电路设计

PCB布线总结

2019-07-14 12:02发布

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如果让你做个系统板或者说画个PCB都觉得很简单。可真看到自己的产品就不这么乐观了。尤其是使用以后。（问题一大堆，经常可以看到不大的板上一堆飞线，更有甚者不好用又找不出毛病，根本是废板一块） 这时才能明白，关键是设计思路，当然若有点创意就更好了！ 实际上如果告诉你必须用什么电子元件设计一个可以完成某项功能的电路，上网查点基础资料，设计手册什么的，再参考一下别人的设计，估计大方向就解决了。省下的细枝末节要费好多事，多注意就好。 但真正落实起来，太难了。就拿最简单的制作一块功能比较完善的系统板就一点都不容易。 为了利用有限的资源尽可能的实现更多的功能，也就要费更多的事。单片机的选型，端口的分配，端口的驱动能力的大小，要实现功能的硬件电路及接口形式。 这样，不对单片机考虑，设计时先将各个模块直接放到电路中，接口电路做好后留下与单片机的接口线，按功能放置网络标号，功能模块都弄好后，在考虑其他诸如端口的分配、功能的实现（首先考虑可能用到、特殊的不能被占用的口） 再就是关于我实际使用中遇到的问题。参考着别人的文章内容 综合一下，算是一种小的总结： 作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫，但是原理设计再完美，如果电路板设计不合理性能将大打折扣，严重时甚至不能正常工作。 看到哪里说哪里。 注：最好在对自己的产品充分了解或者设计者在跟前的情况下开始pcb的设计。 ★出现看似相连实际未连（电气性能上）的情况 我遇到过这种情况，一般自己就能发现，总结一下的话，往往是原理图库中的元件的栅格大小与原理图中的有所偏差导致。一般是库中使用了更小的栅格，而原理图中连线时由于栅格较大，小距离显现不出来就是了。重复犯这种错误的可能性不大 ，处理起来也容易。细心，规范，不会出现这种问题。 元件和网络的引入        出问题，一定要细心地按提示的错误逐个解决，不然后面要费更大的力气。        元件的封装形式找不到，元件网络问题，有未使用的元件或管脚，对照提示这些问题可以很快搞定的。当然最可能出的错误是原理图中num与pcb中的不一样，report错误就能看到是管脚名称不对应。 我认为这比制作边框更早一步，主要是我个人的习惯，我一向认为我是个不怕麻烦、喜欢一步一步缩小我的PCB的人，具体看下面的 ★★制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台，也对自动布局起着约束作用，否则，从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确，否则以后出现安装问题麻烦可就大了。还有就是拐角地方最好用圆弧，一方面可以避免尖角划伤工人，同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳ＰＣＢ板断裂的情况，改用圆弧后就好了。 我的看法，先不管实际大小，先画个大的，（万一小了，变大麻烦，要是小那么一点点，你可能为了那点点小面积花费大时间）到最后再改小比较不错。当然，减少成本是我们的共同目标，那就在大的基础上缩小吧，这是的麻烦体现的是你的审美观和作为工程师的价值 ★★★★★元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响，是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则： 1 放置顺序 先放置与结构有关的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类，这些器件放置好后用软件的ＬＯＣＫ功能将其锁定，使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件，如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。 2 注意散热 元件布局还要特别注意散热问题。对于大功率电路，应该将那些发热元件如功率管、变压器等尽量靠边分散布局放置，便于热量散发，不要集中在一个地方，也不要高电容太近以免使电解液过早老化。 这是一个重点和难点是毋庸置疑的。 我给它五颗星，主要是对我而言是很难的，考虑的东西太多，我以前更多的注意到美观，而忽略了干扰之类的更加重要的东西。提醒自己以后要小心！！！ ★★★★★★★布线 不要用自动布线功能，采用先模块化布局，然后边调整边走线的方式。 布线原则 走线的学问是非常高深的，每人都会有自己的体会，但还是有些通行原则的。  ◆高频数字电路走线细一些、短一些好 ◆大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离（隔离距离与要承受的耐压有关，通常情况下在2ＫＶ时板上要距离2mm，在此之上以比例算还要加大，例如若要承受３ＫＶ的耐压测试，则高低压线路之间的距离应在3.5ｍｍ以上，许多情况下为避免爬电，还在印制线路板上的高低压之间开槽。） ◆两面板布线时，两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路的输人及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。 ◆走线拐角尽可能大于９０度，杜绝９０度以下的拐角，也尽量少用９０度拐角 ◆同是地址线或者数据线，走线长度差异不要太大，否则短线部分要人为走弯线作补偿 ◆走线尽量走在焊接面，特别是通孔工艺的ＰＣＢ ◆尽量少用过孔、跳线 ◆单面板焊盘必须要大，焊盘相连的线一定要粗，能放泪滴就放泪滴，一般的单面板厂家质量不会很好，否则对焊接和ＲＥ－ＷＯＲＫ都会有问题 ◆大面积敷铜要用网格状的，以防止波焊时板子产生气泡和因为热应力作用而弯曲，但在特殊场合下要考虑ＧＮＤ的流向，大小，不能简单的用铜箔填充了事，而是需要去走线 ◆元器件和走线不能太靠边放，一般的单面板多为纸质板，受力后容易断裂，如果在边缘连线或放元器件就会受到影响 ★★★◆必须考虑生产、调试、维修的方便性★★★ (是产品，就要考虑的东西) 对模拟电路来说处理地的问题是很重要的，地上产生的噪声往往不便预料，可是一旦产生将会带来极大的麻烦，应该未雨绸缪。对于功放电路，极微小的地噪声都会因为后级的放大对音质产生明显的影响；在高精度Ａ／Ｄ转换电路中，如果地线上有高频分量存在将会产生一定的温漂，影响放大器的工作。这时可以在板子的４角加退藕电容，一脚和板子上的地连，一脚连到安装孔上去（通过螺钉和机壳连），这样可将此分量虑去，放大器及ＡＤ也就稳定了。 另外，电磁兼容问题在目前人们对环保产品倍加关注的情况下显得更加重要了。一般来说电磁信号的来源有３个：信号源，辐射，传输线。晶振是常见的一种高频信号源，在功率谱上晶振的各次谐波能量值会明显高出平均值。可行的做法是控制信号的幅度，晶振外壳接地，对干扰信号进行屏蔽，采用特殊的滤波电路及器件等。 需要特别说明的是蛇形走线，因为应用场合不同其作用也是不同的，在电脑的主板中用在一些时钟信号上，如 ＰＣＩＣｌｋ、ＡＧＰ-Ｃｌｋ，它的作用有两点：１、阻抗匹配 ２、滤波电感。 对一些重要信号，如 ＩＮＴＥＬＨＵＢ架构中的ＨＵＢＬｉｎｋ，一共１３根，频率可达２３３ＭＨＺ，要求必须严格等长，以消除时滞造成的隐患，这时，蛇形走线是唯一的解决办法。 一般来讲，蛇形走线的线距＞＝２倍的线宽；若在普通PCB板中，除了具有滤波电感的作用外，还可作为收音机天线的电感线圈等等。 1、再次强调布局和走线一定要按原理图进行，走线要短。 2、强电之间,强弱电之间的爬电距离不小于2.5mm,小于时必须割槽,但不能小于2mm. 3、地线,电源线尽量加粗,高、低速和模、数地线分开一点接线。 4、一般而言,35um厚的铜箔,1mm宽能走1A的电流。 5、7805前的滤波电容一般为1A/1000uF，每个IC的电源脚建议用104的电容进行滤波，防止长线干扰。 6、CPU的晶振走线一定要短，并用尽量用地线包住。  我都不知道给它几颗星了，PCB中最重要的一关，自己学习中，持续观注中，要成为产品，尤其是上档次的产品，十二分注意的东西。  几个概念，注意吧！！ 敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，可以铺ＧＮＤ的铜箔，也可以铺ＶＣＣ的铜箔（但这样一旦短路容易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源的导通面积，以承受较大的电流才接ＶＣＣ）。包地则通常指用两根地线（ＴＲＡＣ）包住一撮有特殊要求的信号线，防止它被别人干扰或干扰别人。 如果用敷铜代替地线一定要注意整个地是否连通，电流大小、流向与有无特殊要求，以确保减少不必要的失误。

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