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標題: 電子工程師入門：PCB布線的不傳之秘 [打印本頁]

作者: xydedu 時間: 2014-4-2 11:03
標題: 電子工程師入門：PCB布線的不傳之秘
技術(shù)交流找楊工 Q1075349026
【導讀】電子工程師對電子電路的設計離不開PCB布線，它是PCB設計過程中的一個重要環(huán)節(jié)，這就像人體內(nèi)的神經(jīng)分布一樣，往往一處小小的問題就會導致人體其他部位的障礙。電子電路中pcb布線也一樣，所以其中就有很多環(huán)節(jié)需要我們注意，下面我就分享一下其中的一些主要的細節(jié)吧。
一、電路板設計步驟
一般而言，設計電路板最基本的過程可以分為三大步驟。
(1). 電路原理圖的設計: 電路原理圖的設計主要是PROTEL099的原理圖設計系統(tǒng)（Advanced Schematic）來繪制一張電路原理圖。在這一過程中，要充分利用PROTEL99所提供的各種原理圖繪圖工具、各種編輯功能，來實現(xiàn)我們的目的，即得到一張正確、精美的電路原理圖。
(2). 產(chǎn)生網(wǎng)絡表: 網(wǎng)絡表是電路原理圖設計（SCH）與印制電路板設計（PCB）之間的一座橋梁，它是電路板自動的靈魂。網(wǎng)絡表可以從電路原理圖中獲得，也可從印制電路板中提取出來。
(3). 印制電路板的設計: 印制電路板的設計主要是針對PROTEL99的另外一個重要的部分PCB而言的，在這個過程中，我們借助PROTEL99提供的強大功能實現(xiàn)電路板的版面設計，完成高難度的等工作。
二、繪制簡單電路圖
原理圖設計過程原理圖的設計可按下面過程來完成：
（1）設計圖紙大小　Protel 99/ Schematic后，首先要構(gòu)思好零件圖，設計好圖紙大小。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復雜程度而定的，設置合適的圖紙大小是設計好原理圖的第一步。
（2）設置Protel 99/Schematic設計環(huán)境　設置Protel 99/Schematic設計環(huán)境，包括設置格點大小和類型，光標類型等等，大多數(shù)參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認值。
（3）旋轉(zhuǎn)零件　用戶根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫里取出放置到圖紙上，并對放置零件的序號、零件封裝進行定義和設定等工作。
（4）有原理圖布線　利用Protel 99/Schematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導線、符號連接起來，構(gòu)成一個完整的原理圖。
（5）調(diào)整線路　將初步繪制好的電路圖作進一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀。
（6）報表輸出　通過Protel 99/Schematic提供的各種報表工具生成各種報表,其中最重要的報表是網(wǎng)絡表,通過網(wǎng)絡表為后續(xù)的電路板設計作準備。
（7）文件保存及打印輸出　最后的步驟是文件保存及打印輸出。
單片機控制板的設計原則需要遵循的原則如下：
（1）在元器件的布局方面，應該把相互有關的元件盡量放得*近一些，例如，時鐘發(fā)生器、晶振、CPU的時鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，在放置的時候應把它們近些。對于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開關電路等，應盡量使其遠離單片機的邏輯控制電路和存儲電路（ROM、RAM），如果可能的話，麥|斯|艾|姆|P|CB|樣板|貼片|麥|斯|艾|姆|科|技|全國|首家P|CB樣板打板�？梢詫⑦@些電路另外制成電路板，這樣有利于抗干擾，提高電路工作的可*性。
（2）盡量在關鍵元件，如ROM、RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實際上，印制電路板走線、引腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應。大的電感可能會在Vcc走線上引起嚴重的開關噪聲尖峰。防止Vcc走線上開關噪聲尖峰的唯一方法，是在VCC與電源地之間安放一個0.1uF的電子去耦電容。如果電路板上使用的是表面貼裝元件，可以用片狀電容直接緊*著元件，在 Vcc引腳上固定。最好是使用瓷片電容，這是因為這種電容具有較低的靜電損耗（ESL）和高頻阻抗，另外這種電容溫度和時間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯。盡量不要使用鉭電容，因為在高頻下它的阻抗較高。在安放去耦電容時需要注意以下幾點：　
在印制電路板的電源輸入端跨接100uF左右的電解電容，如果體積允許的話，電容量大一些則更好。原則上每個集成電路芯片的旁邊都需要放置一個0.01uF的瓷片電容，如果電路板的空隙太小而放置不下時，可以每10個芯片左右放置一個1～10的鉭電容。對于抗干擾能力弱、關斷時電流變化大的元件和RAM、ROM等存儲元件，應該在電源線（Vcc）和地線之間接入去耦電容。電容的引線不要太長，特別是高頻旁路電容不能帶引線。
（3）在單片機控制系統(tǒng)中，地線的種類有很多，有系統(tǒng)地、屏蔽地、邏輯地、模擬地等，地線是否布局合理，將決定電路板的抗干擾能力。在設計地線和接地點的時候，應該考慮以下問題：
邏輯地和模擬地要分開布線，不能合用，將它們各自的地線分別與相應的電源地線相連。在設計時，模擬地線應盡量加粗，而且盡量加大引出端的接地面積。一般來講，對于輸入輸出的模擬信號，與單片機電路之間最好通過光耦進行隔離。在設計邏輯電路的印制電路版時，其地線應構(gòu)成閉環(huán)形式，提高電路的抗干擾能力。地線應盡量的粗。如果地線很細的話，則地線電阻將會較大，造成接地電位隨電流的變化而變化，致使信號電平不穩(wěn)，導致電路的抗干擾能力下降。在布線空間允許的情況下，要保證主要地線的寬度至少在2～3mm以上，元件引腳上的接地線應該在1.5mm左右。
三、電源、地線的處理
盡管整個PCB板的布線都完成的很好，但仍需要考慮到電源、地線所引起的干擾，這會降低產(chǎn)品的性能，甚至會影響到產(chǎn)品的成功率。所以對于電源、地線的布線要認真對待，將電源、地線所產(chǎn)生的干擾降至最低，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
每個從事電子產(chǎn)品設計的工程師都明白，為何會產(chǎn)生電源線與地線之間的干擾，現(xiàn)只對降低式抑制干擾作以表述。
要在電源、地線之間加上去耦電容。
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盡量加寬電源及地線，最好是地線比電源線寬，其關系為：地線>電源線>信號線。通常的信號線寬為：0.2～0.3mm，最細寬度可達0.05～0.07mm，電源線為1.2～2.5mm。
數(shù)字電路的PCB設計可用較寬的地導線組成一個回路，構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用，但要切記模擬電路的地不能這樣使用。使用大面積銅層作地線，在印制板上把沒被使用的地方都與地相連，作地線使用或是做成多層板，電源，地線各占用一層。
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四、數(shù)字電路與模擬電路的共地處理
現(xiàn)在，許多的PCB不再是單一功能的電路了，而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成，因此在布線時就需要考慮到它們之間互相干擾的問題，特別是地線上的噪音干擾。
數(shù)字電路頻率高，模擬電路敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線要盡可能的遠離敏感的模擬電路器件，而對地線來說，整個PCB對外界的結(jié)點只能有一個，所以必須要在PCB內(nèi)部處理號數(shù)字電路及模擬電路共地的問題，而在電路板內(nèi)部，數(shù)字電路的地和模擬電路的地實際上是分開的，只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字電路的地與模擬電路地有一點短接，請注意，只有一個連接點，也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設計來決定。
五、信號線布在電(地)層上
在多層印制板布線時，由于信號線層沒布完的線已剩不多，再多加層數(shù)就會造成浪費，也會增加工作量及成本，可考慮在電(地)層上進行布線，首先應考慮用電源層，其次才是地層，因為可最好的保留地層的完整性。
好了，這就是PCB布線過程中需要注意的一些問題，你在布線終于到了哪些問題了？也可以在下面的網(wǎng)站中分享出來，讓我們共同學習。
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技術(shù)咨詢：楊老師13724236349 QQ1075349026

作者: dawnrobot 時間: 2014-4-3 23:26
thanks

作者: pcbkey 時間: 2015-1-31 22:16

作者: andytuba 時間: 2015-6-16 06:42
不錯，辛苦了，謝謝分享！

作者: spy007868 時間: 2015-6-16 09:13
謝謝分享

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