印刷电路板图设计注意事项
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pcb设计知识点大全1. 什么是PCB设计?PCB设计(Printed Circuit Board Design)又称印刷电路板设计,是指利用专业电路设计软件根据电路原理图和布局需求,通过布线、电路元器件的放置和连接等步骤来设计电子产品中的印刷电路板。
PCB设计是电子产品制造过程中的一项重要环节,决定了电路板的功能、性能和可靠性。
2. PCB设计流程PCB设计流程包括原理图设计、封装库维护、网络表生成、布局设计、布线设计、设计规则检查、信号完整性分析等多个环节。
其中,原理图设计是整个设计流程的基础,通过绘制完整的原理图,明确电路板上的元器件连接关系。
封装库维护负责维护元器件的封装库文件,确保使用正确的封装。
网络表生成将原理图转化为电路网表,用于后续的布局和布线设计。
布局设计是根据电路板上的元器件尺寸和布局要求,确定元器件的相对位置。
布线设计则是将各个元器件之间的连接线进行布线,确保信号传输的可靠性。
设计规则检查和信号完整性分析则是在布线完成后进行的,用于验证设计是否符合规范并优化信号传输的品质。
3. PCB设计注意事项在进行PCB设计时,需要注意以下几点:(1) 元器件布局:合理安排元器件的位置,减少信号干扰和电磁辐射。
(2) 信号走线:注意信号线的长度、走向和宽度,避免信号串扰和阻抗失配。
(3) 电源和地线:保持电源和地线的宽度足够,避免电源噪声和接地回流问题。
(4) 高速信号处理:对于高速信号,需要特别注意信号完整性和时序约束。
(5) 散热设计:对于功率较大的元器件,需考虑散热问题,合理设计散热器和散热通路。
(6) EMI设计:合理规划PCB布局,减少电磁干扰问题。
4. 常用的PCB设计软件PCB设计软件根据不同的需求和使用习惯,有多种选择。
以下是常用的PCB设计软件:(1) Altium Designer:功能强大,适用于中小规模的电路板设计。
(2) Eagle:易于上手,适用于初学者,拥有大量的元器件库文件。
PCB设计注意事项及经验大全一、布线规则与原则1.信号与电源线要分离:信号线和电源线要分开布局,以避免相互干扰。
2.高速信号线要走短且直:高速信号线尽量缩短长度,减小传输时延,且线路要尽量直线走向,减少信号反射和串扰。
3.临近信号要保持足够的间距:不同信号线之间要保持足够的间距,以防止互相干扰。
4.差分线要相邻走向:差分线要尽量保持相邻走向,减小差分信号的共模噪声。
5.地线布线要低阻抗:地线是重要的回路,要保持低阻抗,尽量缩短环路和减小地回流路径长度。
二、元件布局与散热1.元件布局要紧凑:元件要尽量集中布置,减少信号线长度和信号间的干扰。
2.散热要考虑:对于发热较大的元件,如功率放大器、处理器等,要合理布局散热器件,以保证稳定工作。
3.保持压降相对较小:电源接入处的元件要尽量靠近,以减小功率线上的压降,提供充足的电源稳定性。
三、层间布局与屏蔽1.层间走线布局:对于复杂的PCB设计,应合理利用多层间的铜层,将信号线、电源线、地线等分层布置,以减小干扰。
2.地线屏蔽:对于高频信号,可以在其周围增加地线屏蔽,减小信号的辐射和受到外部干扰的可能性。
四、防静电与防EMC干扰1.防静电:PCB设计中需要注意防止静电累积,合理布局接地,增加防静电保护元件。
2.防EMC干扰:合理规划布局,合理安排信号线与电源线的分布,使用屏蔽罩、滤波器等元件,以减小电磁干扰对电路的影响。
五、选择合适的材料和工艺1.PCB材料选择:根据实际需求选择合适的PCB材料,如高频电路应使用特殊材料,而一般电路可以使用常规材料。
2.焊盘和线宽:根据元件要求和电流大小选择适当的焊盘和线宽,以保证信号传输的稳定性和电流的可靠传输。
经验总结:1.保持良好的文档记录:对于每次设计的PCB,要保持详细的文档记录,包括设计思路、参数、布局规则等,以备后期维护和修改。
2.多层板设计注意:在进行多层板设计时,要仔细考虑信号和电源的分层布局,以便将高速信号分离,同时要避免不必要的层间换线,以减少成本和复杂性。
PCB电路板设计注意事项1.设计层次清晰:将电路板划分为多个层次,如信号层、电源层、地层等,可以有效地减少信号干扰和提高阻抗匹配。
同时,还需要合理规划元件和导线的布局,确保电路板整体稳定可靠。
2.保持信号完整性:设计时需考虑信号的路径和传输速度。
对于高速数字信号和模拟信号,应采取合适的屏蔽措施,如使用差分对或增加接地层等,以保持信号完整并减少干扰。
3.细节设计:在PCB设计过程中,细节至关重要。
例如,合理选择元件焊盘的尺寸和间距,确保焊接可靠;合理规划电源和地线的布局,减少电磁干扰;选择合适的阻抗控制方法,提高信号传输质量等等。
这些细节也可以通过合理使用PCB设计软件进行模拟和优化。
4.优化热管理:一些电子产品需要处理大量功率,因此热管理尤为重要。
在PCB设计中,应合理规划散热器的位置和尺寸,保证器件工作温度在安全范围内。
同时,还可以考虑使用散热背板或增加散热片等措施。
5.注意阻抗匹配:对于高速信号传输和模拟信号,阻抗匹配至关重要。
在设计过程中,应根据信号传输速度确定合适的传输线宽度和距离。
可以使用PCB设计软件进行仿真和校正,确保信号阻抗在合理范围内。
6.考虑EMC(电磁兼容):电磁兼容性是一个重要的设计要求,尤其对于涉及到高频信号的电路。
设计时,应采取合适的屏蔽手段,规划布局和导线走向,避免信号干扰和电磁泄漏。
7.对于多层板设计,应合理规划每一层的用途和连线方式,确保电路板的性能和布线的可靠性。
8.注意可制造性:在设计时,应考虑工厂的制造要求。
合理规划元件的安装位置、布线难度、焊接方案等,以便工厂能够顺利地生产电路板。
9.进行电磁仿真和测试:在完成设计之后,应进行电磁仿真和测试,以验证设计的正确性和可靠性。
使用专业的电磁仿真软件进行模拟,对高频信号进行测试,以确保电路板能够正常运行。
10.持续学习和更新设计知识:电子行业处于不断发展的状态,新的技术和设计原则不断涌现。
作为PCB设计人员,应不断学习和更新自己的设计知识,不断提高设计水平。
PCB电路板设计注意事项1.尺寸和布局规划:-确定电路板的尺寸,以适应所需的功能和外部封装。
-在布局时,将各个元件和连接器分组,以最大限度地减少信号干扰和功率噪声。
2.元件选择与布局:-确定所需的元件并选择合适的封装类型。
-合理布局元件,使其之间的连线尽可能短,减少对信号完整性和功耗的影响。
3.电源与地平面:-配置适当的电源平面和地平面,以提供稳定的电源和良好的信号屏蔽。
-将电源和地平面的引脚连接到适当的位置,并尽量减少共模干扰。
4.连接线与信号完整性:-尽可能减少连接线的长度和交叉,以减少信号的传输延迟和串扰。
-使用适当的线宽和线间距,以保持信号完整性,并避免信号损耗和串扰。
5.标准化和规范:-遵循相关的标准和规范,如IPC和JTAG,以确保电路板的兼容性和可靠性。
-使用标准化的元件库和布局规范,以简化设计和制造流程。
6.热管理:-在布局时考虑元件的热量产生,并将热量分散到整个电路板上,以避免元件过热。
-使用散热片、散热板或散热模块,以提高整个电路板的散热效率。
7.电磁兼容性:-在布局时考虑电磁干扰和抗扰能力,以减少电磁辐射和敏感度。
-使用屏蔽罩、滤波器和隔离器,以增加电路板的抗干扰能力。
8.设计验证与测试:-在设计完成后,进行严格的电路板模拟和测试,以验证其性能和可靠性。
-发现问题后,及时进行修改和优化,直到满足设计要求为止。
9.制造和组装:-选择可靠的PCB制造商,并与他们合作,以确保电路板制造过程的质量和可靠性。
-与组装厂商合作,以确保电路板和元件在组装过程中的兼容性和可靠性。
总结起来,PCB电路板设计需要考虑诸多因素,包括尺寸和布局规划、元件选择与布局、电源与地平面、连接线与信号完整性、标准化和规范、热管理、电磁兼容性、设计验证与测试以及制造和组装等。
合理考虑这些注意事项,将有助于设计出稳定可靠的电路板。
•印刷电路板设计基础•电路原理图设计基础•印刷电路板制作流程目•电路原理图的设计实例•印刷电路板的制作实例录线路基板元件0302011. 确定设计要求2. 规划电路布局3. 线路设计6. 制造与检测4. 生成设计文件5. 校验与修正元件布局规范线路设计规范材料选择规范010203043. 搭建电路4. 调整与测试元件符号的正确使用清晰简洁的连线标注的完整与清晰抗干扰措施确定功能需求根据功能需求,设计电路原理图,实现电路的逻辑功能。
设计电路原理图电路元件选择准备电路原理图元件布局设计根据电路原理图和元件选择,对印刷电路板上的元件进行布局设计,考虑元件之间的连接和信号干扰问题。
确定板型和尺寸根据产品需求和电路原理图,确定印刷电路板的形状和尺寸。
热设计考虑对于有较大功率元件的电路板,需要考虑热设计问题,如散热片的选用和放置等。
信号线布设电源线布设校验与修正导出生产文件生成CAM文件生成印刷电路板的生产文件总结词详细描述实例一:简单的数字电路原理图设计实例二:复杂的模拟电路原理图设计总结词复杂、精密、涉及多种器件详细描述该设计实例是一个复杂的模拟电路,由放大器、比较器、模拟开关和电阻等器件组成。
电路原理图较为复杂,包含多种器件,且器件之间的连接关系也较为复杂。
设计过程中需要考虑多种参数和约束条件,如信号带宽、电源功耗、热设计等。
实例三:高频电路原理图的设计总结词详细描述材料铜箔基板焊料导线步骤1. 在铜箔基板上画出电路原理图,标明元件位置和连接方式。
3. 调试电路,确保功能正常。
材料铜箔基板焊料4. 在另一面铜箔基板上画出电路原理图,标明元件位置和连接方式。
5. 将焊料涂在铜箔基板和钻孔内,连接元件和导线。
6. 调试电路,确保功能正常。
030102实例三:制作高频电路的印刷电路板32. 将绝缘层覆盖在铜箔基板上,根据元件位置和连接方式钻孔。
3. 将焊料涂在铜箔基板和钻孔内,连接元件和导线。
1. 在铜箔基板上画出高频电路原理图,标明元件位置和连接方式。
PCB印刷电路板设计规范(doc 17页)印刷电路板(PCB)设计规范1范围本设计规范规定了印制电路板设计中的基本原则、技术要求。
本设计规范适用于电子科技有限公司的电子设备用印刷电路板的设计。
2引用文件下列文件中的条款通过在本规范中的引用成为本规范的条款。
凡是注日期引用的文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用本规范。
GB 4588.3~88中华人民共和国国家标准:《印刷电路板设计和使用》QJ 3103-99 中国航天工业总公司《印刷电路板设计规范》3定义本标准采用GB2036的术语定义4一般要求4.1印制板类型根据结构,印制板分为单面印制电路板、双面印制电路板、多层印制电路板,板材主要分为纸质板(FR-1),半玻璃纤维板(CEM-1),环氧树脂玻璃纤维板(FR-4)。
有防火要求的器具用的印制板应有阻燃性和符合相应的UL标准。
4.2印制板设计的基本原则在进行印制板设计时,应考虑本规范所述的基本原则。
4.2.1电气连接的准确性印制板上印制导线的连接关系应与电原理图导线连接关系相一致,电原理图设计应符合原理图设计规范,并尽量调用原理图库中的功能单元原理图,印制板和原理图上元件序号应一一对应;如因结构、电气性能或其它物理性能要求不宜在印制板上布设的导线,应在相应文件(如电原理图上)上做相应修改。
4.2.2可靠性印制板应符合其产品要求的相应EMC规范和安规要求,并留有余量,以减小日益严重的电磁环境的影响。
影响印制板可靠性的因素很多,印制板的结构、基材的选用、印制板的制造和装配工艺以及印制板的布线、导线宽度和间距等都会影响到印制板的可靠性。
设计时必须综合考虑以上的因素,按照规范的要求,并尽可能的保留余量,以提高可靠性。
4.2.3工艺性设计电路板时应考虑印制板的制造工艺和装配工艺要求,尽可能有利于制造、装配和维修,各具体要求请严格遵守QG/MK03.04-2003V的工艺规范。
4.2.4经济性印制板设计应充分考虑其设计方法、选择的基材、制造工艺等成本最低的原则,满足使用的安全性和可靠性要求的前提下,力求经济实用。
pcd电路原理图PCD(Printed Circuit Board,印刷电路板)是现代电子产品中必不可少的一部分,它起到了电子元器件之间连接和组装的作用。
在设计PCD电路时,原理图起到了关键的作用,它是整个电路设计的基础。
一、PCD电路原理图的基本结构PCD电路原理图主要包括以下几个部分:电源模块、信号处理模块、控制模块、驱动模块以及输出模块等。
1. 电源模块:电源模块主要是为整个电路提供稳定的电源,包括直流电源和交流电源。
在电路原理图中,电源模块一般用电池或者电源符号来表示。
2. 信号处理模块:信号处理模块负责接收、处理和放大输入信号,使其能够满足后续电路的要求。
常见的信号处理模块有滤波器、放大器、比较器等,它们在电路原理图中用相应的符号表示。
3. 控制模块:控制模块主要用来控制整个电路的工作状态,包括开关、调节器、微处理器等。
在电路原理图中,控制模块通常用开关和控制信号的箭头表示。
4. 驱动模块:驱动模块负责将控制模块的信号转化为驱动信号,驱动相关的输出设备工作。
常见的驱动模块有放大器、继电器、晶体管等。
在电路原理图中,驱动模块一般用相应的符号表示。
5. 输出模块:输出模块接收来自驱动模块的信号,并将其转化为实际的输出,可以是声音、光、电压等。
在电路原理图中,输出模块通常用相应的符号表示。
二、PCD电路原理图的绘制注意事项在绘制PCD电路原理图时,需要注意以下几个方面:1. 正确使用符号:不同的电子元器件有不同的符号表示,在绘制原理图时要根据元器件的类型选择正确的符号。
可以参考标准的电子元器件符号图来绘制。
2. 连接线的绘制:连接线在原理图中起到了连接各个元器件的作用,应该绘制直线,并保持整洁有序。
同时,需要注意连接线的方向和长度,以便于理解电路的工作原理。
3. 标注和注释:为了使原理图更加清晰易懂,可以添加标注和注释来解释电路的功能和工作原理。
标注和注释的字体大小应适中,字迹清晰。
4. 组织结构清晰:为了方便阅读和理解,可以将电路按照模块划分成不同的部分,并使用适当的线条来表示模块之间的关系。
一般PCB基本设计流程如下:前期准备‐>PCB结构设计‐>PCB布局‐〉布线‐〉布线优化和丝印‐〉网络和DRC检查和结构检查‐〉制版。
第一:前期准备。
这包括准备元件库和原理图。
“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好。
在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。
元件库可以用peotel 自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库.原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库。
PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。
PS:注意标准库中的隐藏管脚.之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了。
第二:PCB结构设计。
这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB 设计环境下绘制PCB板面,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。
并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。
第三:PCB布局。
布局说白了就是在板子上放器件。
这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表(Design‐〉 Create Netlist),之后在PCB 图上导入网络表(Design‐〉Load Nets)。
就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接。
然后就可以对器件布局了。
一般布局按如下原则进行:①.按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源);②.完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时,调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁;③.对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时还应考虑热对流措施;④. I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件;⑤.时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件;⑥.在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容. ⑦.继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可);⑧.布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉——需要特别注意,在放置元器件时,一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致” . 这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑.布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑。
pcb设计注意事项及设计原则
1. 注意电路的布局:将关键的电路元件和元件之间的连接线尽量短,并且按照电路信号流的路径进行布局,以降低电路的干扰和噪声。
2. 确保供电和地线的良好连接:供电和地线必须足够宽,以确保电流的充分通畅,同时尽量减少导线的长度和阻抗。
3. 保持信号的完整性:重要的高频信号和低噪声信号应该有独立的接线层进行隔离,并且保持信号线之间的最小交叉和最小输入/输出延迟。
4. 尽量减少板层数量:增加板层会增加制造成本和装配难度,因此应该尽量减少板层数量,并合理布局各种信号。
5. 为高功率模块提供散热解决方案:对于功率较大的模块,应该考虑合适的散热解决方案,如散热片、散热孔等。
6. 注意阻抗匹配:对于高速信号线,应该根据需求确定合适的阻抗,并尽量避免阻抗不匹配。
7. 考虑EMC问题:应该尽量减少电磁干扰并提高抗干扰能力,如采用合适的屏蔽、阻尼材料和接地。
8. 保证良好的可维护性:电路的布局应该考虑到维修和更换元件的方便性,如保留合适的测试点和备用元件位置。
9. 注意元器件的热分布:对于容易发热的元件,应该注意合适的散热和降温措施。
10. 使用规范的命名和标记:为了方便阅读和维护,应该使用规范的元件命名和标记方法,并为电路板添加清晰的标签和说明。
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1. 确定电路功能,根据需求,确定要实现的电路功能和性能要求。
PCB四层电路板教程PCB(Printed Circuit Board)即印刷电路板,是一种用于连接和支持电子元件的基板。
它通常由一层或多层的导电材料(如铜箔)和绝缘材料(如树脂胶)组成。
这个四层PCB电路板教程将介绍四层PCB电路板的制作步骤和注意事项。
一、设定原理图和PCB布局首先,你需要设计电路的原理图和布局。
选择合适的设计工具,例如EAGLE或Altium Designer,创建原理图和布局。
确保按照电子元器件的规格和尺寸进行布局设计,并留出适当的空间用于连线。
二、导入原理图到PCB设计工具将设计好的原理图导入到PCB设计工具中,根据设计规范和要求设置PCB布局。
这包括将元件放置在合适的位置,确定线路的走向和长度,以及确保元件之间的间距足够大以避免短路或干扰。
三、划分地电平和供电电平四层PCB电路板通常将地电平和供电电平划分到内层(层2和层3)中。
地电平是为了提供电路中所有地连接之间的最低电阻路径。
供电电平则提供稳定的电源给整个电路。
四、划分信号层和分布电容层剩余的两层(外层)则可以用于信号层和分布电容层。
信号层用于布线,连接电子元件和器件之间的信号线。
分布电容层用于安置电容器,以提供局部的电源补偿和降低噪音。
五、布置层间连接和通孔在布局和分层电路时,需要考虑到将各层之间的连接和通孔。
连接和通孔在四层PCB电路板中非常重要,因为它们构成了四层电路板的关键部分。
六、布线和连线开始进行布线和连线。
跟随原理图和布局设计,将电子元件之间用导线连接起来。
确保走线路径合适,避免交叉、干扰和短路。
同时,注意信号线和电源线的区分和布局,以降低噪音和干扰。
七、规范检查和修订完成布线后,进行规范检查。
确保每个连线都符合设计规范和要求。
检查通孔和连接是否准确并符合设计要求。
如果有需要,进行修订和调整。
八、生成PCB制作文件完成规范检查后,生成PCB制作文件。
将PCB设计导出到Gerber文件格式,这是一种广泛应用于PCB制造的文件格式。
电路板的制作过程和方法电路板是电子元器件的支撑平台,是电路的重要组成部分。
在电子产品制造过程中,电路板的质量和性能直接影响着整个产品的品质和可靠性。
因此,电路板的制作过程和方法是电子制造中非常重要的一环。
一、电路板的基本结构电路板是由基材、导电层和覆铜层组成的。
其中,基材是电路板的主体,导电层和覆铜层则是电路板的导电部分。
在实际制作中,电路板还需要进行印刷、钻孔、镀铜、蚀刻、钻孔等工艺处理。
二、电路板的制作流程1.设计电路图在制作电路板之前,需要先进行电路图的设计。
电路图的设计需要根据电路板的要求,确定电路板的尺寸、电路连接方式、元器件布局等基本参数。
2.制作原型板在设计完成后,需要制作一块原型板进行测试和验证。
原型板的制作可以采用手工绘制、CAD绘图、PCB设计软件等方式进行。
3.制作铜版制作铜版是电路板制作的重要步骤。
铜版可以通过化学方法、机械方法、光敏方法等方式制作。
其中,化学方法是最常用的一种方法。
在制作铜版时,需要根据电路图的要求,将导电层和覆铜层制作在基材上,形成电路板的基本结构。
4.印刷印刷是将电路图上的图案和文字打印到电路板上的过程。
印刷可以采用丝网印刷、喷墨印刷、激光印刷等方式进行。
5.钻孔钻孔是将电路板上的导电孔钻出的过程。
在钻孔时,需要根据电路图的要求,将孔位钻出,并进行表面处理,以保证导电性能。
6.镀铜镀铜是将电路板上的导电层进行增厚的过程。
在镀铜时,需要将电路板浸泡在含有铜离子的溶液中,通过电化学方法将铜离子还原成铜层,从而增加电路板的导电性能。
7.蚀刻蚀刻是将电路板上不需要的部分蚀刻掉的过程。
在蚀刻时,需要将电路板浸泡在含有蚀刻液的溶液中,蚀刻液会蚀刻掉电路板上不需要的部分,形成电路板的最终形态。
8.钻孔钻孔是将电路板上的导电孔钻出的过程。
在钻孔时,需要根据电路图的要求,将孔位钻出,并进行表面处理,以保证导电性能。
9.表面处理表面处理是将电路板上的表面进行处理的过程。
电路设计注意事项总结一、模拟电路设计经验总结1为了获得具有良好稳定性的反馈电路;通常要求在反馈环外面使用一个小电阻或扼流圈给容性负载提供一个缓冲..2积分反馈电路通常需要一个小电阻约560欧与每个大于10pF的积分电容串联..3在反馈环外不要使用主动电路进行滤波或控制EMC的RF带宽;而只能使用被动元件最好为RC电路..仅仅在运放的开环增益比闭环增益大的频率下;积分反馈方法才有效..在更高的频率下;积分电路不能控制频率响应..4为了获得一个稳定的线性电路;所有连接必须使用被动滤波器或其他抑制方法如光电隔离进行保护..5使用EMC滤波器;并且与IC相关的滤波器都应该和本地的0V参考平面连接..6在外部电缆的连接处应该放置输入输出滤波器;任何在没有屏蔽系统内部的导线连接处都需要滤波;因为存在天线效应..另外;在具有数字信号处理或开关模式的变换器的屏蔽系统内部的导线连接处也需要滤波..7在模拟IC的电源和地参考引脚需要高质量的RF去耦;这一点与数字IC一样..但是模拟IC通常需要低频的电源去耦;因为模拟元件的电源噪声抑制比PSRR在高于1KHz后增加很少..在每个运放、比较器和数据转换器的模拟电源走线上都应该使用RC或LC滤波..电源滤波器的拐角频率应该对器件的PSRR拐角频率和斜率进行补偿;从而在整个工作频率范围内获得所期望的PSRR..8对于高速模拟信号;根据其连接长度和通信的最高频率;传输线技术是必需的..即使是低频信号;使用传输线技术也可以改善其抗干扰性;但是没有正确匹配的传输线将会产生天线效应..9避免使用高阻抗的输入或输出;它们对于电场是非常敏感的..10由于大部分的辐射是由共模电压和电流产生的;并且因为大部分环境的电磁干扰都是共模问题产生的;因此在模拟电路中使用平衡的发送和接收差分模式技术将具有很好的EMC效果;而且可以减少串扰..平衡电路差分电路驱动不会使用0V参考系统作为返回电流回路;因此可以避免大的电流环路;从而减少RF辐射..11比较器必须具有滞后正反馈;以防止因为噪声和干扰而产生的错误的输出变换;也可以防止在断路点产生振荡..不要使用比需要速度更快的比较器将dV/dt保持在满足要求的范围内;尽可能低..12有些模拟IC本身对射频场特别敏感;因此常常需要使用一个安装在PCB上;并且与PCB的地平面相连接的小金属屏蔽盒;对这样的模拟元件进行屏蔽..注意;要保证其散热条二、电路板设计步骤一般而言;设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤..1.电路原理图的设计2.产生网络表AltumDesigner09好像不用3.印制电路板的设计原理图设计过程原理图的设计可按下面过程来完成..1复杂的原理图用层次电路图来画;简单的可以不用..要构思好零件图;设计好图纸大小..图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的;设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步..2设置Protel99/Schematic设计环境;包括设置格点大小和类型;光标类型等等;大多数参数也可以使用系统默认值..3旋转零件;用户根据电路图的需要;将零件从零件库里取出放置到图纸上;并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作..将自己做的元器件和封装作成一个库;方便日后调用..4有原理图布线;利用Protel提供的各种工具;将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来;构成一个完整的原理图..5调整线路;将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改;使得原理图更加美观..6报表输出;通过Protel提供的各种报表工具生成各种报表;其中最重要的报表是网络表;通过网络表为后续的电路板设计作准备..7文件保存及打印输出;最后的步骤是文件保存及打印输出..三、原理图设计需要遵循的原则1在元器件的布局方面;应该把相互有关的元件尽量放得近一些;例如;时钟发生器、晶振、CPU的时钟输入端都易产生噪声;在放置的时候应把它们近些..对于那些易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路开关电路等;应尽量使其远离单片机的逻辑控制电路和存储电路ROM、RAM;如果可能的话;可以将这些电路另外制成电路板;这样有利于抗干扰;提高电路工作的可靠性..2尽量在关键元件;如ROM、RAM等芯片旁边安装去耦电容..实际上;印制电路板走线、引脚连线和接线等都可能含有较大的电感效应..大的电感可能会在Vcc走线上引起严重的开关噪声尖峰..防止Vcc走线上开关噪声尖峰的唯一方法;是在Vcc与电源地之间安放一个0.1uF的电子去耦电容..如果电路板上使用的是表面贴装元件;可以用片状电容直接紧靠着元件;在Vcc引脚上固定..最好是使用瓷片电容;这是因为这种电容具有较低的静电损耗ESL和高频阻抗;另外这种电容温度和时间上的介质稳定性也很不错..尽量不要使用钽电容;因为在高频下它的阻抗较高..在安放去耦电容时需要注意以下几点:在印制电路板的电源输入端跨接100uF左右的电解电容;如果体积允许的话;电容量大一些则更好..原则上每个集成电路芯片的旁边都需要放置一个0.01uF的瓷片电容;如果电路板的空隙太小而放置不下时;可以每10个芯片左右放置一个1~10的钽电容..对于抗干扰能力弱、关断时电流变化大的元件和RAM、ROM等存储元件;应该在电源线Vcc和地线之间接入去耦电容..电容的引线不要太长;特别是高频旁路电容不能带引线..3在单片机控制系统中;地线的种类有很多;有系统地、屏蔽地、逻辑地、模拟地等;地线是否布局合理;将决定电路板的抗干扰能力..在设计地线和接地点的时候;应该考虑以下问题:逻辑地和模拟地要分开布线;不能合用;将它们各自的地线分别与相应的电源地线相连..在设计时;模拟地线应尽量加粗;而且尽量加大引出端的接地面积..一般来讲;对于输入输出的模拟信号;与单片机电路之间最好通过光耦进行隔离..在设计逻辑电路的印制电路版时;其地线应构成闭环形式;提高电路的抗干扰能力..地线应尽量的粗..如果地线很细的话;则地线电阻将会较大;造成接地电位随电流的变化而变化;致使信号电平不稳;导致电路的抗干扰能力下降..在布线空间允许的情况下;要保证主要地线的宽度至少在2~3mm以上;元件引脚上的接地线应该在1.5mm左右..四、PCB制作原则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..印刷电路板与外接组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组件;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组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;就是各部件的联机;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;印刷电路板中各组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、管状电容器等组件有“立式”;“卧式”两种安装方式..立式指的是组件体垂直于电路板安装、焊接;其优点是节省空间;卧式指的是组件体平行并紧贴于电路板安装;焊接;其优点是组件安装的机械强度较好..这两种不同的安装组件;印刷电路板上的组件孔距是不一样的..3同一级电路的接地点应尽量靠近;并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上..特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远;否则因两个接地点间的铜箔太长会引起干扰与自激;采用这样“一点接地法”的电路;工作较稳定;不易自激..4总地线必须严格按高频-中频-低频一级级地按弱电到强电的顺序排列原则;切不可随便翻来覆去乱接;级与级间宁肯可接线长点;也要遵守这一规定..特别是变频头、再生头、调频头的接地线安排要求更为严格;如有不当就会产生自激以致无法工作..调频头等高频电路常采用大面积包围式地线;以保证有良好的屏蔽效果..5强电流引线公共地线;功放电源引线等应尽可能宽些;以降低布线电阻及其电压降;可减小寄生耦合而产生的自激..6阻抗高的走线尽量短;阻抗低的走线可长一些;因为阻抗高的走线容易发笛和吸收信号;引起电路不稳定..电源线、地线、无反馈组件的基极走线、发射极引线等均属低阻抗走线;射极跟随器的基极走线、收录机两个声道的地线必须分开;各自成一路;一直到功效末端再合起来;如两路地线连来连去;极易产生串音;使分离度下降..五、PCB制作注意事项1.布线方向:从焊接面看;组件的排列方位尽可能保持与原理图相一致;布线方向最好与电路图走线方向相一致;因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测;故这样做便于生产中的检查;调试及检修注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下..2.按电路的功能模块合理布局..布局时;按电路图讲电路划成不同的功能模块;如电源部分;驱动部分;CPU部分放置;然后根据PCB尺寸和安装整体移动各相关模块;这样就能保证相同模块内的走线最短;各模块之间的链接最合理..各组件排列;分布要合理和均匀;力求整齐;美观;结构严谨的工艺要求..3.电阻、二极管的放置方式分为平放与竖放两种:1平放:当电路组件数量不多;而且电路板尺寸较大的情况下;一般是采用平放较好;对于1/4W以下的电阻平放时;两个焊盘间的距离一般取4/10英寸;1/2W的电阻平放时;两焊盘的间距一般取5/10英寸;二极管平放时;1N400X系列整流管;一般取3/10英寸;1N540X 系列整流管;一般取4~5/10英寸..2竖放:当电路组件数较多;而且电路板尺寸不大的情况下;一般是采用竖放;竖放时两个焊盘的间距一般取1~2/10英寸..4.电位器:IC座的放置原则1电位器:在稳压器中用来调节输出电压;故设计电位器应满中顺时针调节时输出电压升高;反时针调节器节时输出电压降低;在可调恒流充电器中电位器用来调节充电电流折大小;设计电位器时应满中顺时针调节时;电流增大..电位器安放位轩应当满中整机结构安装及面板布局的要求;因此应尽可能放轩在板的边缘;旋转柄朝外..2IC座:设计印刷板图时;在使用IC座的场合下;一定要特别注意IC座上定位槽放置的方位是否正确;并注意各个IC脚位是否正确;例如第1脚只能位于IC座的右下角线或者左上角;而且紧靠定位槽从焊接面看..5.进出接线端布置1相关联的两引线端不要距离太大;一般为2~3/10英寸左右较合适..2进出线端尽可能集中在1至2个侧面;不要太过离散..6.设计布线图时要注意管脚排列顺序;组件脚间距要合理..布线和走线一定要按原理图进行;走线要短..地线、电源线尽量加粗;高、低速和模、数地线分开一点连接..CPU的晶振走线一定要短;并尽量用地线包住..7.在保证电路性能要求的前提下;设计时应力求走线合理;少用外接跨线;并按一定顺充要求走线;力求直观;便于安装;高度和检修..8.设计布线图时走线尽量少拐弯;力求线条简单明了..9.布线条宽窄和线条间距要适中;电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相符..10.设计应按一定顺序方向进行;例如可以由左往右和由上而下的顺序进行..。
印刷电路板图设计注意事项
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,印刷线路板的组件布局和电气联机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,对同一种组件和参数的电路,由于组件布局设计和电气联机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组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组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。
一、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。
印刷电路板与外接组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组件,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
首先需要对所选用组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,就是各部件的联机,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,印刷电路板中各组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、管状电容器等组件有“立式”,“卧式”两种安装方式。
立式指的是组件体垂直于电路板安装、焊接,其优点是节省空间,卧式指的是组件体平行并紧贴于电路板安装,焊接,其优点是组件安装的机械强度较好。
这两种不同的安装组件,印刷电路板上的组件孔距是不一样的。
(3)同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。
特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远,否则因两个接地点间的铜箔太长会引起干扰与自激,采用这样“一点接地法”的电路,工作较稳定,不易自激。
(4)总地线必须严格按高频-中频-低频一级级地按弱电到强电的顺序排列原则,切不可随便翻来复去乱接,级与级间宁肯可接线长点,也要遵守这一规定。
特别是变频头、再生头、调频头的接地线安排要求更为严格,如有不当就会产生自激以致无法工作。
调频头等高频电路常采用大面积包围式地线,以保证有良好的屏蔽效果。
(5)强电流引线(公共地线,功放电源引线等)应尽可能宽些,以降低布线电阻及其电压降,可减小寄生耦合而产生的自激。
(6)阻抗高的走线尽量短,阻抗低的走线可长一些,因为阻抗高的走线容易发笛和吸收信号,引起电路不稳定。
电源线、地线、无反馈组件的基极走线、发射极引线等均属低阻抗走线,射极跟随器的基极走线、收录机两个声道的地线必须分开,各自成一路,一直到功效末端再合起来,如两路地线连来连去,极易产生串音,使分离度下降。
二、印刷板图设计中应注意下列几点
1.布线方向:从焊接面看,组件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检修(注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下)。
2.各组件排列,分布要合理和均匀,力求整齐,美观,结构严谨的工艺要求。
3.电阻,二极管的放置方式:分为平放与竖放两种:
(1)平放:当电路组件数量不多,而且电路板尺寸较大的情况下,一般是采用平放较好;对于1/4W以下的电阻平放时,两个焊盘间的距离一般取4/10英寸,1/2W的电阻平放时,两焊盘的间距一般取5/10英寸;二极管平放时,1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管,一般取4~5/10英寸。
(2)竖放:当电路组件数较多,而且电路板尺寸不大的情况下,一般是采用竖放,竖放时两个焊盘的间距一般取1~2/10英寸。
4.电位器:IC座的放置原则
(1)电位器:在稳压器中用来调节输出电压,故设计电位器应满中顺时针调节时输出电压升高,反时针调节器节时输出电压降低;在可调恒流充电器中电位器用来调节充电电流折大小,设计电位器时应满中顺时针调节时,电流增大。
电位器安放位轩应当满中整机结构安装及面板布局的要求,因此应尽可能放轩在板的边缘,旋转柄朝外。
(2)IC座:设计印刷板图时,在使用IC座的场合下,一定要特别注意IC座上定位槽放置的方位是否正确,并注意各个IC脚位是否正确,例如第1脚只能位于IC座的右下角线或者左上角,而且紧靠定位槽(从焊接面看)。
5.进出接线端布置
(1)相关联的两引线端不要距离太大,一般为2~3/10英寸左右较合适。
(2)进出线端尽可能集中在1至2个侧面,不要太过离散。
6.设计布线图时要注意管脚排列顺序,组件脚间距要合理。
7.在保证电路性能要求的前提下,设计时应力求走线合理,少用外接跨线,并按一定顺充要求走线,力求直观,便于安装,高度和检修。
8.设计布线图时走线尽量少拐弯,力求线条简单明了。
9.布线条宽窄和线条间距要适中,电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相符;
10.设计应按一定顺序方向进行,例如可以由左往右和由上而下的顺序进行。