PCB印制線路板設計

時間:2019-04-20 15:07:30 分享到:
隨著電子技術的快速發展,印制電路板廣泛應用于各個領域,幾乎所有的電子設備中都包含相應的印制電路板。為保證電子設備正常工作,減少相互間的電磁干擾,降低電磁污染對人類及生態環境的不利影響,電磁兼容設計不容忽視。那么音質線路板的設計步驟及方法是怎樣的呢?本文將為您介紹印制電路板的設計方法和技巧。
在印制電路板的設計中,元器件布局和電路連接的布線是關鍵的兩個環節。
布局
布局,是把電路器件放在印制電路板布線區內。布局是否合理不僅影響后面的布線工作,而且對整個電路板的性能也有重要影響。在保證電路功能和性能指標后,要滿足工藝性、檢測和維修方面的要求,元件應均勻、整齊、緊湊布放在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接,以得到均勻的組裝密度。
按電路流程安排各個功能電路單元的位置,輸入和輸出信號、高電平和低電平部分盡可能不交叉,信號傳輸路線最短。
功能區分
元器件的位置應按電源電壓、數字及模擬電路、速度快慢、電流大小等進行分組,以免相互干擾。
電路板上同時安裝數字電路和模擬電路時,兩種電路的地線和供電系統完全分開,有條件時將數字電路和模擬電路安排在不同層內。電路板上需要布置快速、中速和低速邏輯電路時,應安放在緊靠連接器范圍內;而低速邏輯和存儲器,應安放在遠離連接器范圍內。這樣,有利于減小共阻抗耦合、輻射和交擾的減小。時鐘電路和高頻電路是主要的騷擾輻射源,一定要單獨安排,遠離敏感電路。
熱磁兼顧
發熱元件與熱敏元件盡可能遠離,要考慮電磁兼容的影響。
工藝性
⑴層面
貼裝元件盡可能在一面,簡化組裝工藝。
⑵距離
元器件之間距離的最小限制根據元件外形和其他相關性能確定,目前元器件之間的距離一般不小于0.2 mm~0.3mm,元器件距印制板邊緣的距離應大于2mm。
⑶方向
元件排列的方向和疏密程度應有利于空氣的對流??紤]組裝工藝,元件方向盡可能一致。
布線
1、導線
⑴寬度
印制導線的最小寬度,主要由導線和絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。印制導線可盡量寬一些,尤其是電源線和地線,在板面允許的條件下盡量寬一些,即使面積緊張的條件下一般不小于1mm。特別是地線,即使局部不允許加寬,也應在允許的地方加寬,以降低整個地線系統的電阻。對長度超過80mm的導線,即使工作電流不大,也應加寬以減小導線壓降對電路的影響。
⑵長度
要極小化布線的長度,布線越短,干擾和串擾越少,并且它的寄生電抗也越低,輻射更少。特別是場效應管柵極,三極管的基極和高頻回路更應注意布線要短。
⑶間距
相鄰導線之間的距離應滿足電氣安全的要求,串擾和電壓擊穿是影響布線間距的主要電氣特性。為了便于操作和生產,間距應盡量寬些,選擇最小間距至少應該適合所施加的電壓。這個電壓包括工作電壓、附加的波動電壓、過電壓和因其它原因產生的峰值電壓。當電路中存在有市電電壓時,出于安全的需要間距應該更寬些。
⑷路徑
信號路徑的寬度,從驅動到負載應該是常數。改變路徑寬度對路徑阻抗(電阻、電感、和電容)產生改變,會產生反射和造成線路阻抗不平衡。所以,最好保持路徑的寬度不變。在布線中,最好避免使用直角和銳角,一般拐角應該大于90°。直角的路徑內部的邊緣能產生集中的電場,該電場產生耦合到相鄰路徑的噪聲,45°路徑優于直角和銳角路徑。當兩條導線以銳角相遇連接時,應將銳角改成圓形。
2、孔徑和焊盤尺寸
元件安裝孔的直徑應該與元件的引線直徑較好的匹配,使安裝孔的直徑略大于元件引線直徑的(0.15~0.3)mm。通常DIL封裝的管腳和絕大多數的小型元件使用0.8mm的孔徑,焊盤直徑大約為2mm。對于大孔徑焊盤為了獲得較好的附著能力,焊盤的直徑與孔徑之比,對于環氧玻璃板基大約為2,而對于苯酚紙板基應為(2.5~3)。
過孔,一般被使用在多層PCB中,它的最小可用直徑是與板基的厚度相關,通常板基的厚度與過孔直徑比是6:1。高速信號時,過孔產生(1~4)nH的電感和(0.3~0.8)pF的電容的路徑。因此,當鋪設高速信號通道時,過孔應該被保持到絕對的最小。對于高速的并行線(例如地址和數據線),如果層的改變是不可避免,應該確保每根信號線的過孔數一樣。并且應盡量減少過孔數量,必要時需設置印制導線保護環或保護線,以防止振蕩和改善電路性能。
3、地線設計
不合理的地線設計會使印制電路板產生干擾,達不到設計指標,甚至無法工作。地線是電路中電位的參考點,又是電流公共通道。地電位理論上是零電位,但實際上由于導線阻抗的存在,地線各處電位不都是零。因為地線只要有一定長度就不是一個處處為零的等電位點,地線不僅是必不可少的電路公共通道,又是產生干擾的一個渠道。
一點接地是消除地線干擾的基本原則。所有電路、設備的地線都必須接到統一的接地點上,以該點作為電路、設備的零電位參考點(面)。一點接地分公用地線串聯一點接地和獨立地線并聯一點接地。
公用地線串聯一點接地方式比較簡單,各個電路接地引線比較短,其電阻相對小,這種接地方式常用于設備機柜中的接地。獨立地線并聯一點接地,只有一個物理點被定義為接地參考點,其他各個需要接地的點都直接接到這一點上,各電路的地電位只與本電路的地電流基地阻抗有關,不受其他電路的影響。
具體布線時應注意以下幾點:
⑴走線長度盡量短,以便使引線電感極小化。在低頻電路中,因為所有電路的地電流流經公共的接地阻抗或接地平面,所以避免采用多點接地。
⑵公共地線應盡量布置在印制電路板邊緣部分。電路板上應盡可能多保留銅箔做地線,可以增強屏蔽能力。
⑶雙層板可以使用地線面,地線面的目的是提供一個低阻抗的地線。
⑷多層印制電路板中,可設置接地層,接地層設計成網狀。地線網格的間距不能太大,因為地線的一個主要作用是提供信號回流路徑,若網格的間距過大,會形成較大的信號環路面積。大環路面積會引起輻射和敏感度問題。另外,信號回流實際走環路面積小的路徑,其他地線并不起作用。
⑸地線面能夠使輻射的環路最小。
版權所有:嘉興PCB-浙江萬正電子科技有限公司 轉載請注明出處
久久亚洲一级av一片-国产一级特黄aa大片村妓-国产精品极品露脸清纯-午夜一级A片免费视频