找到PCB设计的基本原则?
我们来讨论一下上面的问题。由于优秀的“结构”没有严格的定义和模式,以下论述只起到抛砖引玉的作用,仅供参考。每个仪表的结构必须根据具体要求(电气性能、整机结构安装和面板布局等)进行设计。),而且几个可行的设计方案都要反复比较修改。
PCB的电源和接地总线的布线结构选择——系统结构:模拟电路和数字电路在元器件布局的设计和布线方式上有很多相同点和不同点。在模拟电路中,由于放大器的存在,布线产生的极小噪声电压都会造成输出信号的严重失真。在数字电路中,TTL的噪声容限是0.4V ~ 0.6V,CMOS的噪声容限是Vcc的0.3 ~ 0.45倍,所以数字电路具有很强的抗干扰能力。
选择好电源和接地总线方式是仪器可靠运行的重要保证。相当多的干扰源是通过电源和接地母线产生的,其中地线引起的噪声干扰最大。
一、PCB布局设计的基本原则和要求
1.PCB板的设计从确定板的尺寸开始。因为PCB板的尺寸受限于机箱外壳的大小,所以适合放在外壳里。其次,要考虑PCB板与外部元器件(主要是电位器、插座或其他PCB板)的连接方式。PCB板和外部元件一般用塑料线或金属隔离线连接。但有时也设计成插座。即在设备中安装插入式PCB板时,需要留一个接触位置作为插座。
对于安装在PCB上的较大元件,应增加金属附件进行固定,以提高抗振动和冲击能力。
2.接线图设计的基本方法
首先,要对所选元器件和各种插座的规格、尺寸、面积有完整的了解;对各元件的位置安排进行了合理细致的考虑,主要从电磁场兼容、抗干扰、短接线、少交叉、电源、接地路径、去耦等方面考虑。各元件位置确定后,就是各元件的连接,按照电路图连接相关管脚。有很多方法可以完成。印刷电路图的设计有两种方法:计算机辅助设计和手工设计。
最原始的是手工编排版面。这个工作量很大,往往要重复几次才能最终完成,不需要其他绘图设备就可以完成。这种手动布局的方法对于刚学PCB布局的设计师也很有帮助。计算机辅助绘图,绘图软件种类繁多,功能各异,但总的来说,绘图和修改都比较方便,可以保存,存储,打印。
接下来确定PCB需要的尺寸,根据原理图初步确定各个元器件的位置,然后通过不断调整使布局更加合理。PCB中元件之间的布线安排如下:
(1)印刷电路中不允许有交叉电路。对于可能交叉的线路,有两种方法可以解决:钻孔和缠绕。也就是说,让一根导线“钻”过其他电阻、电容、三极管脚下的缝隙,或者“缠绕”过一根可能交叉的导线的一端。特殊情况下,如何把电路做得很复杂,为了简化设计,也允许用引线跳线来解决电路交叉的问题。
(2)电阻器、二极管和管状电容器等元件可垂直或水平安装。垂直是指装配体垂直于电路板安装焊接,具有节省空间的优点,水平是指装配体平行并靠近电路板安装焊接,具有装配安装机械强度更好的优点。对于这两种不同的安装元件,PCB上的元件孔间距是不同的。
(3)同一级电路的接地点应尽量靠近,本级电路的电力滤波电容也应接在本级接地点上。特别是这个阶段晶体管的基极和发射极的接地点不能太远,否则两个接地点之间的铜箔会造成干扰和自激。这种“一点接地法”的电路工作稳定,不易自激。
(4)一般接地线必须严格按照高频-中频-低频的原则,从弱电到强电逐级布置,严禁乱接乱接。水平之间的导线最好长时间连接,这个规律要遵守。特别是变频头、再生头、调频头的接地线布置更为严格,不当会产生自激,不起作用。
调频器等高频电路中常采用大面积封闭地线,以保证良好的屏蔽效果。
(5)大电流引线(公* * *接地线、功率放大器的电源引线等。)应尽可能宽,以降低布线电阻及其压降,减少寄生耦合引起的自激。
(6)高阻抗的布线尽量短,低阻抗的布线可以长一些,因为高阻抗的布线容易鸣笛,吸收信号,造成电路不稳定。电源线、地线、不带反馈元件的基线、发射极引线等。都是低阻抗导线。射极跟随器的基极线和录音机的两个通道的地线必须分开,它们必须合在一起,直到效果结束。如果两根地线连在一起,容易产生串扰,减少分离。
二、PCB布局设计要注意以下几点。
1.接线方向:从焊接面看,元器件的排列方向应尽量与原理图一致,接线方向应与电路图的接线方向一致。由于生产过程中需要在焊接面上检测各种参数,便于生产中的检查、调试和维护(注:是指满足电路性能、整机安装和面板布局要求的前提下)。
2.各组成部分的排列和分布应合理统一,力求整洁美观、结构严谨的工艺要求。
3.电阻和二极管的放置;分为水平和垂直两种;
(1)扁平:当电路元件数量较少,电路板尺寸较大时,一般以扁平为好;1/4W以下的电阻平放时,两个焊盘之间的距离一般为4/10英寸,1/2W以下的电阻平放时,两个焊盘之间的距离一般为5/10英寸。二极管平放时,1N400X系列整流管一般为3/10英寸;1N540X系列整流管,一般4 ~ 5/10寸。
(2)垂直放置:当电路元件数量较多,电路板尺寸不大时,一般采用垂直放置,两焊盘间距一般为1 ~ 2/10英寸。
4.电位器:集成电路基座的放置原则
(1)电位器:用于调节电压调节器中的输出电压,所以电位器的设计应该是顺时针方向完全调节时输出电压增大,逆时针方向调节时输出电压减小。在可调恒流充电器中,电位器用于调节充电电流的折叠大小。设计电位器时,顺时针方向要充分调节,电流会增大。
电位器放置玄关要满足整机结构安装和面板布局的要求,所以尽量放在板的边缘,旋转手柄朝外。
(2)IC座:在设计PCB板图时,使用IC座时,一定要特别注意IC座上定位槽的朝向是否正确,注意每个IC管脚是否正确。例如,1引脚只能位于IC座的右下角线或左上角,且靠近定位槽(从焊接面看)。
5.进出终端的布局
(1)关联的两个引线端子之间的距离不能太大,一般为2 ~ 3/10英寸左右。
(2)进出口端尽量集中在1到2侧,不要太分散。
6.设计接线图时要注意引脚排列顺序,元件引脚间距要合理。
7.设计在保证电路性能要求的前提下,力求布线合理,少用外接跳线,按正向充电的一定要求布线,力求直观、安装方便、高度和维护。
8.设计接线图时,尽量少转弯,尽量使线路简单明了。
9.接线板的宽度要窄,线间距要适中,电容器的两个焊盘间距要尽可能与电容器引线间距一致;
10.设计要按照一定的顺序进行,比如从左到右,从上到下。