PCB設(shè)計的一般原則

1.布局

首先，要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加;過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后.再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進(jìn)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(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。

(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。

(3)應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。

根據(jù)電路的功能單元.對電路的全部元器件進(jìn)行布局時，要符合以下原則：

(1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。

(2)以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)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(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生產(chǎn)。

(4)位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比為3：2成4：3。電路板面尺寸大于200x150mm時.應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。

2.布線

布線的原則如下;

(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。

(2)印制攝導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。
 

(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則.長時間受熱時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時，最好用柵格狀.這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。

3.焊盤

焊盤中心孔(直插式器件)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一般不小于(d+1.2)mm，其中d為引線孔徑。對高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。

PCB及電路抗干擾措施

印制電路板的抗干擾設(shè)計與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計的幾項常用措施做一些說明。

1.電源線設(shè)計

根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。

2.地段設(shè)計

地線設(shè)計的原則是;

(1)數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點并聯(lián)接地，實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而租，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。

(2)接地線應(yīng)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(yīng)將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應(yīng)在2~3mm以上。

(3)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。

3.退藕電容配置

PCB設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?。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)原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一個0.01uf~0.1uf的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4~8個芯片布置一個1~10pF的但電容。

(3)對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件，如RAM、ROM存儲器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

4.過孔設(shè)計

在高速PCB 設(shè)計中，看似簡單的過孔也往往會給電路的設(shè)計帶來很大的負(fù)面效應(yīng)，為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響，在設(shè)計中可以盡量做到

(1)從成本和信號質(zhì)量兩方面來考慮，選擇合理尺寸的過孔大小。例如對 6- 10 層的內(nèi)存模塊PCB 設(shè)計來說，選用10/20mil(鉆孔/焊盤)的過孔較好，對于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使用 8/18Mil 的過孔。在目前技術(shù)條件下，很難使用更小尺寸的過孔了(當(dāng)孔的深度超過鉆孔直徑的 6 倍時，就無法保證孔壁能均勻鍍銅);對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗.

(2)PCB 板上的信號走線盡量不換層，即盡量不要使用不必要的過孔.

(3)電源和地的管腳要就近打過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好

(4)在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號提供最近的回路。甚至可以在 PCB 板上大量放置一些多余的接地過孔.

5.降低噪聲與電磁干擾的一些經(jīng)驗

(1)能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在關(guān)鍵地方

(2)可用串一個電阻的方法，降低控制電路上下沿跳變速率。

(3)盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼，如 RC 設(shè)置電流阻尼

(4)使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率時鐘。

(5)時鐘應(yīng)盡量靠近到用該時鐘的器件，石英晶體振蕩器的外殼要接地,用地線將時鐘區(qū)圈起來，時鐘線盡量短,石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線。時鐘、總線、片選信號要遠(yuǎn)離 I/O 線和接插件,時鐘線垂直于 I/O 線比平行于 I/O 線干擾小.

(6)閑置不用的門電路輸入端不要懸空，閑置不用的運(yùn)放正輸入端接地，負(fù)輸入端接輸出端