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關(guān)于PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

發(fā)布時(shí)間:2014-08-04 責(zé)任編輯:willwoyo

【導(dǎo)讀】當(dāng)前社會,大量的電子產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用在我們的日常工作、生活當(dāng)中,所以他們的可靠性需要保證,而絕大多數(shù)通過印制電路板的電子系統(tǒng)、設(shè)備,必須要有合理的 設(shè)計(jì)原理圖,正確的印制電路板,才可以從根本上提高他們的可靠性。

比如:假設(shè)兩條印制的細(xì)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于 終端設(shè)備。

一、地線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在電氣設(shè)備中絕大多數(shù)的干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(shè)計(jì)工作予以足夠的重視。接地系統(tǒng)由模擬地、數(shù)字地、機(jī)殼地以及系統(tǒng)地等四大部分組成,其中數(shù)字地也稱作邏輯地, 機(jī)殼地也稱作屏蔽地。下面我們介紹一下在接地設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)方面:

1、合理選擇接地方式
通 常有多點(diǎn)接地以及單點(diǎn)接地兩種接地方式,所以我們要進(jìn)行合理選擇。在設(shè)備的工作頻率超過10MHz的情況下,由于地線抗阻的過大會給設(shè)備的正常運(yùn)行帶來不 良的影響,所以我們應(yīng)該盡量選擇多點(diǎn)接地來達(dá)到降低地線阻抗的目的。同理,當(dāng)電路的工作頻率達(dá)不到1MHz的情況下,我們就要采取一點(diǎn)接地的方式來避免形 成的環(huán)流影響到干擾。所以,在1~10MHz的工作頻率內(nèi)的電路在波長是其地線長度的20倍以內(nèi)時(shí)可采用多點(diǎn)接地,否則需要采用單點(diǎn)接地的方法。

2、分離模擬電路與數(shù)字電路
由于電路板非常復(fù)雜,上面既有線性電路還有告訴邏輯電路,所以我們就應(yīng)該將他們分離開來,避免兩者的混淆,并且通過分別進(jìn)行與電源端接地的方式來避免出現(xiàn)混接,與此同時(shí)也要講線性電路的接地面積盡量擴(kuò)大。

3、選擇較粗的接地線
在選擇較細(xì)的接地線的情況下,會導(dǎo)致電流的變化帶動(dòng)接地電位的變化,最后導(dǎo)致電子設(shè)備無法穩(wěn)定運(yùn)行,大大降低了它的抗噪性能。所以我們要選擇較粗的接地線,通過增大它的允許電流來達(dá)到穩(wěn)定設(shè)備信號的目的,在條件允許的情況下,選擇寬度在3mm以上的接電線。

二、電磁兼容性的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于電子設(shè)備的工作環(huán)境復(fù)雜多變,我們就要求其有更好的電磁環(huán)境適應(yīng)能力,并且還要減少對其他電子設(shè)備的電磁干擾這就需要對電磁兼容性方面進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì),所以電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)也是我們工作的重點(diǎn)之一。

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(dǎo)線的電感,但是會導(dǎo)致導(dǎo)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(shí)采用井字形的 結(jié)構(gòu),具體的布線方法就是在印制板的兩個(gè)面采取不同的布線方式,一面是縱向、一面為橫線,使用金屬化孔在交叉孔處連接。由于印制板導(dǎo)線之間還有串?dāng)_作用, 所以我們在不顯得時(shí)候應(yīng)該控制出現(xiàn)長距離平行走線的情況。

2、選擇正確寬度的導(dǎo)線由于經(jīng)常出現(xiàn)沖擊干擾的情況,所以我們在印 制導(dǎo)線的時(shí)候要控制瞬變電流,主要的方法就是控制印制導(dǎo)線時(shí)電感量的產(chǎn)生。而電感量的多少與導(dǎo)線的寬度成反比,與倒顯得長度成正比,所以我們應(yīng)該盡量去選 擇一些既粗又短的導(dǎo)線,這對抑制干擾非常有效。由于總線驅(qū)動(dòng)器、行驅(qū)動(dòng)器以及時(shí)鐘引線的信號經(jīng)常出現(xiàn)非常大的順便電流,所以在上述選線時(shí),應(yīng)該選擇短的導(dǎo) 線。對于那些集成電路,我們應(yīng)該將導(dǎo)線的寬度控制在1~0.2mm之間,對于分立組件電路,將寬度控制在1.5mm左右。[page]

三、電路板上器件與尺寸的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

印制電路板大小要適中,過大時(shí)印制線條長,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(shí)易受臨近線條干擾。 在器件布置方面與其它邏輯電路一樣,應(yīng)把相互有關(guān)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(shí)鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲,要相互靠近些。易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等應(yīng)盡量遠(yuǎn)離邏輯電路,如有可能,應(yīng)另做電路板,這一點(diǎn)十分重要。

四、散熱設(shè)計(jì)要點(diǎn)

從有利于散熱的角度出發(fā),印制版最好是直立安裝,板與板之間的距離一般不應(yīng)小于2cm,而且器件在印制版上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則:
對于采用自由對流空氣冷卻的設(shè)備,最好是將集成電路(或其它器件)按縱長方式排列;對于采用強(qiáng)制空氣冷卻的設(shè)備,最好是將集成電路(或其它器件)按橫長方式排。

同一塊印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列,發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等) 放在冷卻氣流的最上流(入口處),發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。在水平方向上,大功率器件盡量靠近印 制板邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印制板上方布置,以便減少這些器件工作時(shí)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(qū)域(如設(shè)備的底部),千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,多個(gè)器件最好是在水平面上交錯(cuò)布局。

設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動(dòng),所以在設(shè)計(jì)時(shí)要研究空氣流動(dòng)路徑,合理配置器件或印制電路板??諝饬鲃?dòng)時(shí)總是趨向于阻力小的地方流動(dòng),所以在印制電路板上配置器件時(shí),要避免在某個(gè)區(qū)域留有較大的空域。

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