印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件.它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電于技術(shù)的飛速發(fā)展,,PGB的密度越來越高,。PCB設(shè)計的好壞對抗干擾能力影響很大.因此,,在進行PCB設(shè)計時.必須遵守PCB設(shè)計的一般原則,并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計的要求,。
要使電子電路獲得最佳性能,,元器件的布且及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計質(zhì)量好,、造價低的PCB.應(yīng)遵循以下一般原則:
1. 布局
首先,,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,,印制線條長,阻抗增加,,抗噪聲能力下降,,成本也增加;過小,,則散熱不好,,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后.再確定特殊元件的位置,。最后,,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局,。
在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:
?。?)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾,。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠離。
?。?)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路,。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方,。
(3)重量超過15g的元器件,、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,,然后焊接。那些又大又重,、發(fā)熱量多的元器件,,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機的機箱底板上,,且應(yīng)考慮散熱問題,。熱敏元件應(yīng)遠離發(fā)熱元件,。
(4)對于電位器,、可調(diào)電感線圈,、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求,。若是機內(nèi)調(diào)節(jié),,應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方;若是機外調(diào)節(jié),,其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應(yīng),。
(5)應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置,。
根據(jù)電路的功能單元.對電路的全部元器件進行布局時,,要符合以下原則:
(1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,,使布局便于信號流通,,并使信號盡可能保持一致的方向。
?。?)以每個功能電路的核心元件為中心,,圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻,、 整齊,、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
?。?)在高頻下工作的電路,,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列,。這樣,,不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生產(chǎn)。
?。?)位于電路板邊緣的元器件,,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形,。長寬比為3:2成4:3,。電路板面尺寸大于200x150mm時.應(yīng)考慮電路板所受的機械強度。
2.布線
布線的原則如下:
?。?)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行,。最好加線間地線,以免發(fā)生反饋藕合。
?。?)印制攝導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定,。當(dāng)銅箔厚度為 0.05mm、寬度為 1 ~ 15mm 時.通過 2A的電流,,溫度不會高于3℃,,因此.導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路,,尤其是數(shù)字電路,,通常選0.02~0.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然,,只要允許,,還是盡可能用寬線.尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定,。對于集成電路,,尤其是數(shù)字電路,只要工藝允許,,可使間距小至5~8mm,。
?。?)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形,,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,,盡量避免使用大面積銅箔,,否則.長時間受熱時,易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象,。必須用大面積銅箔時,,最好用柵格狀.這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。
3.焊盤
焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些,。焊盤太大易形成虛焊,。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑,。對高密度的數(shù)字電路,,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm,。
PCB及電路抗干擾措施
印制電路板的抗干擾設(shè)計與具體電路有著密切的關(guān)系,,這里僅就PCB抗干擾設(shè)計的幾項常用措施做一些說明。
印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件.它提供電路元件和器件之間的電氣連接,。隨著電于技術(shù)的飛速發(fā)展,,PGB的密度越來越高。PCB設(shè)計的好壞對抗干擾能力影響很大.因此,在進行PCB設(shè)計時.必須遵守PCB設(shè)計的一般原則,,并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計的要求,。
要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布且及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的,。為了設(shè)計質(zhì)量好,、造價低的PCB.應(yīng)遵循以下一般原則:
1. 布局
首先,要考慮PCB尺寸大小,。PCB尺寸過大時,,印制線條長,阻抗增加,,抗噪聲能力下降,,成本也增加;過小,,則散熱不好,,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后.再確定特殊元件的位置,。最后,,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局,。
在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:
?。?)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾,。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠離。
?。?)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路,。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方,。
(3)重量超過15g的元器件,、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,,然后焊接。那些又大又重,、發(fā)熱量多的元器件,,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機的機箱底板上,,且應(yīng)考慮散熱問題,。熱敏元件應(yīng)遠離發(fā)熱元件,。
(4)對于電位器,、可調(diào)電感線圈,、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求,。若是機內(nèi)調(diào)節(jié),,應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方;若是機外調(diào)節(jié),,其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應(yīng),。
(5)應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置,。
根據(jù)電路的功能單元.對電路的全部元器件進行布局時,,要符合以下原則:
(1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,,使布局便于信號流通,,并使信號盡可能保持一致的方向。
?。?)以每個功能電路的核心元件為中心,,圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻,、 整齊,、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
?。?)在高頻下工作的電路,,要考慮元器件之間的分布參數(shù),。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列,。這樣,不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生產(chǎn),。
?。?)位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm,。電路板的最佳形狀為矩形,。長寬比為3:2成4:3。電路板面尺寸大于200x150mm時.應(yīng)考慮電路板所受的機械強度,。
2.布線
布線的原則如下:
?。?)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,,以免發(fā)生反饋藕合,。
(2)印制攝導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為 0.05mm,、寬度為 1 ~ 15mm 時.通過 2A的電流,,溫度不會高于3℃,因此.導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求,。對于集成電路,,尤其是數(shù)字電路,通常選0.02~0.3mm導(dǎo)線寬度,。當(dāng)然,,只要允許,還是盡可能用寬線.尤其是電源線和地線,。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定,。對于集成電路,尤其是數(shù)字電路,,只要工藝允許,,可使間距小至5~8mm。
?。?)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形,,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,,盡量避免使用大面積銅箔,,否則.長時間受熱時,易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象,。必須用大面積銅箔時,,最好用柵格狀.這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。
3.焊盤
焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些,。焊盤太大易形成虛焊,。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑,。對高密度的數(shù)字電路,,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm,。
PCB及電路抗干擾措施
印制電路板的抗干擾設(shè)計與具體電路有著密切的關(guān)系,,這里僅就PCB抗干擾設(shè)計的幾項常用措施做一些說明。
1.電源線設(shè)計
根據(jù)印制線路板電流的大小,,盡量加租電源線寬度,,減少環(huán)路電阻。同時,、使電源線,、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,,這樣有助于增強抗噪聲能力。
2.地線設(shè)計
地線設(shè)計的原則是:
?。?)數(shù)字地與模擬地分開,。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應(yīng)使它們盡量分開,。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點并聯(lián)接地,,實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地,,地線應(yīng)短而租,,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。
?。?)接地線應(yīng)盡量加粗,。若接地線用很紉的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,,使抗噪性能降低,。因此應(yīng)將接地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流,。如有可能,,接地線應(yīng)在2~3mm以上。
?。?)接地線構(gòu)成閉環(huán)路,。只由數(shù)字電路組成的印制板,其接地電路布成團環(huán)路大多能提高抗噪聲能力,。
3.退藕電容配置
PCB設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荨?/p>
退藕電容的一般配置原則是:
?。?)電源輸入端跨接10 ~100uf的電解電容器。如有可能,,接100uF以上的更好,。
(2)原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一個0.01pF的瓷片電容,,如遇印制板空隙不夠,,可每4~8個芯片布置一個1 ~ 10pF的但電容,。
?。?)對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件,,如 RAM,、ROM存儲器件,應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容,。
?。?)電容引線不能太長,,尤其是高頻旁路電容不能有引線。
此外,,還應(yīng)注意以下兩點:
?。?)在印制板中有接觸器、繼電器,、按鈕等元件時.操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電,,必須采用附圖所示的 RC 電路來吸收放電電流。一般 R 取 1 ~ 2K,,C取2.2 ~ 47UF,。
(2)CMOS的輸入阻抗很高,,且易受感應(yīng),,因此在使用時對不用端要接地或接正電源。