摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子工業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用使印制電路板日趨精密和復(fù)雜，作為一個(gè)電子工程師設(shè)計(jì)電路是一項(xiàng)必備的硬功夫，但在設(shè)計(jì)的工程中，原理設(shè)計(jì)再完美，如果電路板設(shè)計(jì)不合理，性能將大打折扣，嚴(yán)重時(shí)甚至不能正常工作。本文就對(duì)一些PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方進(jìn)行闡述。
　　關(guān)鍵字：電路板；設(shè)計(jì)；規(guī)則
　　中圖分類號(hào)：TB237文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　在設(shè)計(jì)PCB時(shí)不管用什么軟件，PCB設(shè)計(jì)都會(huì)有個(gè)大致的程序，按順序來設(shè)計(jì)會(huì)省時(shí)省力，因此我將按制作流程來介紹一下。由于Protel軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，將以此軟件設(shè)計(jì)過程進(jìn)行說明。設(shè)計(jì)過程中原理圖設(shè)計(jì)是前期準(zhǔn)備工作，經(jīng)常見到初學(xué)者為了省事直接就去畫PCB板了，這樣將得不償失，對(duì)簡(jiǎn)單的板子，如果運(yùn)用的熟練，不妨可以跳過。但是對(duì)于初學(xué)者一定要按流程來，這樣一方面可以養(yǎng)成良好的習(xí)慣，另一方面對(duì)復(fù)雜的電路也只有這樣才能避免出錯(cuò)。在畫原理圖時(shí)，要注意層次的設(shè)計(jì)，最后各個(gè)文件要連接為一個(gè)整體，這同樣對(duì)后續(xù)的工作有著重要意義。在制作過程中會(huì)出現(xiàn)看似相連實(shí)際未連（電氣性能上）的情況。如果不用相關(guān)檢測(cè)工具檢測(cè)，萬一出了問題，等板子做好了才發(fā)現(xiàn)就晚了。因此一定要按順序來做。
　　原理圖是根據(jù)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目來的制作，只要電性連接正確就沒有問題。下面我們重點(diǎn)討論一下具體的制板程序中的一些問題。
　　1制作物理邊框
　　封閉的物理邊框?qū)σ院蟮脑�件布局、走線來說是個(gè)基本平臺(tái)，也對(duì)自動(dòng)布局起著約束作用，否則，從原理圖過來的元件會(huì)不知所措的。但這里一定要注意精確，否則以后出現(xiàn)安裝問題麻煩可就大了。還有就是拐角地方最好用圓弧，一方面可以避免尖角劃傷工人，同時(shí)又可以減輕應(yīng)力作用。
　　2元件和網(wǎng)絡(luò)的引入
　　把元件和網(wǎng)絡(luò)引人畫好的邊框中應(yīng)該很簡(jiǎn)單，但是這里往往會(huì)出問題，一定要細(xì)心地按提示的錯(cuò)誤逐個(gè)解決，例如：元件的封裝形式找不到、元件網(wǎng)絡(luò)問題、有未使用的元件或管腳等等。
　　3元件的布局
　　元件的布局與走線對(duì)產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、電磁兼容都有很大的影響，是應(yīng)該特別注意的地方。一般來說應(yīng)該有以下一些原則：
　　3.1放置順序
　　在放置時(shí)應(yīng)先放置與結(jié)構(gòu)有關(guān)的固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開關(guān)、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(huì)被誤移動(dòng)。再放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發(fā)熱元件、變壓器、IC等。最后放置小器件。
　　3.2散熱
　　元件布局還要特別注意散熱問題。對(duì)于大功率電路，應(yīng)該將那些發(fā)熱元件如功率管、變壓器等盡量靠邊分散布局放置，便于熱量散發(fā)，不要集中在一個(gè)地方，也不要高電容太近以免使電解液過早老化。
　　4布線
　　在PCB設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，在整個(gè)PCB中，以布線的設(shè)計(jì)過程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。PCB布線有單面布線、雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種：自動(dòng)布線及交互式布線，在自動(dòng)布線之前，可以用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。走線的學(xué)問每人都會(huì)有自己的體會(huì)，但還是有些通行的原則的。
　　4.1模擬與數(shù)字分開
　　一般數(shù)字電路的抗干擾能力強(qiáng)，TTL電路的噪聲容限為0.4~0.6v，CMOS數(shù)字電路的噪聲容限為電源電壓的0.3~0.45倍，而模擬電路部分只要有微伏級(jí)的噪聲，就足以使其工作不正常。所以兩類電路應(yīng)該分開布局和布線。
　　4.2特殊信號(hào)布線的處理
　　在布線時(shí)高頻與低頻分開，高電壓與低電壓分開，大電流信號(hào)、高電壓信號(hào)與小信號(hào)之間應(yīng)該注意隔離，隔離距離與要承受的耐壓有關(guān)，通常情況下在2kv時(shí)板上要距離2mm，在此之上以比例算還要加大，例如：若要承受３kv的耐壓測(cè)試，則高低壓線路之間的距離應(yīng)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。大電流導(dǎo)線有足夠的寬度，高電壓線或端子間有足夠的絕緣距離，有磁芯的元件要注意其磁場(chǎng)方向。高頻數(shù)字電路走線細(xì)一些、短一些好。線圈的軸線應(yīng)垂直于印制板面，以求對(duì)其他零件的干擾最小要考慮到散熱器的體積以及溫度對(duì)周圍元件的影響。大而重的元件盡可能布置在靠近固定端，或加金屬結(jié)構(gòu)件固定。最好布線是相鄰的導(dǎo)線間的電位差最小，輸入電路的導(dǎo)線要遠(yuǎn)離輸出電路的導(dǎo)線。印制板附近有強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，地線不能做成封閉回路，以免成為一個(gè)閉合線圈而引起感生電流。電路的工作頻率越高，地線應(yīng)越寬，或采用大面積布銅。
　　4.3可以調(diào)節(jié)元件
　　應(yīng)該放在電路板上容易調(diào)節(jié)的地方，若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相對(duì)應(yīng)。元件放置的順序首先放置與結(jié)構(gòu)緊密配合的固定位置的元件，如電源插座、指示燈、開關(guān)和連接插件等。再放置特殊元件，例如發(fā)熱元件、變壓器、集成電路等。最后放置小元件，例如電阻、電容、二極管等。
　　4.4兩面板布線
　　在兩面板布線兩面的導(dǎo)線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線，避免相互平行，以減小寄生耦合；作為電路的輸人及輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避兔相鄰平行，以免發(fā)生回授，在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。走線拐角盡可能大于90度，杜絕90度以下的拐角，也盡量少用90度拐角同是地址線或者數(shù)據(jù)線，走線長(zhǎng)度差異不要太大，否則短線部分要人為走彎線作補(bǔ)償。走線盡量走在焊接面，特別是通孔工藝的PCB。盡量少用過孔、跳線。
　　4.5模擬電路
　　對(duì)模擬電路來說處理地的問題是很重要的，地上產(chǎn)生的噪聲往往不便預(yù)料，可是一旦產(chǎn)生將會(huì)帶來極大的麻煩，對(duì)于功放電路，極微小的地噪聲都會(huì)因?yàn)楹蠹?jí)的放大對(duì)音質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響；在高精度A/D轉(zhuǎn)換電路中，如果地線上有高頻分量存在將會(huì)產(chǎn)生一定的溫漂，影響放大器的工作。這時(shí)可以在板子的４角加退藕電容，一腳和板子上的地連，一腳連到安裝孔上去（通過螺釘和機(jī)殼連），這樣可將此分量慮去，放大器及A/D也就穩(wěn)定了。
　　4.6電磁兼容問題
　　在目前人們對(duì)環(huán)保產(chǎn)品倍加關(guān)注的情況下顯得更加重要了。一般來說電磁信號(hào)的來源有３個(gè)：信號(hào)源，輻射，傳輸線。晶振是常見的一種高頻信號(hào)源，在功率譜上晶振的各次諧波能量值會(huì)明顯高出平均值。可行的做法是控制信號(hào)的幅度，晶振外殼接地，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行屏蔽，采用特殊的濾波電路及器件等。
　　5調(diào)整完善
　　完成布線后，要做的就是對(duì)文字、個(gè)別元件、走線做些調(diào)整以及敷銅（這項(xiàng)工作不宜太早，否則會(huì)影響速度，又給布線帶來麻煩），同樣是為了便于進(jìn)行生產(chǎn)、調(diào)試、維修。
　　敷銅通常指以大面積的銅箔去填充布線后留下的空白區(qū)，可以鋪GND的銅箔，也可以鋪VCC的銅箔（但這樣一旦短路容易燒毀器件，最好接地，除非不得已用來加大電源的導(dǎo)通面積，以承受較大的電流才接VCC）。包地則通常指用兩根地線（TRAC）包住一撮有特殊要求的信號(hào)線，防止它被別人干擾或干擾別人。
　　如果用敷銅代替地線一定要注意整個(gè)地是否連通，電流大小、流向與有無特殊要求，以確保減少不必要的失誤。
　　6檢查核對(duì)網(wǎng)絡(luò)
　　有時(shí)候會(huì)因?yàn)檎`操作或疏忽造成所畫的板子的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系與原理圖不同，這時(shí)檢察核對(duì)是很有必要的。所以畫完以后切不可急于交給制版廠家，應(yīng)該先做核對(duì)，后再進(jìn)行后續(xù)工作。
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