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當前社會，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)計要點 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)計工作予以足夠的重視。接地系統(tǒng)由模擬地、數(shù)字地、機殼地以及系統(tǒng)地等四大部分組成，其中數(shù)字地也稱作邏輯地，機殼地也稱作屏蔽地。下面我們介紹一下在接地設(shè)計中需要注意的幾個方面： 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(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)備的正常運行帶來不良的影響，所以我們應(yīng)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(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(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，并且通過分別進行與電源端接地的方式來避免出現(xiàn)混接，與此同時也要講線性電路的接地面積盡量擴大。 3、選擇較粗的接地線 在選擇較細的接地線的情況下，會導(dǎo)致電流的變化帶動接地電位的變化，最后導(dǎo)致電子設(shè)備無法穩(wěn)定運行，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)計要點 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行相應(yīng)的設(shè)計，所以電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計也是我們工作的重點之一。 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)線之間還有串擾作用，所以我們在不顯得時候應(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)線的時候要控制瞬變電流，主要的方法就是控制印制導(dǎo)線時電感量的產(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)動器、行驅(qū)動器以及時鐘引線的信號經(jīng)常出現(xiàn)非常大的順便電流，所以在上述選線時，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。 三、電路板上器件與尺寸的設(shè)計要點 印制電路板大小要適中，過大時印制線條長，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。時鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時鐘輸入端都易產(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)盡量遠離邏輯電路，如有可能，應(yīng)另做電路板，這一點十分重要。 四、散熱設(shè)計要點 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，多個器件最好是在水平面上交錯布局。 設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動，所以在設(shè)計時要研究空氣流動路徑，合理配置器件或印制電路板。空氣流動時總是趨向于阻力小的地方流動，所以在印制電路板上配置器件時，要避免在某個區(qū)域留有較大的空域。 |
