印刷線路板元件布局結構設計
發布時間:2011-11-29
中心議題:
- 印刷電路板元件布局結構設計
- 印刷電路板圖設計的基本原則要求
- 印刷板圖設計中應注意的幾點問題
一、印刷線路元件布局結構設計討論
yitaixingnengyouliangdeyiqi,chuxuanzegaozhiliangdeyuanqijian,helidedianluwai,yinshuaxianlubandeyuanjianbujuhedianqilianxianfangxiangdezhengquejiegoushejishijuedingyiqinengfoukekaogongzuodeyigeguanjianwenti,duitongyizhongyuanjianhecanshudedianlu,youyuyuanjianbujushejihedianqilianxianfangxiangdebutonghuichanshengbutongdejieguo,qijieguokenengcunzaihendadechayi。yiner,bixubaruhezhengqueshejiyinshuaxianlubanyuanjianbujudejiegouhezhengquexuanzebuxianfangxiangjizhengtiyiqidegongyijiegousanfangmianlianheqilaikaolv,helidegongyijiegou,jikexiaochuyinbuxianbudangerchanshengdezaoshengganrao,tongshibianyushengchanzhongdeanzhuang、調試與檢修等。
下麵我們針對上述問題進行討論,由於優良“結構”沒有一個嚴格的“定義”和“模式”,因而下麵討論,隻起拋磚引玉的作用,僅供參考。每一種儀器的結構必須根據具體要求(電氣性能、整機結構安裝及麵板布局等要求),采取相應的結構設計方案,並對幾種可行設計方案進行比較和反複修改。印刷板電源、地總線的布線結構選擇——係統結構:monidianluheshuzidianluzaiyuanjianbujutudeshejihebuxianfangfashangyouxuduoxiangtonghebutongzhichu。monidianluzhong,youyufangdaqidecunzai,youbuxianchanshengdejixiaozaoshengdianya,douhuiyinqishuchuxinhaodeyanzhongshizhen,zaishuzidianluzhong,TTL噪聲容限為0.4V~0.6V,CMOS噪聲容限為Vcc的0.3~0.45倍,故gu數shu字zi電dian路lu具ju有you較jiao強qiang的de抗kang幹gan擾rao的de能neng力li。良liang好hao的de電dian源yuan和he地di總zong線xian方fang式shi的de合he理li選xuan擇ze是shi儀yi器qi可ke靠kao工gong作zuo的de重zhong要yao保bao證zheng,相xiang當dang多duo的de幹gan擾rao源yuan是shi通tong過guo電dian源yuan和he地di總zong線xian產chan生sheng的de,其qi中zhong地di線xian引yin起qi的de噪zao聲sheng幹gan擾rao最zui大da。
二、印刷電路板圖設計的基本原則要求
1.印刷電路板的設計,從確定板的尺寸大小開始
印刷電路板的尺寸因受機箱外殼大小限製,以能恰好安放入外殼內為宜,其次,應考慮印刷電路板與外接元器件(主要是電位器、插口或另外印刷電路板)的連接方式。印刷電路板與外接元件一般是通過塑料導線或金屬隔離線進行連接。但有時也設計成插座形式。即:在(zai)設(she)備(bei)內(nei)安(an)裝(zhuang)一(yi)個(ge)插(cha)入(ru)式(shi)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)要(yao)留(liu)出(chu)充(chong)當(dang)插(cha)口(kou)的(de)接(jie)觸(chu)位(wei)置(zhi)。對(dui)於(yu)安(an)裝(zhuang)在(zai)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)較(jiao)大(da)的(de)元(yuan)件(jian),要(yao)加(jia)金(jin)屬(shu)附(fu)件(jian)固(gu)定(ding),以(yi)提(ti)高(gao)耐(nai)振(zhen)、耐衝擊性能。
2.布線圖設計的基本方法
首先需要對所選用元件器及各種插座的規格、尺寸、麵積等有完全的了解;對各部件的位置安排作合理的、仔細的考慮,主要是從電磁場兼容性、抗kang幹gan擾rao的de角jiao度du,走zou線xian短duan,交jiao叉cha少shao,電dian源yuan,地di的de路lu徑jing及ji去qu耦ou等deng方fang麵mian考kao慮lv。各ge部bu件jian位wei置zhi定ding出chu後hou,就jiu是shi各ge部bu件jian的de連lian線xian,按an照zhao電dian路lu圖tu連lian接jie有you關guan引yin腳jiao,完wan成cheng的de方fang法fa有you多duo種zhong,印yin刷shua線xian路lu圖tu的de設she計ji有you計ji算suan機ji輔fu助zhu設she計ji與yu手shou工gong設she計ji方fang法fa兩liang種zhong。
最zui原yuan始shi的de是shi手shou工gong排pai列lie布bu圖tu。這zhe比bi較jiao費fei事shi,往wang往wang要yao反fan複fu幾ji次ci,才cai能neng最zui後hou完wan成cheng,這zhe在zai沒mei有you其qi它ta繪hui圖tu設she備bei時shi也ye可ke以yi,這zhe種zhong手shou工gong排pai列lie布bu圖tu方fang法fa對dui剛gang學xue習xi印yin刷shua板ban圖tu設she計ji者zhe來lai說shuo也ye是shi很hen有you幫bang助zhu的de。計ji算suan機ji輔fu助zhu製zhi圖tu,現xian在zai有you多duo種zhong繪hui圖tu軟ruan件jian,功gong能neng各ge異yi,但dan總zong的de說shuo來lai,繪hui製zhi、修改較方便,並且可以存盤貯存和打印。
接著,確定印刷電路板所需的尺寸,並按原理圖,將各個元器件位置初步確定下來,然後經過不斷調整使布局更加合理,
印刷電路板中各元件之間的接線安排方式如下:
(1)印刷電路中不允許有交叉電路,對於可能交叉的線條,可以用“鑽”、“繞”兩種辦法解決。即,讓某引線從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處 “鑽”過去,或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去,在特殊情況下如何電路很複雜,為簡化設計也允許用導線跨接,解決交叉電路問題。
(2)電阻、二極管、管狀電容器等元件有“立式”,“臥式”兩種安裝方式。立式指的是元件體垂直於電路板安裝、焊(han)接(jie),其(qi)優(you)點(dian)是(shi)節(jie)省(sheng)空(kong)間(jian),臥(wo)式(shi)指(zhi)的(de)是(shi)元(yuan)件(jian)體(ti)平(ping)行(xing)並(bing)緊(jin)貼(tie)於(yu)電(dian)路(lu)板(ban)安(an)裝(zhuang),焊(han)接(jie),其(qi)優(you)點(dian)是(shi)元(yuan)件(jian)安(an)裝(zhuang)的(de)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)較(jiao)好(hao)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)安(an)裝(zhuang)元(yuan)件(jian),印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)元(yuan)件(jian)孔(kong)距(ju)是(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)。
(3)同一級電路的接地點應盡量靠近,並且本級電路的電源濾波電容也應接在該級接地點上。特別是本級晶體管基極、發射極的接地點不能離得太遠,否則因兩個接地點間的銅箔太長會引起幹擾與自激,采用這樣“一點接地法”的電路,工作較穩定,不易自激。
(4)總地線必須嚴格按高頻-中頻-低頻一級級地按弱電到強電的順序排列原則,切不可隨便翻來複去亂接,級與級間寧肯可接線長點,也要遵守這一規定。特別是變頻頭、再生頭、調(tiao)頻(pin)頭(tou)的(de)接(jie)地(di)線(xian)安(an)排(pai)要(yao)求(qiu)更(geng)為(wei)嚴(yan)格(ge),如(ru)有(you)不(bu)當(dang)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)自(zi)激(ji)以(yi)致(zhi)無(wu)法(fa)工(gong)作(zuo)。調(tiao)頻(pin)頭(tou)等(deng)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)常(chang)采(cai)用(yong)大(da)麵(mian)積(ji)包(bao)圍(wei)式(shi)地(di)線(xian),以(yi)保(bao)證(zheng)有(you)良(liang)好(hao)的(de)屏(ping)蔽(bi)效(xiao)果(guo)。
(5)強電流引線(公共地線,功放電源引線等)應盡可能寬些,以降低布線電阻及其電壓降,可減小寄生耦合而產生的自激。
(6)阻抗高的走線盡量短,阻抗低的走線可長一些,因為阻抗高的走線容易發笛和吸收信號,引起電路不穩定。電源線、地線、無反饋元件的基極走線、發射極引線等均屬低阻抗走線,射極跟隨器的基極走線、收錄機兩個聲道的地線必須分開,各自成一路,一直到功效末端再合起來,如兩路地線連來連去,極易產生串音,使分離度下降。
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三、印刷板圖設計中應注意下列幾點
1.布線方向:從(cong)焊(han)接(jie)麵(mian)看(kan),元(yuan)件(jian)的(de)排(pai)列(lie)方(fang)位(wei)盡(jin)可(ke)能(neng)保(bao)持(chi)與(yu)原(yuan)理(li)圖(tu)相(xiang)一(yi)致(zhi),布(bu)線(xian)方(fang)向(xiang)最(zui)好(hao)與(yu)電(dian)路(lu)圖(tu)走(zou)線(xian)方(fang)向(xiang)相(xiang)一(yi)致(zhi),因(yin)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)在(zai)焊(han)接(jie)麵(mian)進(jin)行(xing)各(ge)種(zhong)參(can)數(shu)的(de)檢(jian)測(ce),故(gu)這(zhe)樣(yang)做(zuo)便(bian)於(yu)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)檢(jian)查(zha),調(tiao)試(shi)及(ji)檢(jian)修(xiu)(注:指在滿足電路性能及整機安裝與麵板布局要求的前提下)。
2.各元件排列,分布要合理和均勻,力求整齊,美觀,結構嚴謹的工藝要求。
3.電阻,二極管的放置方式:分為平放與豎放兩種:
(1)平放:當電路元件數量不多,而且電路板尺寸較大的情況下,一般是采用平放較好;對於1/4W以下的電阻平放時,兩個焊盤間的距離一般取4/10 英寸,1/2W的電阻平放時,兩焊盤的間距一般取5/10英寸;二極管平放時,1N400X係列整流管,一般取3/10英寸;1N540X係列整流管,一般取4~5/10英寸。
(2)豎放:當電路元件數較多,而且電路板尺寸不大的情況下,一般是采用豎放,豎放時兩個焊盤的間距一般取1~2/10英寸。
4.電位器、IC座的放置原則
(1)電位器:在穩壓器中用來調節輸出電壓,故設計電位器應滿中順時針調節時輸出電壓升高,反時針調節器節時輸出電壓降低;在(zai)可(ke)調(tiao)恒(heng)流(liu)充(chong)電(dian)器(qi)中(zhong)電(dian)位(wei)器(qi)用(yong)來(lai)調(tiao)節(jie)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)折(zhe)大(da)小(xiao),設(she)計(ji)電(dian)位(wei)器(qi)時(shi)應(ying)滿(man)中(zhong)順(shun)時(shi)針(zhen)調(tiao)節(jie)時(shi),電(dian)流(liu)增(zeng)大(da)。電(dian)位(wei)器(qi)安(an)放(fang)位(wei)軒(xuan)應(ying)當(dang)滿(man)中(zhong)整(zheng)機(ji)結(jie)構(gou)安(an)裝(zhuang)及(ji)麵(mian)板(ban)布(bu)局(ju)的(de)要(yao)求(qiu),因(yin)此(ci)應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)放(fang)軒(xuan)在(zai)板(ban)的(de)邊(bian)緣(yuan),旋(xuan)轉(zhuan)柄(bing)朝(chao)外(wai)。
(2)IC座:設計印刷板圖時,在使用IC座的場合下,一定要特別注意IC座上定位槽放置的方位是否正確,並注意各個IC腳位是否正確,例如第1腳隻能位於IC座的右下角線或者左上角,而且緊靠定位槽(從焊接麵看)。
5.進出接線端布置
(1)相關聯的兩引線端不要距離太大,一般為2~3/10英寸左右較合適。
(2)進出線端盡可能集中在1至2個側麵,不要太過離散。
6.設計布線圖時要注意管腳排列順序,元件腳間距要合理。
7.在保證電路性能要求的前提下,設計時應力求走線合理,少用外接跨線,並按一定順充要求走線,力求直觀,便於安裝,高度和檢修。
8.設計布線圖時走線盡量少拐彎,力求線條簡單明了。
9.布線條寬窄和線條間距要適中,電容器兩焊盤間距應盡可能與電容引線腳的間距相符;
10.設計應按一定順序方向進行,例如可以由左往右和由上而下的順序進行。
四、結論
實(shi)驗(yan)證(zheng)明(ming),即(ji)使(shi)電(dian)路(lu)圖(tu)設(she)計(ji)正(zheng)確(que),印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)設(she)計(ji)不(bu)當(dang),也(ye)會(hui)對(dui)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。而(er)合(he)理(li)的(de)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)設(she)計(ji),對(dui)於(yu)提(ti)高(gao)儀(yi)器(qi)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)非(fei)常(chang)關(guan)鍵(jian)。
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