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高質(zhì)量PCB設(shè)計(jì)
來源:
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作者:shengch
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發(fā)布時(shí)間: 2017-06-19
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本文為關(guān)于PCB圖布線的部分經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，文中內(nèi)容主要適用于高精度模擬系統(tǒng)或低頻
組件布置合理是設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的PCB圖的基本前提。關(guān)于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
組件布置合理是設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的PCB圖的基本前提。關(guān)于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
本文為關(guān)于PCB圖布線的部分經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，文中內(nèi)容主要適用于高精度模擬系統(tǒng)或低頻組件布置合理是設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的PCB圖的基本前提。關(guān)于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
1.組件布置
組件布置合理是設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的PCB圖的基本前提。關(guān)于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
1.1.安裝
指在具體的應(yīng)用場合下，為了將電路板順利安裝進(jìn)機(jī)箱、外殼、插槽，不致發(fā)生空間干涉、短路等事故，并使指定接插件處于機(jī)箱或外殼上的指定位置而提出的一系列基本要求。這里不再贅述。
1.2.受力
電路板應(yīng)能承受安裝和工作中所受的各種外力和震動(dòng)。為此電路板應(yīng)具有合理的形狀，板上的各種孔（螺釘孔、異型孔）的位置要合理安排。一般孔與板邊距離至少要大于孔的直徑。同時(shí)還要注意異型孔造成的板的最薄弱截面也應(yīng)具有足夠的抗彎強(qiáng)度。板上直接"伸"出設(shè)備外殼的接插件尤其要合理固定，保證長期使用的可靠性。
1.3.受熱
對于大功率的、發(fā)熱嚴(yán)重的器件，除保證散熱條件外，還要注意放置在適當(dāng)?shù)奈恢?。尤其在精密的模擬系統(tǒng)中，要格外注意這些器件產(chǎn)生的溫度場對脆弱的前級放大電路的不利影響。一般功率非常大的部分應(yīng)單獨(dú)做成一個(gè)模塊，并與信號處理電路間采取一定的熱隔離措施。
1.4.信號
信號的干擾PCB版圖設(shè)計(jì)中所要考慮的最重要的因素。幾個(gè)最基本的方面是：弱信號電路與強(qiáng)信號電路分開甚至隔離；交流部分與直流部分分開；高頻部分與低頻部分分開；注意信號線的走向；地線的布置；適當(dāng)?shù)钠帘?、濾波等措施。這些都是大量的論著反復(fù)強(qiáng)調(diào)過的，這里不再重復(fù)。
1.5.美觀
不僅要考慮組件放置的整齊有序，更要考慮走線的優(yōu)美流暢。由于一般外行人有時(shí)更強(qiáng)調(diào)前者，以此來片面評價(jià)電路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，為了產(chǎn)品的形象，在性能要求不苛刻時(shí)要優(yōu)先考慮前者。但是，在高性能的場合，如果不得不采用雙面板，而且電路板也封裝在里面，平時(shí)看不見，就應(yīng)該優(yōu)先強(qiáng)調(diào)走線的美觀。下一小節(jié)將會(huì)具體討論布線的"美學(xué)"。
2.布線原則
下面詳細(xì)介紹一些文獻(xiàn)中不常見的抗干擾措施?？紤]到實(shí)際應(yīng)用中，尤其是產(chǎn)品試制中，仍大量采用雙面板，以下內(nèi)容主要針對雙面板。
2.1.布線"美學(xué)"
轉(zhuǎn)彎時(shí)要避免直角，盡量用斜線或圓弧過渡。
走線要整齊有序，分門別類集中排列，不僅可以避免不同性質(zhì)信號的相互干擾，也便于檢查和修改。 對于數(shù)字系統(tǒng)，同一陣營的信號線（如數(shù)據(jù)線、地址線）之間不必?fù)?dān)心干擾的問題，但類似讀、寫、時(shí)鐘這樣的控制性信號，就應(yīng)該獨(dú)來獨(dú)往，最好用地線保護(hù)起來。
大面積鋪地（下面會(huì)進(jìn)一步論述）時(shí)，地線（其實(shí)應(yīng)該是地"面"）與信號線間盡量保持合理的相等距離，在防止短路、漏電的前提下盡量靠近。
對于弱電系統(tǒng)，地線與電源線要盡量靠近。
使用表貼組件的系統(tǒng)，信號線盡量全走正面
1.組件布置
組件布置合理是設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的PCB圖的基本前提。關(guān)于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
1.1.安裝
指在具體的應(yīng)用場合下，為了將電路板順利安裝進(jìn)機(jī)箱、外殼、插槽，不致發(fā)生空間干涉、短路等事故，并使指定接插件處于機(jī)箱或外殼上的指定位置而提出的一系列基本要求。這里不再贅述。
1.2.受力
電路板應(yīng)能承受安裝和工作中所受的各種外力和震動(dòng)。為此電路板應(yīng)具有合理的形狀，板上的各種孔（螺釘孔、異型孔）的位置要合理安排。一般孔與板邊距離至少要大于孔的直徑。同時(shí)還要注意異型孔造成的板的最薄弱截面也應(yīng)具有足夠的抗彎強(qiáng)度。板上直接"伸"出設(shè)備外殼的接插件尤其要合理固定，保證長期使用的可靠性。
1.3.受熱
對于大功率的、發(fā)熱嚴(yán)重的器件，除保證散熱條件外，還要注意放置在適當(dāng)?shù)奈恢?。尤其在精密的模擬系統(tǒng)中，要格外注意這些器件產(chǎn)生的溫度場對脆弱的前級放大電路的不利影響。一般功率非常大的部分應(yīng)單獨(dú)做成一個(gè)模塊，并與信號處理電路間采取一定的熱隔離措施。
1.4.信號
信號的干擾PCB版圖設(shè)計(jì)中所要考慮的最重要的因素。幾個(gè)最基本的方面是：弱信號電路與強(qiáng)信號電路分開甚至隔離；交流部分與直流部分分開；高頻部分與低頻部分分開；注意信號線的走向；地線的布置；適當(dāng)?shù)钠帘?、濾波等措施。這些都是大量的論著反復(fù)強(qiáng)調(diào)過的，這里不再重復(fù)。
1.5.美觀
不僅要考慮組件放置的整齊有序，更要考慮走線的優(yōu)美流暢。由于一般外行人有時(shí)更強(qiáng)調(diào)前者，以此來片面評價(jià)電路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，為了產(chǎn)品的形象，在性能要求不苛刻時(shí)要優(yōu)先考慮前者。但是，在高性能的場合，如果不得不采用雙面板，而且電路板也封裝在里面，平時(shí)看不見，就應(yīng)該優(yōu)先強(qiáng)調(diào)走線的美觀。下一小節(jié)將會(huì)具體討論布線的"美學(xué)"。
2.布線原則
下面詳細(xì)介紹一些文獻(xiàn)中不常見的抗干擾措施?？紤]到實(shí)際應(yīng)用中，尤其是產(chǎn)品試制中，仍大量采用雙面板，以下內(nèi)容主要針對雙面板。
2.1.布線"美學(xué)"
轉(zhuǎn)彎時(shí)要避免直角，盡量用斜線或圓弧過渡。
走線要整齊有序，分門別類集中排列，不僅可以避免不同性質(zhì)信號的相互干擾，也便于檢查和修改。 對于數(shù)字系統(tǒng)，同一陣營的信號線（如數(shù)據(jù)線、地址線）之間不必?fù)?dān)心干擾的問題，但類似讀、寫、時(shí)鐘這樣的控制性信號，就應(yīng)該獨(dú)來獨(dú)往，最好用地線保護(hù)起來。
大面積鋪地（下面會(huì)進(jìn)一步論述）時(shí)，地線（其實(shí)應(yīng)該是地"面"）與信號線間盡量保持合理的相等距離，在防止短路、漏電的前提下盡量靠近。
對于弱電系統(tǒng)，地線與電源線要盡量靠近。
使用表貼組件的系統(tǒng)，信號線盡量全走正面
