大,能扎洞的地方,更小了 ...

每根线才给2个地孔?有多短呀

出0入0汤圆

发表于 2017-4-25 03:23:00 | 显示全部楼层
散装805 发表于 2017-4-24 23:57
每根线才给2个地孔?有多短呀

他说的不是线两侧的地孔,是信号穿入内层和穿出内层的过孔

出0入0汤圆

发表于 2017-4-25 08:29:48 | 显示全部楼层
如果是我自己做我选包地,如果期间引脚间距大可以在引脚中间走地线,不然就走中间层得了

出0入0汤圆

发表于 2017-4-25 08:53:18 | 显示全部楼层
这是低频小信号,做好屏蔽防干扰即可,什么3W(串扰)、参考面(阻抗)都不用太在意的。

出0入0汤圆

发表于 2017-4-25 08:54:18 | 显示全部楼层
10mV 交流信号  算不上微,随便整都可以,四层板更容易

出0入0汤圆

发表于 2017-4-25 08:56:24 | 显示全部楼层
10mV不算很小吧。关键是频率

出0入0汤圆

发表于 2017-4-25 09:27:44 | 显示全部楼层
1、10mV 真的算不上微小信号。频率也不高。如果走线长度相当的话,AB方案实际使用效果几乎无异无异。 如果考虑强干扰,比如对讲机超近距离干扰,A肯定较好一些。
2、如果出现强干扰,则仅靠PCB堆叠策略无法彻底解决问题,板外的线、传感器本身更是容易受到干扰的,需要考虑加穿心电容甚至EMI滤波器。

出0入137汤圆

发表于 2017-4-25 09:37:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 pulan 于 2017-4-25 09:40 编辑

跟你遇到的情况差不多,低频生物信号采集,主要是电源太多,±12V,±5V,还有数字部分的5V,3.3V。
上一版主要是噪声太严重,这次改版做了接地处理,还有信号屏蔽,模拟数字完全隔离,电源纹波处理(全部线性电源),目前主要在走线上,包括线宽,过孔尺寸,电源层地层分割等细节上。。。(3W,20H都用上了)
以前是做几百V的柴油机电压采集,现在做几十uV心电信号采集,不是难不难的问题,而是对不对的问题!!!

出0入137汤圆

发表于 2017-4-25 09:44:45 | 显示全部楼层
目前做的是信号走在顶层,尽量不拐弯,不跨层。什么穿心电容,运放退耦,低躁电阻,固态电容(低ESR)统统用上。

出20入128汤圆

 楼主| 发表于 2017-4-25 11:09:22 | 显示全部楼层
pulan 发表于 2017-4-25 09:44
目前做的是信号走在顶层,尽量不拐弯,不跨层。什么穿心电容,运放退耦,低躁电阻,固态电容(低ESR)统统 ...

因为现在板子体积所限,用不了运放了,直接传感器出来,进AD,估计VPP不超10mv,需要STM32的ADC采集出来,感觉很容易受到干扰,所以想要慎重走线

出0入137汤圆

发表于 2017-4-25 11:11:44 | 显示全部楼层
z123 发表于 2017-4-25 11:09
因为现在板子体积所限,用不了运放了,直接传感器出来,进AD,估计VPP不超10mv,需要STM32的ADC采集出来 ...

我是采集4路信号,用的一片外部ADC,然后用ADUM1401隔离SPI,保证数字和模拟部分完全隔离。

出0入0汤圆

发表于 2017-4-25 14:16:49 | 显示全部楼层
z123 发表于 2017-4-25 11:09
因为现在板子体积所限,用不了运放了,直接传感器出来,进AD,估计VPP不超10mv,需要STM32的ADC采集出来 ...

兄弟,你这是在作死啊,STM32的ADC输入阻抗很低的,没有运放的高阻输入缓冲,抗干扰能力基本上是扯蛋了。实在地方小就BGA咯。

出20入128汤圆

 楼主| 发表于 2017-4-25 14:34:14 | 显示全部楼层
Scarlette 发表于 2017-4-25 14:16
兄弟,你这是在作死啊,STM32的ADC输入阻抗很低的,没有运放的高阻输入缓冲,抗干扰能力基本上是扯蛋了。 ...

输入阻抗低,好像抗干扰会好点是吧?

只是比如测量电阻分压的,没有运放隔离缓冲,误差会变大?

出0入0汤圆

发表于 2017-4-25 15:37:12 | 显示全部楼层
z123 发表于 2017-4-25 14:34
输入阻抗低,好像抗干扰会好点是吧?

只是比如测量电阻分压的,没有运放隔离缓冲,误差会变大? ...


1.看情况,你先说说你是干什么用
2.看情况,你先说说你是干什么用

出0入137汤圆

发表于 2017-4-25 15:46:44 | 显示全部楼层
z123 发表于 2017-4-25 14:34
输入阻抗低,好像抗干扰会好点是吧?

只是比如测量电阻分压的,没有运放隔离缓冲,误差会变大? ...

需要加一级运放跟随。

出20入128汤圆

 楼主| 发表于 2017-4-25 16:08:46 | 显示全部楼层
看了下,传感器内部,是运放输出,到ADC输入,中间不涉及到电阻分压,所以,STM32这边,就不加了

出20入128汤圆

 楼主| 发表于 2017-4-25 23:39:59 | 显示全部楼层
feiban001 发表于 2017-4-25 09:27
1、10mV 真的算不上微小信号。频率也不高。如果走线长度相当的话,AB方案实际使用效果几乎无异无异。 如果 ...

请问,183mm的长度,算长么?走B方案,不考虑特强干扰的情况,是否效果和A方案差不多,谢谢!

出0入0汤圆

发表于 2017-4-27 07:23:10 来自手机 | 显示全部楼层
频率2k不高,可以随便布,问题不大。只是adc采用cpu内部的,精度不会太高。

出0入0汤圆

发表于 2017-4-27 09:36:53 来自手机 | 显示全部楼层
12bit adc还讲究个啥

出0入0汤圆

发表于 2017-4-29 20:54:30 | 显示全部楼层
A层:小信号
B层:地,微信号
C:电源
D:大信号

出0入0汤圆

发表于 2017-4-29 22:38:42 | 显示全部楼层
pulan 发表于 2017-4-25 09:37
跟你遇到的情况差不多,低频生物信号采集,主要是电源太多,±12V,±5V,还有数字部分的5V,3.3V。
上一版 ...

心电没有几十uv那么小,而且即使数字和模拟不隔离也可以,只要布局的时候分开就行了。没那么夸张的,一般噪声都会小于20uv。
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