印製電路板(PCB)是電子產(chan) 品中電路元件和器件的支撐件。它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電於(yu) 技術的飛速發展,PGB的密度越來越高。PCB 設計的好壞對抗幹擾能力影響很大。因此,在進行PCB設計時。必須遵守PCB設計的一般原則,並應符合抗幹擾設計的要求。
PCB設計的一般原則要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布且及導線的布設是很重要的。為(wei) 了設計質量好、造價(jia) 低的PCB。應遵循以下一般原則:
1. 布局首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印製線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受幹擾。在確定 PCB尺寸後。再確定特殊元件的位置。最後,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:
(1) 盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們(men) 的分布參數和相互間的電磁幹擾。易受幹擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。
(2)某 些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們(men) 之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。
(3) 重量超過15g的元器件、應當用支架加以固定,然後焊接。那些又大又重、發熱量多的元器件,不宜裝在印製板上,而應裝在整機的機箱底板上,且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發熱元件。
(4)對於(yu) 電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關(guan) 等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內(nei) 調節,應放在印製板上方便於(yu) 調節的地方;若是機外調節,其位置要與(yu) 調節旋鈕在機箱麵板上的位置相適應。
(5)應留出印製扳定位孔及固定支架所占用的位置。根據電路的功能單元。對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:
1)按照電路的流程安排各個(ge) 功能電路單元的位置,使布局便於(yu) 信號流通,並使信號盡可能保持一致的方向。
2)以每個(ge) 功能電路的核心元件為(wei) 中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
3)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀。而且裝焊容易。易於(yu) 批量生產(chan) 。
4)位於(yu) 電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小於(yu) 2mm。電路板的最佳形狀為(wei) 矩形。長寬比為(wei) 3:2成4:3。電路板麵尺寸大於(yu) 200x150mm時。應考慮電路板所受的機械強度。
2。布線 布線的原則如下;
(1)輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發生反饋藕合。
(2)印製攝導線的最小寬度主要由導線與(yu) 絕緣基扳間的粘附強度和流過它們(men) 的電流值決(jue) 定。當銅箔厚度為(wei) 0.05mm、寬度為(wei) 1~15mm 時。通過2A的電流,溫度不會(hui) 高於(yu) 3℃,因此。導線寬度為(wei) 1.5mm可滿足要求。對於(yu) 集成電路,尤其是數字電路,通常選0.02~0.3mm導線寬度。當然,隻要允許,還是盡可能用寬線。尤其是電源線和地線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決(jue) 定。對於(yu) 集成電路,尤其是數字電路,隻要工藝允許,可使間距小至5~8mm。
(3)印製導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會(hui) 影響電氣性能。此外,盡量避免使用大麵積銅箔,否則,長時間受熱時,易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大麵積銅箔時,最好用柵格狀。這樣有利於(yu) 排除銅箔與(yu) 基板間粘合劑受熱產(chan) 生的揮發性氣體(ti) 。
3.焊盤焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小於(yu) (d+1.2)mm,其中d為(wei) 引線孔徑。對高密度的數字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。PCB及電路抗幹擾措施印製電路板的抗幹擾設計與(yu) 具體(ti) 電路有著密切的關(guan) 係,這裏僅(jin) 就PCB抗幹擾設計的幾項常用措施做一些說明。
(1)電源線設計根據印製線路板電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環路電阻。同時、使電源線、 地線的走向和數據傳(chuan) 遞的方向一致,這樣有助於(yu) 增強抗噪聲能力。
(2)地段設計地線設計的原則是:
1)數字地與(yu) 模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應使它們(men) 盡量分開。低頻電路的地應盡量采用單點並聯接地,實際布線有困難時可部分串聯後再並聯接地。高頻電路宜采用多點串聯接地,地線應短而租,高頻元件周圍盡量用柵格狀大麵積地箔。
2)接地線應盡量加粗。若接地線用很紉的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應將接地線加粗,使它能通過三倍於(yu) 印製板上的允許電流。如有可能,接地線應在2~3mm以上。
3)接地線構成閉環路。隻由數字電路組成的印製板,其接地電路布成團環路大多能提高抗噪聲能力。
(3)退藕電容配置PCB設計的常規做法之一是在印製板的各個(ge) 關(guan) 鍵部位配置適當的退藕電容。退藕電容的一般配置原則是:
1)電源輸入端跨接10 ~ 100uf的電解電容器。如有可能,接100uF以上的更好。
2)原則上每個(ge) 集成電路芯片都應布置一個(ge) 0.01pF的瓷片電容,如遇印製板空隙不夠,可每4~8個(ge) 芯片布置一個(ge) 1 ~ 10pF的但電容。
3)對於(yu) 抗噪能力弱、關(guan) 斷時電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲(chu) 器件,應在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。
4)電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。此外,還應注意以下兩(liang) 點:
在印製板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時。操作它們(men) 時均會(hui) 產(chan) 生較大火花放電,必須采用附圖所示的 RC電路來吸收放電電流。一般R取 1 ~ 2K,C取2.2 ~ 47UF。
CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應,因此在使用時對不用端要接地或接正電源