高速背板与整机机框结构设计
高速背板设计与整机机框结构设计主要关注:子卡槽位间距、子卡结构导向设计方案、系统电源总功耗、系统散热风道设计 等
(1)子卡槽位间距
机框宽度受限于机柜宽度限制,因此对于19inch标准机柜而言,子卡槽位间距越小则子卡的数量越多、反之则越少,柔性电路板设计,通常的子卡槽位间距以0.2inch为间隔单位,如:1.2inch、1.4inch、1.6inch 等
实际上子卡槽位间距同时受到几个因素的限制:背板接口连接器的宽度、子卡的器件高度、系统散热风道设计 等。
(2)子卡结构导向
连接器是一种精密连接的器件,一般在整机机框设计时,需要对于子卡进行结构导向方案设计,一般至少在子卡连接器的上下两个位置设计“导向销”,“导向销”系统先于子卡与背板信号连接器连接互连,起到“粗定位导向”的作用,避免因为结构错位导致信号连接器损坏。
(3)系统电源功耗
子卡电源连接器的选型及系统电源模块连接器的选型取决于功耗,例如:某子卡的功耗是480W,采用-48V电源,电路板设计,那么要求子卡电源连接器通流能力能够支持10A,然而通常情况下还需要考虑电源压降及系统稳健性的影响,子卡电源连接器的通流能力会在10A要求的基础上提高50~,要求满足15~20A。
(4)系统散热风道
整机机框系统的散热风道设计,对于背板的设计存在限制与要求,背板一般不会贯穿整个机框高度、实际上是需要为散热系统的进风口、出风口等让出空间; 对于服务器领域的机框,Midplane的形式比较厂家,由于机框高速尺寸的限制,通常从前插板子卡面板开口进风,电路板设计公司,同时会要求背板保持30~50%的开孔率,从而保障系统前后风道的设计实现。
17条PCB布局法则,轻松搞定80%以上的设计
12、电平变换芯片(如RS232)靠近连接器(如串口)放置。
13、易受ESD干扰的器件,如NMOS、CMOS器件等,尽量远离易受ESD干扰的区域(如单板的边缘区域)。
14、时钟器件布局:(1)晶体、晶振和时钟分配器与相关的IC器件要尽量靠近;(2)时钟电路的滤波器(尽量采用“∏”型滤波)要靠近时钟电路的电源输入管脚;(3)晶振和时钟分配器的输出是否串接一个22欧姆的电阻;(4)时钟分配器没用的输出管脚是否通过电阻接地;(5)晶体、晶振和时钟分配器的布局要注意远离大功率的元器件、散热器等发热的器件;(6)晶振距离板边和接口器件是否大于1inch。
15、开关电源是否远离ADDA转换器、模拟器件、敏感器件、时钟器件。
16、开关电源布局要紧凑,输入输出要分开,严格按照原理图的要求进行布局,不要将开关电源的电容随意放置。
17、电容和滤波器件:(1)电容务必要靠近电源管脚放置,而且容值越小的电容要越靠近电源管脚;(2)EMI滤波器要靠近芯片电源的输入口;(3)原则上每个电源管脚一个0.1uf的小电容、一个集成电路一个或多个10uf大电容,可以根据具体情况进行增减
在学习电路设计的时候,不知道你是否有这样的困扰:明明自己学了很多硬件电路理论,也做过了一些基础操作实践,但还是无法设计出自己理想的电路。
归根结底,我们缺少的是硬件电路设计的思路,以及项目实战经验。
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