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高質(zhì)量PCB設(shè)計(jì)

 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(<50MHz)數(shù)字系統(tǒng)。
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(hào)、美觀六方面的要求。
 1.1.安裝
  指在具體的應(yīng)用場(chǎng)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(zhǎng)期使用的可靠性。
 1.3.受熱
  對(duì)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(chǎng)對(duì)脆弱的前級(jí)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(hào)處理電路間采取一定的熱隔離措施。
 1.4.信號(hào)
  信號(hào)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(hào)電路與強(qiáng)信號(hào)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(hào)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(píng)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(chǎng)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。考慮到實(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(duì)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(hào)的相互干擾,也便于檢查和修改。 對(duì)于數(shù)字系統(tǒng),同一陣營(yíng)的信號(hào)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(hào),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(hào)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(duì)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(hào)線盡量全走正面。