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高質量PCB設計
來源:
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作者:shengch
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發布時間: 2017-06-19
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本文為關于PCB圖布線的部分經驗總結，文中內容主要適用于高精度模擬系統或低頻
組件布置合理是設計出優質的PCB圖的基本前提。關于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
組件布置合理是設計出優質的PCB圖的基本前提。關于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
本文為關于PCB圖布線的部分經驗總結，文中內容主要適用于高精度模擬系統或低頻組件布置合理是設計出優質的PCB圖的基本前提。關于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
1.組件布置
組件布置合理是設計出優質的PCB圖的基本前提。關于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
1.1.安裝
指在具體的應用場合下，為了將電路板順利安裝進機箱、外殼、插槽，不致發生空間干涉、短路等事故，并使指定接插件處于機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
電路板應能承受安裝和工作中所受的各種外力和震動。為此電路板應具有合理的形狀，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。同時還要注意異型孔造成的板的最薄弱截面也應具有足夠的抗彎強度。板上直接"伸"出設備外殼的接插件尤其要合理固定，保證長期使用的可靠性。
1.3.受熱
對于大功率的、發熱嚴重的器件，除保證散熱條件外，還要注意放置在適當的位置。尤其在精密的模擬系統中，要格外注意這些器件產生的溫度場對脆弱的前級放大電路的不利影響。一般功率非常大的部分應單獨做成一個模塊，并與信號處理電路間采取一定的熱隔離措施。
1.4.信號
信號的干擾PCB版圖設計中所要考慮的最重要的因素。幾個最基本的方面是：弱信號電路與強信號電路分開甚至隔離；交流部分與直流部分分開；高頻部分與低頻部分分開；注意信號線的走向；地線的布置；適當的屏蔽、濾波等措施。這些都是大量的論著反復強調過的，這里不再重復。
1.5.美觀
不僅要考慮組件放置的整齊有序，更要考慮走線的優美流暢。由于一般外行人有時更強調前者，以此來片面評價電路設計的優劣，為了產品的形象，在性能要求不苛刻時要優先考慮前者。但是，在高性能的場合，如果不得不采用雙面板，而且電路板也封裝在里面，平時看不見，就應該優先強調走線的美觀。下一小節將會具體討論布線的"美學"。
2.布線原則
下面詳細介紹一些文獻中不常見的抗干擾措施。考慮到實際應用中，尤其是產品試制中，仍大量采用雙面板，以下內容主要針對雙面板。
2.1.布線"美學"
轉彎時要避免直角，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信號的相互干擾，也便于檢查和修改。 對于數字系統，同一陣營的信號線（如數據線、地址線）之間不必擔心干擾的問題，但類似讀、寫、時鐘這樣的控制性信號，就應該獨來獨往，最好用地線保護起來。
大面積鋪地（下面會進一步論述）時，地線（其實應該是地"面"）與信號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。
對于弱電系統，地線與電源線要盡量靠近。
使用表貼組件的系統，信號線盡量全走正面
1.組件布置
組件布置合理是設計出優質的PCB圖的基本前提。關于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。
1.1.安裝
指在具體的應用場合下，為了將電路板順利安裝進機箱、外殼、插槽，不致發生空間干涉、短路等事故，并使指定接插件處于機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
電路板應能承受安裝和工作中所受的各種外力和震動。為此電路板應具有合理的形狀，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。同時還要注意異型孔造成的板的最薄弱截面也應具有足夠的抗彎強度。板上直接"伸"出設備外殼的接插件尤其要合理固定，保證長期使用的可靠性。
1.3.受熱
對于大功率的、發熱嚴重的器件，除保證散熱條件外，還要注意放置在適當的位置。尤其在精密的模擬系統中，要格外注意這些器件產生的溫度場對脆弱的前級放大電路的不利影響。一般功率非常大的部分應單獨做成一個模塊，并與信號處理電路間采取一定的熱隔離措施。
1.4.信號
信號的干擾PCB版圖設計中所要考慮的最重要的因素。幾個最基本的方面是：弱信號電路與強信號電路分開甚至隔離；交流部分與直流部分分開；高頻部分與低頻部分分開；注意信號線的走向；地線的布置；適當的屏蔽、濾波等措施。這些都是大量的論著反復強調過的，這里不再重復。
1.5.美觀
不僅要考慮組件放置的整齊有序，更要考慮走線的優美流暢。由于一般外行人有時更強調前者，以此來片面評價電路設計的優劣，為了產品的形象，在性能要求不苛刻時要優先考慮前者。但是，在高性能的場合，如果不得不采用雙面板，而且電路板也封裝在里面，平時看不見，就應該優先強調走線的美觀。下一小節將會具體討論布線的"美學"。
2.布線原則
下面詳細介紹一些文獻中不常見的抗干擾措施。考慮到實際應用中，尤其是產品試制中，仍大量采用雙面板，以下內容主要針對雙面板。
2.1.布線"美學"
轉彎時要避免直角，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信號的相互干擾，也便于檢查和修改。 對于數字系統，同一陣營的信號線（如數據線、地址線）之間不必擔心干擾的問題，但類似讀、寫、時鐘這樣的控制性信號，就應該獨來獨往，最好用地線保護起來。
大面積鋪地（下面會進一步論述）時，地線（其實應該是地"面"）與信號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。
對于弱電系統，地線與電源線要盡量靠近。
使用表貼組件的系統，信號線盡量全走正面
