關於PCB設計要點分析
發布時間:2014-08-04 責任編輯:willwoyo
【導讀】當前社會,大量的電子產品廣泛的應用在我們的日常工作、生活當中,所以他們的可靠性需要保證,而絕大多數通過印製電路板的電子係統、設備,必須要有合理的 設計原理圖,正確的印製電路板,才可以從根本上提高他們的可靠性。
比如:假設兩條印製的細平行線距離非常近就會造成信號波形延遲,最終形成大量反射噪聲於 終端設備。
一、地線的設計要點
在電氣設備中絕大多數的幹擾問題都可以通過正確的屏蔽以及 合理的接地來解決,所以我們一定要對接地設計工作予以足夠的重視。接地係統由模擬地、數字地、機殼地以及係統地等四大部分組成,其中數字地也稱作邏輯地, 機殼地也稱作屏蔽地。下麵我們介紹一下在接地設計中需要注意的幾個方麵:
1、合理選擇接地方式
通 常有多點接地以及單點接地兩種接地方式,所以我們要進行合理選擇。在設備的工作頻率超過10MHz的情況下,由於地線抗阻的過大會給設備的正常運行帶來不 良的影響,所以我們應該盡量選擇多點接地來達到降低地線阻抗的目的。同理,當電路的工作頻率達不到1MHz的情況下,我們就要采取一點接地的方式來避免形 成的環流影響到幹擾。所以,在1~10MHz的工作頻率內的電路在波長是其地線長度的20倍以內時可采用多點接地,否則需要采用單點接地的方法。
2、分離模擬電路與數字電路
由(you)於(yu)電(dian)路(lu)板(ban)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za),上(shang)麵(mian)既(ji)有(you)線(xian)性(xing)電(dian)路(lu)還(hai)有(you)告(gao)訴(su)邏(luo)輯(ji)電(dian)路(lu),所(suo)以(yi)我(wo)們(men)就(jiu)應(ying)該(gai)將(jiang)他(ta)們(men)分(fen)離(li)開(kai)來(lai),避(bi)免(mian)兩(liang)者(zhe)的(de)混(hun)淆(xiao),並(bing)且(qie)通(tong)過(guo)分(fen)別(bie)進(jin)行(xing)與(yu)電(dian)源(yuan)端(duan)接(jie)地(di)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)避(bi)免(mian)出(chu)現(xian)混(hun)接(jie),與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)也(ye)要(yao)講(jiang)線(xian)性(xing)電(dian)路(lu)的(de)接(jie)地(di)麵(mian)積(ji)盡(jin)量(liang)擴(kuo)大(da)。
3、選擇較粗的接地線
在zai選xuan擇ze較jiao細xi的de接jie地di線xian的de情qing況kuang下xia,會hui導dao致zhi電dian流liu的de變bian化hua帶dai動dong接jie地di電dian位wei的de變bian化hua,最zui後hou導dao致zhi電dian子zi設she備bei無wu法fa穩wen定ding運yun行xing,大da大da降jiang低di了le它ta的de抗kang噪zao性xing能neng。所suo以yi我wo們men要yao選xuan擇ze較jiao粗cu的de接jie地di線xian,通tong過guo增zeng大da它ta的de允yun許xu電dian流liu來lai達da到dao穩wen定ding設she備bei信xin號hao的de目mu的de,在zai條tiao件jian允yun許xu的de情qing況kuang下xia,選xuan擇ze寬kuan度du在zai3mm以上的接電線。
二、電磁兼容性的設計要點
由you於yu電dian子zi設she備bei的de工gong作zuo環huan境jing複fu雜za多duo變bian,我wo們men就jiu要yao求qiu其qi有you更geng好hao的de電dian磁ci環huan境jing適shi應ying能neng力li,並bing且qie還hai要yao減jian少shao對dui其qi他ta電dian子zi設she備bei的de電dian磁ci幹gan擾rao這zhe就jiu需xu要yao對dui電dian磁ci兼jian容rong性xing方fang麵mian進jin行xing相xiang應ying的de設she計ji,所suo以yi電dian子zi設she備bei的de電dian磁ci兼jian容rong性xing設she計ji也ye是shi我wo們men工gong作zuo的de重zhong點dian之zhi一yi。
1、選擇正確的布線方式
通 過采用平行走線的方法可以大幅度降低導線的電感,但是會導致導線之間分布電容以及互感的不斷增大,所以在條件允許的情況下,我們可以在布線時采用井字形的 結構,具體的布線方法就是在印製板的兩個麵采取不同的布線方式,一麵是縱向、一麵為橫線,使用金屬化孔在交叉孔處連接。由於印製板導線之間還有串擾作用, 所以我們在不顯得時候應該控製出現長距離平行走線的情況。
2、選擇正確寬度的導線由於經常出現衝擊幹擾的情況,所以我們在印 製zhi導dao線xian的de時shi候hou要yao控kong製zhi瞬shun變bian電dian流liu,主zhu要yao的de方fang法fa就jiu是shi控kong製zhi印yin製zhi導dao線xian時shi電dian感gan量liang的de產chan生sheng。而er電dian感gan量liang的de多duo少shao與yu導dao線xian的de寬kuan度du成cheng反fan比bi,與yu倒dao顯xian得de長chang度du成cheng正zheng比bi,所suo以yi我wo們men應ying該gai盡jin量liang去qu選xuan 擇一些既粗又短的導線,這對抑製幹擾非常有效。由於總線驅動器、行驅動器以及時鍾引線的信號經常出現非常大的順便電流,所以在上述選線時,應該選擇短的導 線。對於那些集成電路,我們應該將導線的寬度控製在1~0.2mm之間,對於分立組件電路,將寬度控製在1.5mm左右。[page]
三、電路板上器件與尺寸的設計要點
印製電路板大小要適中,過大時印製線條長,阻抗增加,不僅抗噪聲能力下降,成本也高;過小,則散熱不好,同時易受臨近線條幹擾。 在器件布置方麵與其它邏輯電路一樣,應把相互有關的器件盡量放得靠近些,這樣可以獲得較好的抗噪聲效果。時鍾發生器、晶振和CPU的時鍾輸入端都易產生噪聲,要相互靠近些。易產生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等應盡量遠離邏輯電路,如有可能,應另做電路板,這一點十分重要。
四、散熱設計要點
從有利於散熱的角度出發,印製版最好是直立安裝,板與板之間的距離一般不應小於2cm,而且器件在印製版上的排列方式應遵循一定的規則:
對於采用自由對流空氣冷卻的設備,最好是將集成電路(或其它器件)按縱長方式排列;對於采用強製空氣冷卻的設備,最好是將集成電路(或其它器件)按橫長方式排。
同一塊印製板上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程度分區排列,發熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規模集成電路、電解電容等) 放在冷卻氣流的最上流(入口處),發熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規模集成電路等)放在冷卻氣流最下遊。在水平方向上,大功率器件盡量靠近印 製板邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印製板上方布置,以便減少這些器件工作時對其它器件溫度的影響。
對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區域(如設備的底部),千萬不要將它放在發熱器件的正上方,多個器件最好是在水平麵上交錯布局。
shebeineiyinzhibandesanrezhuyaoyikaokongqiliudong,suoyizaishejishiyaoyanjiukongqiliudonglujing,helipeizhiqijianhuoyinzhidianluban。kongqiliudongshizongshiquxiangyuzulixiaodedifangliudong,suoyizaiyinzhidianlubanshangpeizhiqijianshi,yaobimianzaimougequyuliuyoujiaodadekongyu。
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