高速pcb設計指南之五-文庫吧
2025-06-15 10:55 本頁面
【正文】 第二篇 PowerPCB在印制電路板設計中的應用技術作者 :中國船舶工業(yè)總公司第七0七研究所 谷健印制電路板（PCB）是電子產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。隨著電子技術的飛速發(fā)展，PCB的密度越來越高。PCB設計的好壞對抗干擾能力影響很大。實踐證明，即使電路原理圖設計正確，印制電路板設計不當，也會對電子產品的可靠性產生不利影響。例如，如果印制板兩條細平行線靠得很近，則會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此，在設計印制電路板的時候，應注意采用正確的方法，遵守PCB設計的一般原則，并應符合抗干擾設計的要求。一、 PCB設計的一般原則要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布局及導線的布設是很重要的。為了設計質量好、造價低的PCB，應遵循以下的一般性原則：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，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，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(fā)熱元件。（4）對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內調節(jié)，應放在印制板上方便調節(jié)的地方；若是機外調節(jié)，其位置要與調節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應。（5）應留出印制板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(shù)。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，易于批量生產。（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。長寬雙為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200150mm時，應考慮電路板所受的機械強度。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(fā)生反饋藕合。（2）印制板導線的最小寬度主要由導線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。、寬度為1～15mm時，通過2A的電流，溫度不會高于3℃。因此。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，～。當然，只要允許，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定。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小于5～8mil。（3）印制導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生的揮發(fā)性氣體。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一般不小于（d+）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+)mm。二、 PCB及電路抗干擾措施印制電路板的抗干擾設計與具體電路有著密切的關系，這里僅就PCB抗干擾設計的幾項常用措施做一些說明。根據印制線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時，使電源線、地線的走向和數(shù)據傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。在電子產品設計中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結合起來使用，可解決大部分干擾問題。電子產品中地線結構大致有系統(tǒng)地、機殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等。在地線設計中應注意以下幾點：（1）正確選擇單點接地與多點接地在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大，因而應采用一點接地的方式。當信號工作頻率大于10MHz時，地線阻抗變得很大，此時應盡量降低地線阻抗，應采用就近多點接地。當工作頻率在1～10MHz時，如果采用一點接地，其地線長度不應超過波長的1/20，否則應采用多點接地法。（2）數(shù)字地與模擬地分開。電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應使它們盡量分開，而兩者的地線不要相
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