布线6大原则
1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一
层。
2 数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来
决定。
3 信号线布在电（地）层上在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。
4 大面积导体中连接腿的处理在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。
5 布线中网络系统的作用在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
6 设计规则检查（DRC）布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面：线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。模拟
电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。对一些不理想的线形进行修改。在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。概述本文档的目的在于说明使用PADS的印制板设计软件PowerPCB进行印制板设计的流程和一些注意事项，为一个工作组的设计人员提供设计规范，方便设计
人员之间进行交流和相互检查。
印制电路板的去耦电容配置放置方法
在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中，当电路从一个状态转换为另一种状态时，就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。
配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声，是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法，配置原则
如下：
●电源输入端跨接一个10～100uF的电解电容器，如果印制电路板的位置允许，采用100uF以上的电解
电容器的抗干扰效果会更好。
●为每个集成电路芯片配置一个0.01uF的陶瓷电容器。如遇到印制电路板空间小而装不下时，可每4～1 0个芯片配置一个1～10uF钽电解电容器，这种器件的高频阻抗特别小，在500kHz～20MHz范围内阻
抗小于1Ω，而且漏电流很小（0.5uA以下）。
●对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件，应在芯片的电源线（Vcc）和
地线（GND）间直接接入去耦电容。
●去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电容不能带引线。
电源滤波电容的选取和选择
在整流滤波电路中，滤波电容的选取多是使用公式RC≥（3～5）T/2，且在实际电路设计中，一些人也认为滤波电容越大越好，其实这种想法是片面的，本文将对这一问题进行深入的探讨。文章首先阐述了研究滤波电容选取的必要性，其次对电路进行了理论上的分析和计算，然后，根据理论计算结果编写程序，模拟电路的工作过程。最后，通过举例讨论滤波电容对电路中的电流、电压及对其它元件参数的影响，从而为
优化电路设计奠定了基础。
关键词：整流；滤波；滤波电容
一、引言
在大多数电源电路中，整流电路后都要加接滤波电路，以减小整流电压的脉动程度，满足稳压电路的需要。在许多文献中，对于滤波电容C的选取，多是使用经验公式RC≥（3～5）T/2[1,2]，并认为滤波电容C越大越好；在一些滤波电路的维修中，技术人员经常用比原电路容量大的电容来代替已坏掉的电容。实践证明，在很多情况下这样做是行不通的，电容的选取是否越大越好？电容的选择对前级器件及整体电源的性能有何影响？电容的选取是否有最佳值？本文将对这些问题进行深入的讨论。
如图1所示的简单整流滤波电路，理论上讲，增大电路中的滤波电容C容量的确可以使输出电压的波形变得更为平滑、起伏更小，但在电路接通瞬间，电路中所产生的冲击电流因素却不能被忽略，这是因为，几乎所有的电子元器件都有其可以通过的最大电流值，所以，在选择电子元器件时，必须考虑冲击电流所带
来的流过相关元器件瞬间电流的最大值，冲击电流越大，对电子元器件的要求就越高，电路的成本就会提
高。
在一些滤波电路的维修中，对滤波电容的替换也存在冲击电流的问题，用大容量的滤波电容代替原来的电容，会使冲击电流增大，在不更换其他元件的前提下，单纯提高滤波电容的容量是危险的，它将使整个电路的实际使用寿命大大缩短，甚至烧毁整个电路。况且，单纯地提高滤波电容的容量对改善输出电压的作用也是有限的，一味地加大滤波电容的容量，只是徒劳地增加电路的成本。
二、简单滤波电路的计算
图 2
如图所示的简单整流滤波电路，以常见的220v50Hz正弦交流电为输入电压。
1．充电电路的计算
在电容的充电过程中,二极管等效电阻为R1，则电路等效为图2
由图2得
将其带入U表达式并整理得：
这是一阶非齐次微分方程，其解为：=
2．放电电路的计算
在电容的放电过程中，电容只和电阻组成回路，其放电方程为：
其中，U为电容充电时达到的最大电压。
三、滤波电路的计算机模拟与讨论
在前面我们已经对滤波电路的工作过程进行了数学推导，而要将滤波电路的工作过程模拟下来，必须进行大量的计算，才能够将电源输出波形逐点描绘下来。通过对波形的观察，选择元件参数，使电路在正常工作的前提下，满足用户对电路在效率、功率、纹波、成本等多方面的要求。下面就程序的构思及应用做简
要说明。
图1即为程序所模拟的电路，通过对程序的运行，我们将获得电容C上的一组电压、电流数据，通过大量小间隔时间t（0.00001秒）的代入即可得到电容C的电流及电压波形。程序电压值的计算由递推法得出，
电流值由电压值计算得到。
程序运行的简单流程图如下：
图3
1．计算机程序优化元件选取举例
选取负载电阻R=500Ω，由计算机模拟不同电容情况下的电压和电流波形得如下各图：
（1）R=500Ω,C=100uF
图4
（2）R=500Ω,C=200uF
图5
（3）R=500Ω,C=500uF
图6
（4）R=500Ω,C=1000uF
图7
2．整流滤波电路中滤波电容选取的讨论
由上边的图象可以观察到：当负载电阻不变时，随着电容C容量的增大，曲线变得越来越平滑，但这种方法有一定的片面性，由图6、图7可见：单纯靠增大滤波电容对改善波形和提升直流电压值的作用已十分有限，而且随着电容C容量的增大，电路接通后进入稳态的时间也随之增长；同时，随着滤波电容容量的
增大，流经电路的冲击电流也不断增大，如果不注意冲击电流的变化，而一味地增大滤波电容的容量，以此来获得更好的电压输出波形，则必然会导致因冲击电流过大，而损坏电流流经的元器件，否则，为保障整个电路的安全，我们不得不提高其他元器件的指标，这样就使电路的成本大幅增加。因此，为使整流滤波电路能达到最高性价比，必须选取一个能和负载电阻R匹配的电容值，这样，既能使电路的输出电压达到要求，又不提高其他元器件的性能指标，使电路达到最佳的性价比。应用此程序可以准确快速地绘制出所示电路在任意给定的参数下的电流波形和输出电压波形，我们可以比较不同参数电路输出电压波形和电
流波形，从而确定最佳的滤波电容参数值。
PCB布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块， 电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路 分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件， 螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴 装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔， 以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰， 不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装 孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇 流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接
连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源 线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电 源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上 极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充， 网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信 号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil （或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil； 无极电容：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。 如何提高抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？ 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰： (1) 微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。 (2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。
《电气三维布线标准》附件5-2 文件编号： 文件名称：三维布线设计 作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期：
发布日期：年月日实施日期：年月日 前言 为使本公司汽车三维布线设计规范化，编制本汽车三维布线标准作业指导书。意在对本公司设计人员在汽车三维布线设计的过程中有所依据，在设计的过程中提高汽车三维布线设计的效率，并在实践中进一步提高完善。 本标准主要起草人：陈明关绍文仇佳洁
1. 适用范围 本作业指导书规定了汽车三维布线设计的基本要求、具体方法步骤和校对的内容。 本作业指导书适用于本公司使用CATIA、UG软件进行设计的三维布线标准。 2．引用标准 QC/T 414 《汽车用低压电线的颜色》 QC/T 417.1 《车用电线束插接器第1部分：定义，试验方法和一般性能要求（汽车部分）》QC/T 417.3 《车用电线束插接器第3部分：单线片式插接件的尺寸和特殊要求》 QC/T 417.4 《车用电线束插接器第4部分：多线片式插接件的尺寸和特殊要求》 QC/T 417.5 《车用电线束插接器第5部分：用于单线和多线插接器的圆柱式插接件尺寸和特殊要求》 QCn 29009 《汽车用电线接头技术条件》 QCn 29010 《汽车用低压电线接头型式、尺寸和技术要求》 QC/T 29106 《汽车低压电线束技术条件》 TJI/CZ.004.A1 《汽车线束设计技术规范》（试行）
3.三维布线设计的基本要求 3.1三维布线应满足技术要求中相关要求； 3.2 三维布线分块与在车身上的走向要合理； 3.3 线束过孔时要注意加护套保护，防止线束与板金摩擦造成损害； 3.4线束上卡扣与卡扣之间的距离不易太长，避免线束滑动导致寿命过短，两卡 扣距离一般定于30到40厘米之间； 3.5 走线的时候要避免锐角过线，避免电线折断。 4. 检查分析 4.1应符合电气设计任务书和电器原理图中电气组件的布置和走线分块等中的 要求； 4.2过线时要注意不能与钣金或内饰干涉； 4.3 发动机线束布线时，要注意发动机缸体上的搭铁位置； 4.4 电线是否连接到相应的电器件处； 4.5整车线束所有的搭铁线不易太近，避免造成电器间运用的影响； 4.6原先开的过线孔和卡扣开孔是否和过线胶套、卡扣位置相对吻合。 5. 设计要点 5.1 设计时要时常与车身，底盘，总布置等部门联系，随时掌握车身钣金，内饰 等的修改状况，保持三维线束和车身的配合，减少改动量； 5.2确定电线卡扣安装孔位，如有变动，及时通知相关部门改变开孔位置； 5.3绘制三维线束时，所有线束与钣金之间留点间隙，线束走向尽量沿钣金件的 表面走线； 5.4 线束在整车上的布置，尽量不在车身内外露，造成不必要的人员伤害或线束 降低寿命，容易损坏； 5.5考虑线束在实际情况下装卸时的方便，线束分块明确，过孔或固定接插件方 式要在足够的空间里，必须满足在实际情况下穿线和接插操作方便。 6、整车线束分块及走向定义 一般来说，整车线束可以分为前舱线束、发动机线束、驾驶室线束、车尾线束和车门线束这几大块。这一分块原则是按白车身设计划分来大体定义的。 每个大块都还可以根据功能模块再细分。 6.1仪表板线束
PCB布线的基本原则 一位同事负责布的一块步进电机驱动板，性能指标老是达不到文档提到的性能，虽然能用，大电流丢步，高速上不去，波形差，在深入分析之后发现违背了一些PCB布线的基本原则，修改之后性能就非常好，这让我再一次的感受到PCB布线的重要性，尤其是我们经常做大功率电源、传感器这类对PCB布线要求极为严格的。 前几天在MSOS群中，网友“嗡嗡”提出PCB布线问题，我有感于之前步进电机布线引起的问题，把这个PCB布线用常识来理解，通俗易懂、避开电路回路、电磁场传输线等高深复杂，越讲越讲不清的东西，从根本上让大家明白怎么回事，不被一些专业术语约束，获得群内网友的认同。 PCB布线，就是铺设通电信号的道路连接各个器件，这好比修道路，连接各个城市通汽车，完全一回事。 道路建设要求一去一回两条线，PCB布线同样道理，需要形成一个两条线的回路，对于低频电路角度上讲，是回路，对于高速电磁场来讲，是传输线，最常见的如差分信号线。比如USB、网线等。对于传输线的阻抗特性等，本文不做进一步讲解。 可以说，差分信号线，是连接器件信号的理想模型。对信号要求越高的，越要靠近差分信号线。 当一块板子器件非常多，若都按差分线布，一是PCB的面积太大，二是要布2N条线，工作量太大，难度也很大，于是人们针对实际需求提出了多层PCB的概念，最典型的就是双面PCB板。把底部一层作为公共的参考回路，这样布线只需要布N+1根即可，PCB版面也大大缩小。
公共参考回路，也就是大家常说的参考地，针对大部分嵌入式行业来说，信号因为数字化后对信号质量要求不是很高，这样采用整层的参考地，可以缩小板面，又提高效率，大大节约了时间，深受大家喜欢。实际上缩小板面就是缩短信号线长度，也可以部分抵消因为参考地引起的信号质量下降问题，所以在实际中，这种引入参考地的PCB布线效果，基本接近差分线理想模型。到了今天，我们都习惯于这种方式，似乎PCB布线，就是要有一层参考地，没有为什么。 在双面板设计中，因为经常有交叉线存在，需要跳线到地层做交叉线交换，这个需要特别指出的是，这个跳线不能太长，若太长，容易分割参考地，尤其是对于一些信号质量要求高的线，底部的参考地不能被分割，。否则信号的回路被完全破坏，参考地失去了意义。所以一般的讲，参考地层只适合做信号线的短跳线用，信号线尽量布顶层，或者引入更多层的PCB板。 路与路之间靠的太近容易出现影响，比如坐高铁的时候，感觉的到对面开来火车对自己所坐火车的影响。信号线也一样，不能靠的太近，若信号线与信号线之间是平行的，一定要保持一定的距离，这个以实验为准，并且底部要有很好的参考地。低频小信号下，一般影响不是很大，高频强信号是需要注意的。 对于高频、大电流方面的PCB布线，比如开关电源等，最忌讳的就是驱动信号被输出强电流、强电压干扰。MOS管的驱动信号，很容易受输出强电流的影响，两者要保持一定的距离，不要靠的太近。模拟音响时代，运放放大倍数过高，就会出现自激效应，原因同MOS 管一样。 PCB布线的载体是PCB板，一般参考地跟PCB板边离1mm附近，信号线离参考地边缘1mm 附近，这样把信号都约束在PCB板内，可以降低EMC辐射。 当对PCB设计还没有概念的，就多想想我们日常的道路，两者完全一致。
汽车线束要点
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汽车线束 汽车线束是汽车电路的网络主体,没有线束也就不存在汽车电路。在目前，不管是高级豪华汽车还是经济型普通汽车，线束编成的形式基本上是一样的,都是由电线、联插件和包裹胶带组成。汽车电线又称低压电线，它与普通家用电线是不一样的。普通家用电线是铜质单蕊电线，有一定硬度。而汽车电线都是铜质多蕊软线,有些软线细如毛发,几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管(聚氯乙烯）内，柔软而不容易折断。汽车线束内的电线常用规格有标称截面积０.５、0.75、1.0、1.５、2.0、2.５、4.0、6．0 等平方毫米的电线,它们各自都有允许负载电流值,配用于不同功率用电设备的导线。以整车线束为例： １、0．5 规格线适用于仪表灯、指示灯、门灯、顶灯等; 2、0.７５规格线适用于牌照灯，前后小灯、制动灯等; ３、1.0 规格线适用于转向灯、雾灯等; ４、1.５规格线适用于前大灯、喇叭等; ５、主电源线如发电机电枢线、搭铁线等要求 2.5 至４平方毫米电线。 这只是指一般汽车而言，关键要看负载的最大电流值,例如蓄电池的搭铁线、正极电源线则是专门的汽车电线单独使用,它们的线径都比较大，起码有十几平方毫米以上,这些“巨无霸”电线就不会编入主线束内。在排列线束前要事先绘制线束图，线束图与电路原理图是不一样的。电路原理图是表述各个电气部分之间关系的图像，它不反映电气件彼此之间怎样连接，不受各个电气元件的尺寸形状和它们之间距离的影响。而线束图则必须要顾及各个电气元件的尺寸形状和它们之间的距离，也要反映出电气件彼此之间是如何连接的。线束厂的技术员根据线束图做成线束排线板后，工人就按照排线板的规定来截线排线了。整车主线束一般分成发动机（点火、电喷、发电、起动）、仪表、照明、空调、辅助电器等部分，有主线束及分支线束。一条整车主线束有多条分支线束，就好象树杆与树支一样。整车主线束往往以仪表板为核心部分，前后延伸。由于长度关系或装配方便等原因,一些汽车的线束分成车头线束（包括仪表、发动机、前灯光总成、空调、蓄电池)、车尾线束（尾灯总成、牌照灯、行李箱灯）、篷顶线束（车门、顶灯、音响喇叭）等。线束上各端头都会打上标志数字和字母，以标明导线的连接对象,操作者看到标志能正确连接到对应的电线和电气装置上，这在修理或更换线束时特别有用。同时,电线的颜色分为单色线和双色线，颜色的用途也有规定,一般是车厂自订的标准。我国行业标准只是规定主色，例如规定单黑色专用于搭铁线,红单色用于电源线，不可混淆。线束用机织线或塑料粘带包裹,出于安全、加工和维修方便，机织线包裹已经淘汰，现在是用粘性塑料胶带包裹。线束与线束之间、线束与电气件之间的连接,采用联插件或线耳。联插件用塑料制成，分有插头和插座。线束与线束之间用联插件相接，线束与电气件之间的连接用联插件或线耳。随着汽车功能的增加,电子控制技术的普遍应用，电气件越来越多,电线也会越来越多,线束也就变得越粗越重。因此先进的汽车就引入了ＣAN 总线配置，采用多路传输系统。与传统线束比较,多路传输装置大大减少了导线及联插件数目,使布线更为简易。 一、汽车线束研发中的线束图纸画法研究 汽车线束图是汽车线束设计的具体体现，无论对汽车生产厂家还是对汽车的使用维修单位,它都是一种实用性很强的技术资料。一辆汽车也许只有一张电路图,一张接线图,而线束图则可能有数张。近几年来汽车新产品开发速度很快,尤其是客车，为了改变轻少重的状况,新型客车开发速度更快。以常州客车厂为例，１988年以来,每年推出一个系列新型客车,因此,汽车电线束设计的工作量很大,线束图的绘制占了相当大的比例。此外，为中小型汽车厂配套线柬的电线束专业生产厂家不断出现，这些厂家迫切要求规范化的线束图，以便于加工制造,对汽车使用、维修单位来说,规范化的线束图无疑也会为他们提供方便。目前，许多汽车电气设计人员在绘制线束图时,采用：
汽车线束设计原则 汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高，汽车上的电器配置、功能也越来越多，所以连接各个电器件的线束也越来越复杂，成为当代汽车故障的多发环节，也因此在汽车设计和生产制造中受到越来越多的关注。如何提高汽车线束的综合性能成为关注的焦点，汽车线束制造厂家不再单纯地搞线束后期设计和制造，增加与汽车主机厂联合进行前期开发已成为必然的趋势。汽车电线束的设计电线束在整车中的作用是将电气系统的电源信号或数据信号进行传递或交换，实现电气系统的功能及要求。电线束的设计流程和制造流程 (1)由电气布置工程师提供整车电气系统的功能，电气负荷及相关的特殊要求。电器件的状态、安装位置、线束与电器件对接的形式。 (2)根据电气功能及要求，绘制整车电气原理图及线路图。(3)根据电气原理圈对每个电气子系统及回路进行能源分配，其中包括电源的搭铁线，以及接地点的分配。 (4)根据各子系统电气件的分布情况，确定线束的布线形式，每根线束连接的电器件及在汽车上的走向;确定线束的外保护形式及过孔的保护;根据电气负荷确定熔断器或断路器;再根据熔断器或断路器的量确定导线的线径;根据电器件的功能，依据相关标准确定导线的线色;根据电器件本身的接插件确定线束上与其对接的端子和护套的型号。 (5)绘制二维线束图和三维线束布置图。(6)根据经核准的三维线束布置图，校核二维线束图，二维线束图准确无误方可发图，经认可后试制、生产。二维线束图设计要点配电盒配电盒(保险和继电器)是整车电气的核心，起到分配负荷、集中供电、节省空间、简化线束、降低成本和方便检修的作用。一般根据需要可设计成2~3个。一些新开发车型的配电盒已兼有电子控制的功能;并且无触点、无保险丝的中央控制盒也将越来越有市场。导线的选取 (1)导线颜色的选用依据《汽车用低压电线的颜色》执行。 (2)发动机周围环
1、[问]高频信号布线时要注意哪些问题？ [答] 1.信号线的阻抗匹配； 2.与其他信号线的空间隔离； 3.对于数字高频信号，差分线效果会更好； 2、[问] 在布板时，如果线密，过孔就可能要多，当然就会影响板子的电气性能，请问怎样提高板子的电气性能？ [答] 对于低频信号，过孔不要紧，高频信号尽量减少过孔。如果线多可以考虑多层板； 3、[问]是不是板子上加的去耦电容越多越好？ [答] 去耦电容需要在合适的位置加合适的值。例如，在你的模拟器件的供电端口就进加，并且需要用不同的电容值去滤除不同频率的杂散信号； 4、[问]一个好的板子它的标准是什么？ [答] 布局合理、功率线功率冗余度足够、高频阻抗阻抗、低频走线简洁. 5、[问]通孔和盲孔对信号的差异影响有多大？应用的原则是什么？ [答] 采用盲孔或埋孔是提高多层板密度、减少层数和板面尺寸的有效方法，并大大减少了镀覆通孔的数量。但相比较而言，通孔在工艺上好实现，成本较低，所以一般设计中都使用通孔。 6、[问]在涉及模拟数字混合系统的时候，有人建议电层分割，地平面采取整片敷铜，也有人建议电地层都分割，不同的地在电源源端点接，但是这样对信号的回流路径就远了，具体应用时应如何选择合适的方法？ [答] 如果你有高频>20MHz信号线，并且长度和数量都比较多，那么需要至少两层给这个模拟高频信号。一层信号线、一层大面积地，并且信号线层需要打足够的过孔到地。这样的目的是： 1、对于模拟信号，这提供了一个完整的传输介质和阻抗匹配； 2、地平面把模拟信号和其他数字信号进行隔离； 3、地回路足够小，因为你打了很多过孔，地有是一个大平面。 7、[问]在电路板中，信号输入插件在 PCB最左边沿，MCU在靠右边，那么在布局时是把稳压电源芯片放置在靠近接插件（电源IC输出5V经过一段比较长的路径才到达 MCU），还是把电源 IC放置到中间偏右（电源 IC的输出 5V的线到达MCU就比较短，但输入电源 线就经过比较长一段 PCB板）？或是有更好的布局？ [答] 首先你的所谓信号输入插件是否是模拟器件？如果是是模拟器件，建议你的电源布局应尽量不影响到模拟部分的信号完整性．因此有几点需要考虑（１）首先你的稳压电源芯片是否是比较干净，纹波小的电源．对模拟部分的供电，对电源的要求比较高． （２）模拟部分和你的ＭＣＵ是否是一个电源，在高精度电路的设计中，建议把模拟部分和数字部分的电源分开． （３）对数字部分的供电需要考虑到尽量减小对模拟电路部分的影响．
PCB布局、布线基本原则 亚洲电子研发中心 AIDONG 提供 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就 近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围 3.5mm（对 于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳 体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其 间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特 别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil
PCB布局布线基本原则 一、元件布局差不多规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模 块中的元件应采纳就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安 装孔周围3.5mm（关于M2.5）、4mm（关于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方幸免布过孔，以免波 峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧 贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线 端应布置在同侧。专门应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示
不得多于两个方向，显现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大 于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不 准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil； 无极电容：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能显现回环走线。 如何提高抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？ 1、下面的一些系统要专门注意抗电磁干扰： (1) 微操纵器时钟频率专门高，总线周期专门快的系统。 (2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。 (3) 含柔弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施： (1) 选用频率低的微操纵器： 选用外时钟频率低的微操纵器能够有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。尽管方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微操纵器产生的最有阻碍的高频噪声大约是时钟频率的3倍。
印刷布线图的基本设计方法和原则要求 一、印刷线路元件布局结构设计讨论 一台性能优良的仪器，除选择高质量的元器件，合理的电路外，印刷线路板的元件布局和电气连线方向的正确结构设计是决定仪器能否可靠工作的一个关键问题，对同一种元件和参数的电路，由于元件布局设计和电气连线方向的不同会产生不同的结果，其结果可能存在很大的差异。因而，必须把如何正确设计印刷线路板元件布局的结构和正确选择布线方向及整体仪器的工艺结构三方面联合起来考虑，合理的工艺结构，既可消除因布线不当而产生的噪声干扰，同时便于生产中的安装、调试与检修等。 下面我们针对上述问题进行讨论，由于优良“结构”没有一个严格的“定义”和“模式”，因而下面讨论，只起抛砖引玉的作用，仅供参考。每一种仪器的结构必须根据具体要求（电气性能、整机结构安装及面板布局等要求），采取相应的结构设计方案，并对几种可行设计方案进行比较和反复修改。 印刷板电源、地总线的布线结构选择----系统结构：模拟电路和数字电路在元件布局图的设计和布线方法上有许多相同和不同之处。模拟电路中，由于放大器的存在，由布线产生的极小噪声电压，都会引起输出信号的严重失真，在数字电路中，TTL噪声容限为0.4V～0.6V,CMOS噪声容限为Vcc的0.3～0.45倍,故数字电路具有较强的抗干扰的能力。 良好的电源和地总线方式的合理选择是仪器可靠工作的重要保证，相当多的干扰源是通过电源和地总线产生的，其中地线引起的噪声干扰最大。 二、印刷电路板图设计的基本原则要求 １．印刷电路板的设计，从确定板的尺寸大小开始，印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制，以能恰好安放入外壳内为宜，其次，应考虑印刷电路板与外接元器件（主要是电位器、插口或另外印刷电路板）的连接方式。印刷电路板与外接元件一般是通过塑料导线或金属隔离线进行连接。但有时也设计成插座形式。即：在设备内安装一个插入式印刷电路板要留出充当插口的接触位置。 对于安装在印刷电路板上的较大的元件，要加金属附件固定，以提高耐振、耐冲击性能。 ２．布线图设计的基本方法 首先需要对所选用元件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解；对各部件的位置安排作合理的、仔细的考虑，主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度，走线短，交叉少，电源，地的路径及去耦等方面考虑。各部件位置定出后，就是各部件的连线，按照电路图连接有关引脚，完成的方法有多种，印刷线路图的设计有计算机辅助设计与手工设计方法两种。 最原始的是手工排列布图。这比较费事，往往要反复几次，才能最后完成，这在没有其它绘图设备时也可以，这种手工排列布图方法对刚学习印刷板图设计者来说也是很有帮助的。计算机辅助制图，现在有多种绘图软件，功能各异，但总的说来，绘制、修改较方便，并且可以存盘贮存和打印。 接着，确定印刷电路板所需的尺寸，并按原理图，将各个元器件位置初步确定下来，然后经过不断调整使布局更加合理，印刷电路板中各元件之间的接线安排方式如下：（１）印刷电路中不允许有交叉电路，对于可能交叉的线条，可以用“钻”、“绕”两种办法解决。即，让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去，或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去，在特殊情况下如何电路很复杂，为简化设计也允许用导线跨接，解决交叉电路问题。 （２）电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”，“卧式”两种安装方式。立式指的
PCB布线时遵循的一些基本原则 连线要精简,尽可能短,尽量少拐弯,力求走线简单明了(特殊要求除外,如阻抗匹配和时序要求).过长的走线会改变传输线的阻抗特性,使信号的上升时间变长,从而抑制信号的最高传输频率. 避免尖角走线和直角走线,宜45°走线和圆弧走线.1.增加走线的寄生电容,影响信号的完整性 2.阻抗不连续造成信号的反射 3.直角尖端易产生EMI效应 走线尽可能少换层,少打过孔(via).1.via造成阻抗不连续2.产生寄生电容和寄生电感,影响信号完整性 3.不同的参考层影响信号回流 信号间的距离(S)尽可能增大,相邻信号层的走线宜互相垂直/0斜交/弯曲走线,避免相互帄行.减少串扰和耦合造成的信号干扰. 电源线和地线的宽度尽可能宽(通常为W20). 元器件换层引线和电容的引线尽可能缩短. 优化布线. PCB布线的常见形式 单根走线(single trace) 菊花链(Daisy Chain)走线:从驱动端开始，依次到达各接收端 星形(Star)走线:通常所说的“T”点拓扑形式布线 蛇形走线:通常所说的饶线,主要目的是为了调节延时,时序匹配 S≧3H(S:走线帄行部分的间距H:信号与参考帄面的间距) 差分走线(differential pair) 驱动端发送两个等值反相的信号,接受端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0” 或“1”,承载差分信号的那对走线称为差分走线 与传统单根走线相比的优势 抗干扰能力强 抑制EMI非常有效 时序定位精确 各种角色介绍 Logic : 原理图设计, 负责具体的FUNCTION 设计, 也是比较掌握全局的人, 相当于小的EPM, 有些事情可以请Logic的人出面协调.如用料方面, 换Solution 等 SI: 负责板内高速线的阻抗, 如线宽, 线距,线长, 拓扑结构, 跨层, 如果绕线等问题须与SI 沟通. MCAD: 负责机构设计, ECAD 如果在空间上遇到和机构有冲突的, 首先和机构协商改动方案,如机构不肯退让的请EPM 出面协调. Thermal: 负责系统散热, 板内温控设计等工作( Thermal sensor 零件是由散热工程师决定它靠近那些相关零件放置，他们跟电子工程师和机构工程师沟通后，在电路图上和机构图上表示出来，有时候可能只是在电路图上标示出来，靠近什么元件放。如果你发现板子上有这些零件但却没有任何摆放的提示或要求，这时候一定要和散热、电子和机构的工程师确认零件是否有placement的要求。
一. PCB简介： 1.PCB(Printing Circuit Board）材料： 印刷线路板，是由覆铜层压板制成，常用的覆铜层压板是覆铜酚醛纸质层压板、覆铜环氧 纸质层压板，覆铜环氧玻璃层压板、覆铜环氧酚醛玻璃布层压板，覆铜聚四氟乙烯玻璃布层压 板和多层板用环氧玻璃布等。环氧树脂与铜箔有很好的粘合力，且用环氧树脂做成的板子可以 在260℃的锡炉中不起泡，也不容易受潮，故此种材料制作成的PCB应用较多。超高频的PCB 最好使用覆铜聚四氟乙烯玻璃布层压板。在要求阻燃的PCB中也加入了一些阻燃树脂材料。 2.PCB(Printing Circuit Board）板层：（以四层板为例） silk screen (Top overlay): 丝印层 solder Mask (Top/Bottom): 阻焊层 Paste Mask (Top/Bottom): 锡膏层 Top:顶层是元件层 Bottom:底层是焊接层 Drill Guide(Drill Drawing):钻孔层 Keep out layer:禁止布线层，用于设置PCB边缘 Mechanical Layer:机械层用于放置电路板尺寸 Multi Layer: 穿透层 Vcc Layer:中间电源层 Gnd Layer: 中间地层 二.PCB的整体布局：
二. PCB的各种钻孔： PCB有非镀铜孔（NPTH）、镀铜孔（PTH）、过孔（VIA）、埋孔（Buried)、盲孔（Blind) 等。 (1).镀通孔(PTH):孔壁镀覆金属来连接中间层和外层导电图形的孔. (2).非镀通孔(NPTH):孔壁不镀覆金属来机械安装和机械固定组件的孔.(如螺丝孔) (3).导通孔(VIA):用于PCB不用层之间的电气连接,(如盲孔和埋孔),不能插装组件引脚或其他增强 材料的镀通孔. 盲孔(Buried) :用于多层PCB内层和外层之间的电气连接. 埋孔(Blind) :用于多层PCB内层和内层之间的电器连接.
PCB电路板布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围 3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil （或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻： 51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil； 无极电容： 51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线