电路设计

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2019-07-14 12:31发布

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【资料整理，来源：《印制电路板——设计、制造、装配与测试》、网络】 1.        印制电路板由基板（刚性/柔性绝缘薄板）和导线（高纯度铜）组成。 2.        双面板布线时，导线应尽量布在非组件面。 3.        没有电阻是理想的，电阻应该是一个集总模型，即电阻与旁路电容并联，与电感串联，因此电阻阻值与频率有关。一般情况下，20KΩ的小薄膜电阻（<200mW）在100MHz频率范围内，或小于1KΩ的电阻在300MHz范围内工作时可认为是理想电阻。 4.        绘制原理图的原则：图纸上的信号流向是由左至右，左边输入，右边输出；图纸上电位应该由底部到顶部增大。 5.        定位孔的理想直径是3.175mm，它们的安装位置通常是靠近电路板最长的一边，它们的中心距电路板边缘至少是孔径的1.5倍，且不少于2mm，其周围的安全区域应该是一个圆形。 6.        边线要留出2~5mm的安全区域，同时注意垫圈和螺钉的大小。 7.        在尺寸小于100mm×150mm，标准厚度小于1.6mm的小型电路板上装配常用的电子元器件，在机械应力方面不会有任何问题。 8.        大多数刚性电路板厚度为1.5mm。 9.        20℃时，1mm宽，35um厚的铜箔，1cm长度的电阻值为5mΩ。 10.    电路板的温度达到40℃时，必须强迫通风冷却设备。 11.    电路板两面的导线之间会产生电容，通过限定同一垂直平面内导线的长度来减轻耦合电容的影响。 12.    为减少快速开关电路中电源线和地线中尖峰信号的数量，建议把这些线准确地布设在印制电路板的正反两面，电源线与地线由此形成一个分布的去耦电容，这样TTL电路在电源线中形成的电流尖峰信号可被去耦电容吸收。 13.    以下方法可以讲相邻导线之间的耦合电容减小3~10倍：（1）保持重要导线之间的间距；（2）可以在重要的导线间布设一条地线，底线越宽，效果越好；（3）在布设地线的地方，两条信号线应尽可能地靠近地线。 14.    X/Y原则：X代表导线的最小宽度，Y代表导线间的最小间距。现在常用8/8原则，单位mil。 15.    对于导线间距，一般设计值0.025mm，电压限定为400VDC，高密度；首选最小值0.015mm，电压限定50VDC或交流峰值。 16.    对于一块常规的环氧材料的插件来说，在海拔不超过1000m的高度操控，导线间距应为0.002mm/V。 17.    面板上不应有小于90°的信号线，所有走线的拐角都应该是斜接的。 18.    ANSI/IPC-2221中制定的导线布线规则如下：（1）导线长度应尽可能达到最短；（2）导线应避免出现锐角，以避免在蚀刻中出现问题；（3）当一根或几根导线必须在焊盘或其它导电区域穿过时，其间距必须平均分配；（4）只有在较大间距无法达到时才可使用最小间距，否则还是要用最大间距；（5）在双面板中布线，常规方法是在元器件面走线沿y轴方向，在焊接面沿x轴方向；（6）走线应该将最大量的线步于焊接面，并沿x轴方向布线。 19.    【绝缘导线载流量估算口诀】
  二点五下乘以九，往上减一顺号走。  三十五乘三点五，双双成组减点五。
  条件有变加折算，高温九折铜升级。  穿管根数二三四，八七六折满载流。
       “二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2.5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如2.5mm’导线，载流量为2.5×9＝22.5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
       “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3.5倍，即35×3.5＝122.5(A)。从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0.5。即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2.5倍，依次类推。
       “条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一。  20.    当一个电路中用到多个电源电压，导线的宽度应该按照以下标准： 地线宽度 > 电源线宽度 > 信号线宽度        对于TTL电路，基本原则如下：                             地线宽度 > 2*电源线宽度；地线宽度 > 2*信号线宽度 21.    ANSI/IPC-2221关于电源线与地线的设计规则： （1）    同一块PCB板中，模拟电路和数字电路应严格具有各自独立的接地网络，以避免能量损失。 （2）    所有数字信号和元器件都应远离模拟电路，所有高速数字导线应采用最直接的方式连接至数字地或电源面。 （3）    电源线和地线必须有足够的宽度，否则相当于熔丝。 （4）    连接电源线和地线时，优先考虑高功耗的器件。 （5）    电源线与地线的间距应该足够大，以避免串扰的问题。 （6）    电源线和地线都应具有较小的导线长度。 （7）    避免开关电源靠近ADC、DAC和模拟电路，有时候，在靠近芯片的地方使用一个独立的5V三端稳压器作为模拟电源是比较容易的。 22.    在PCB电路板中，大的剩余区域通常被设计为接地面。 23.    焊盘尺寸比孔至少应大0.6mm。 24.    模拟电路PCB的设计准则： （1）    信号线尽可能短，减小导线引起的电压降以及由控制环路产生的电磁干扰。 （2）    提供独立的模拟地和数字地，两个地只有一个连接点。 （3）    系统地和实际地之间只有一个连接点。 （4）    电容屏蔽罩只连接一次，为噪声源提供返回路径。 （5）    环路区域要小，应着重考虑电流流过的环路。 （6）    两个PCB版之间，使用双绞线连接，提高系统的噪声抗干扰能力。 25.    被焊接的金属表面没有锈蚀时才能被焊锡侵润，且被焊金属经常覆有一层薄氧化膜，因此使用助焊剂来除去金属表面的灰尘、油脂和氧化物。 26.    焊锡合金的常用产品：铅37%，锡63%，简称SN63【贵】。电子焊接中经常采用的是铅40%，锡60%组成的锡—铅合金，由此拉成中空的金属丝，内部填充松香【便宜】。 27.    助焊剂的主要功能： （1）    去除焊接金属表面的锈蚀薄膜。 （2）    在加热过程中防止基金属再次暴露在空气中的氧气中，以避免氧化，从而提高沾锡能力。 （3）    帮助热量到被焊接金属的传递。  

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