工程師告訴你其PCB設計經(jīng)驗

　　作為一個電子工程師設計電路是一項必備的硬功夫，但是原理設計再完美，如果電路板設計不合理性能將大打折扣，嚴重時甚至不能正常工作。根據(jù)我的經(jīng)驗，我總結出以下一些設計中應該注意的地方，希望能對您有所啟示。

　　不管用什么軟件，設計有個大致的程序，按順序來會省時省力，因此我將按制作流程來介紹一下。（由于protel界面風格與windows視窗接近，操作習慣也相近，且有強大的仿真功能，使用的人比較多，將以此軟件作說明。）

　　原理圖設計是前期準備工作，經(jīng)常見到初學者為了省事直接就去畫板了，這樣將得不償失，對簡單的板子，如果熟練流程，不妨可以跳過。但是對于初學者一定要按流程來，這樣一方面可以養(yǎng)成良好的習慣，另一方面對復雜的電路也只有這樣才能避免出錯。

　　在畫原理圖時，層次設計時要注意各個文件要連接為一個整體，這同樣對以后的工作有重要意義。由于，軟件的差別有些軟件會出現(xiàn)看似相連實際未連（電氣性能上）的情況。如果不用相關檢測工具檢測，萬一出了問題，等板子做好了才發(fā)現(xiàn)就晚了。因此一再強調(diào)按順序來做的重要性，希望引起大家的注意。

　　原理圖是根據(jù)設計的項目來的，只要電性連接正確沒什么好說的。下面我們重點討論一下具體的制板程序中的問題。

　　1.制作物理邊框

　　封閉的物理邊框對以后的元件布局、走線來說是個基本平臺，也對自動布局起著約束作用，否則，從原理圖過來的元件會不知所措的。但這里一定要注意，否則以后出現(xiàn)安裝問題麻煩可就大了。還有就是拐角地方用圓弧，一方面可以避免尖角劃傷工人，同時又可以減輕應力作用。以前我的一個產(chǎn)品老是在運輸過程中有個別機器出現(xiàn)面殼PCB板斷裂的情況，改用圓弧后就好了。

　　2.元件和網(wǎng)絡的引入

　　把元件和網(wǎng)絡引人畫好的邊框中應該很簡單，但是這里往往會出問題，一定要細心地按提示的錯誤逐個解決，不然后面要費更大的力氣。這里的問題一般來說有以下一些：

　　元件的封裝形式找不到，元件網(wǎng)絡問題，有未使用的元件或管腳，對照提示這些問題可以很快搞定的。

　　3.元件的布局

　　元件的布局與走線對產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、電磁兼容都有很大的影響，是應該特別注意的地方。一般來說應該有以下一些原則：

　?。?）放置順序

　　先放置與結構有關的固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開關、連接件之類，這些器件放置好后用軟件的LOCK功能將其鎖定，使之以后不會被誤移動。再放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發(fā)熱元件、變壓器、IC等。放置小器件。

　　（2）注意散熱

　　元件布局還要特別注意散熱問題。對于大功率電路，應該將那些發(fā)熱元件如功率管、變壓器等盡量靠邊分散布局放置，便于熱量散發(fā)，不要集中在一個地方，也不要高電容太近以免使電解液過早老化。

　　4.布線

　　布線原則

　　走線的學問是非常高深的，每人都會有自己的體會，但還是有些通行的原則的。

　　◆高頻數(shù)字電路走線細一些、短一些好

　　◆大電流信號、高電壓信號與小信號之間應該注意隔離（隔離距離與要承受的耐壓有關，通常情況下在2KV時板上要距離2mm，在此之上以比例算還要加大，例如若要承受3KV的耐壓測試，則高低壓線路之間的距離應在3.5mm以上，許多情況下為避免爬電，還在印制線路板上的高低壓之間開槽。）

　　◆兩面板布線時，兩面的導線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線，避免相互平行，以減小寄生耦合;作為電路的輸人及輸出用的印制導線應盡量避兔相鄰平行，以免發(fā)生回授，在這些導線之間加接地線。

　　◆走線拐角盡可能大于90度，杜絕90度以下的拐角，也盡量少用90度拐角

　　◆同是地址線或者數(shù)據(jù)線，走線長度差異不要太大，否則短線部分要人為走彎線作補償

　　◆走線盡量走在焊接面，特別是通孔工藝的PCB

　　◆盡量少用過孔、跳線

　　◆單面板焊盤必須要大，焊盤相連的線一定要粗，能放淚滴就放淚滴，一般的單面板廠家質量不會很好，否則對焊接和RE-WORK都會有問題

　　◆大面積敷銅要用網(wǎng)格狀的，以防止波焊時板子產(chǎn)生氣泡和因為熱應力作用而彎曲，但在特殊場合下要考慮GND的流向，大小，不能簡單的用銅箔填充了事，而是需要去走線

　　◆元器件和走線不能太靠邊放，一般的單面板多為紙質板，受力后容易斷裂，如果在邊緣連線或放元器件就會受到影響

　　◆必須考慮生產(chǎn)、調(diào)試、維修的方便性

　　對模擬電路來說處理地的問題是很重要的，地上產(chǎn)生的噪聲往往不便預料，可是一旦產(chǎn)生將會帶來極大的麻煩，應該未雨綢緞。對于功放電路，極微小的地噪聲都會因為后級的放大對音質產(chǎn)生明顯的影響;在高A/D轉換電路中，如果地線上有高頻分量存在將會產(chǎn)生一定的溫漂，影響放大器的工作。這時可以在板子的4角加退藕電容，一腳和板子上的地連，一腳連到安裝孔上去（通過螺釘和機殼連），這樣可將此分量慮去，放大器及AD也就穩(wěn)定了。

　　另外，電磁兼容問題在目前人們對環(huán)保產(chǎn)品倍加關注的情況下顯得更加重要了。一般來說電磁信號的來源有3個：信號源，輻射，傳輸線。晶振是常見的一種高頻信號源，在功率譜上晶振的各次諧波能量值會明顯高出平均值。可行的做法是控制信號的幅度，晶振外殼接地，對干擾信號進行屏蔽，采用特殊的濾波電路及器件等。

　　需要特別說明的是蛇形走線，因為應用場合不同其作用也是不同的，在電腦的主板中用在一些時鐘信號上，如PCIClk、AGP-Clk，它的作用有兩點：1、阻抗匹配2、濾波電感。

　　對一些重要信號，如INTELHUB架構中的HUBLink，一共13根，頻率可達233MHZ，要求必須嚴格等長，以消除時滯造成的隱患，這時，蛇形走線是的解決辦法。

　　一般來講，蛇形走線的線距》=2倍的線寬;若在普通PCB板中，除了具有濾波電感的作用外，還可作為收音機天線的電感線圈等等。

　　5.調(diào)整完善

　　完成布線后，要做的就是對文字、個別元件、走線做些調(diào)整以及敷銅（這項工作不宜太早，否則會影響速度，又給布線帶來麻煩），同樣是為了便于進行生產(chǎn)、調(diào)試、維修。

　　敷銅通常指以大面積的銅箔去填充布線后留下的空白區(qū)，可以鋪GND的銅箔，也可以鋪VCC的銅箔（但這樣一旦短路容易燒毀器件，接地，除非不得已用來加大電源的導通面積，以承受較大的電流才接VCC）。包地則通常指用兩根地線（TRAC）包住一撮有特殊要求的信號線，防止它被別人干擾或干擾別人。

　　如果用敷銅代替地線一定要注意整個地是否連通，電流大小、流向與有無特殊要求，以確保減少不必要的失誤。

　　6.檢查核對網(wǎng)絡

　　有時候會因為誤操作或疏忽造成所畫的板子的網(wǎng)絡關系與原理圖不同，這時檢察核對是很有必要的。所以畫完以后切不可急于交給制版廠家，應該先做核對，后再進行后續(xù)工作。

　　7.使用仿真功能

　　完成這些工作后，如果時間允許還可以進行軟件仿真。特別是高頻數(shù)字電路，這樣可以提前發(fā)現(xiàn)一些問題，大大減少以后的調(diào)試工作量。