PCB电路版图设计的常见问题
- 格式:docx
- 大小:21.95 KB
- 文档页数:4
pcb设计常见问题和改善措施PCB设计是电子制造中不可或缺的一环,它直接关系到整个电子产品的稳定性和性能表现。
然而,很多初学者在设计PCB时常常会遇到一些问题。
本文将探讨常见的PCB设计问题及改善措施。
一、布局问题1.过于密集的布局如果布局过于密集,会导致信号串扰(crosstalk)和噪声(noise)的产生。
为了解决这个问题,可以采用分层设计,将多层电路板分为几个逻辑分区。
在每个分区内,则可以使用自己的供电和接地系统。
2.容易混淆的引脚映射在复杂的PCB设计中,引脚映射关系可能会让人感到混乱,容易出错。
这种情况下,我们应该简化引脚映射,并且尽量减少不同部件的互相干扰。
3.热点问题一些元器件非常容易发热,并产生很强的电磁干扰。
这些元器件应该被单独布局,并且应该和其他元器件保持一定的距离。
二、管理问题1.缺乏模块化设计模块化设计可以帮助我们在有需要时,快速更换某个元器件或调整局部电路。
如果缺乏模块化设计,则在维护或更新时需要耗费更多的时间和资金。
模块化设计可以使得整个系统更加灵活和可靠。
2.不合理的基本布局规则设计PCB时,应该遵循一些基本的布局规则。
例如,元器件应该遵循一定的大小和形状,以方便插入和插拔。
又如,元器件的布局和尺寸应该考虑到过孔和贴片的芯片之间的兼容性。
三、电气问题1.传输线匹配问题传输线的匹配非常重要,否则会导致信号的反射和损耗。
设计师应该使用合适的电路板布线工具,并根据电路需求寻找适当的线材。
2.串扰与干扰问题当多根传输线靠近时,它们之间的耦合可能会导致信号干扰。
此时,我们可以分析信号之间的相关性,并使用合适的工具进行干扰分析和排除。
3.接地问题良好的接地系统可以有效地减少噪声和电磁干扰对电子器件的影响。
我们应该确保供地面和接地面的区域大小合适,并且不应忽略单点接地的规则。
综上所述,设计PCB时需要注意的许多问题必须受到严格的重视和更正。
采用科学的设计思路和正确的工具可以帮助我们解决问题,实现PCB优化设计的目标。
1.原理图常见错误:(1)ER C报告管脚没有接入信号:a.创建封装时给管脚定义了I/O属性;b.创建元件或放置元件时修改了不一致的gr id属性,管脚与线没有连上;c. 创建元件时pi n方向反向,必须非p in na me端连线。
(2)元件跑到图纸界外:没有在元件库图表纸中心创建元件。
(3)创建的工程文件网络表只能部分调入pcb:生成netl ist时没有选择为g lobal。
(4)当使用自己创建的多部分组成的元件时,千万不要使用a nnota te.2.PCB中常见错误:(1)网络载入时报告NODE没有找到:a. 原理图中的元件使用了p cb库中没有的封装;b.原理图中的元件使用了pcb库中名称不一致的封装;c. 原理图中的元件使用了pc b库中pi n num ber不一致的封装。
如三极管:sch中p in nu mber为e,b,c, 而p cb中为1,2,3。
(2)打印时总是不能打印到一页纸上:a. 创建pcb库时没有在原点;b.多次移动和旋转了元件,pcb板界外有隐藏的字符。
选择显示所有隐藏的字符,缩小pcb,然后移动字符到边界内。
(3)DRC报告网络被分成几个部分:表示这个网络没有连通,看报告文件,使用选择CON NECTE D COP PER查找。
另外提醒朋友尽量使用WIN2000,减少蓝屏的机会;多几次导出文件,做成新的DDB文件,减少文件尺寸和P ROTEL僵死的机会。
如果作较复杂得设计,尽量不要使用自动布线。
在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的,在整个P CB中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细、工作量最大。
电路板制作常见的问题及改善方法汇总一、前言什么叫PCB,PCB是电路板的英文缩写, 什么叫FPC,FPC是绕性电路板(柔性电路板)的英文缩写,以下是电路板的发展史和目前我司所生产的电路板常见的不良问题、问题原因分析和解决方法.在此与大家一起分享,在此希望能帮到你,能让你的技能得到提升!二: PCB发展史1.早於1903年Mr. Albert Hanson首創利用“線路”(Circuit)觀念應用於電話交換機系統。
它是用金屬箔予以切割成線路導體,將之黏著於石蠟紙上,上面同樣貼上一層石蠟紙,成了現今PCB的機構雛型。
2. 至1936年,Dr Paul Eisner真正發明了PCB的製作技術,也發表多項專利。
而今日之print-etch(photoimage transfer)的技術,就是沿襲其發明而來的。
三、PCB种类1、以材質分: 1)有机材质:酚醛樹脂、玻璃纖維、環氧樹脂、聚酰亚胺等2)无机材质:鋁、陶瓷,无胶等皆屬之。
主要起散熱功能2、以成品軟硬區分1)硬板Rigid PCB 2)軟板Flexible PCB 3)軟硬板Rigid-Flex PCB3:电路板结构:1. A、单面板B、双面板C、多层板2: 依用途分:通信/耗用性電子/軍用/電腦/半導體/電測板/汽车....等产品领域4: PCB生产工艺流程简介1、双面喷锡板正片简易生产工艺流程图工程开料图开料磨边/倒角叠板钻孔QC检验沉铜板电QC检验涂布湿墨/干膜图电退膜/墨蚀刻EQC检验裸测绿油印字符喷锡成型/CNC外形成测FQC FQA 包装入库出货以上只是其中一个工艺流程,不同的工艺要求,就出现不同的工艺制作流程四: 钻孔制程目的4.1单面或双面板的制作都是在下料之后直接进行非导通孔或导通孔的钻孔, 多层板则是在完成压板之后才去钻孔。
传统孔的种类除以导通与否简单的区分外,以功能的不同尚可分:零件孔,工具孔,通孔(Via),盲孔(Blind hole),埋孔(Buried hole)(后二者亦为via hole的一种).近年电子产品'轻.薄.短.小.快.'的发展趋势,使得钻孔技术一日千里,机钻,雷射烧孔,感光成孔等.4.2流程:上PIN→钻孔→检查全流程线路板厂,都会有钻孔这麽一道工序。
常见画pcb错误的原因画PCB时常见错误的原因有很多,下面我将详细阐述一下常见的几种错误原因。
首先,一个常见的错误是电路布局不合理,主要表现为信号线长度过长、走线混乱以及模块之间的距离不合适等。
这种错误会引起信号干扰、串扰和电磁干扰等问题,导致电路性能下降。
解决这个问题的方法是进行良好的电路规划和布局,并使用较短的信号线、减少走线交叉以及合理安排模块间的距离。
第二个常见错误是封装选择错误。
封装是将器件的引脚和外部连线相连的过程,选择不合适的封装会导致引脚数量不匹配、间距不合适以及电气特性不匹配等问题。
为了避免这个错误,设计者应该仔细查阅器件的封装规格,确保所选封装和原理图中元件的尺寸、引脚数目以及引脚排列等参数相匹配。
第三个常见错误是缺少或多余的电源和地线。
电源线和地线在PCB布局中非常重要,缺少或多余的电源和地线会导致电路运行不稳定、噪声干扰以及电流过载等问题。
解决这个问题的方法是根据电路的需求合理设计电源和地线,确保其有足够的容量和连接稳定性。
第四个常见错误是差分信号的布局错误。
差分信号是通过两个相互独立的信号线传输的,其间隔和长度需要精确匹配。
布局错误会导致差分信号的失配,从而引起串扰和干扰等问题。
解决这个问题的方法是使用均匀且匹配的差分对来布局差分信号线,并保持其间的间距和长度一致。
第五个常见错误是未考虑信号的传输速度。
现代电路中,信号的传输速度越来越高,而传输速度的快慢会对电路的稳定性和可靠性产生重要影响。
如果在设计中未考虑信号的传输速度,容易出现信号失真、时序混乱和干扰等问题。
为了避免这个错误,设计者应该根据信号的传输速度选择合适的线宽和间距,并采取必要的防护措施,如使用阻抗匹配等。
第六个常见错误是未考虑散热的设计。
许多电子元件在工作过程中会产生大量的热量,如果未考虑到散热问题,可能导致元件过热烧毁。
为了防止这个错误,设计者应该合理布局元件,确保有足够的散热空间和散热通道,并使用合适的散热材料和散热器等。
pcb板设计时应注意的问题在进行PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计时,有一些关键的问题需要注意,以确保设计的性能、可靠性和制造的成功。
以下是一些在进行PCB 设计时应注意的问题:电气性能:信号完整性:确保信号在传输过程中不受到过多的噪声、串扰或衰减。
电源和接地:设计稳定的电源和接地系统,以确保电路中的稳定电压和电流。
元件布局:元件间距和位置:确保元件之间的合适间距,以便焊接和维护。
同时,考虑元件的位置对信号传输和散热的影响。
元件方向:给予元件正确的方向,确保极性元件(如二极管、电解电容)被正确安装。
散热:热设计:对需要散热的元件(如功率放大器、稳压器)进行适当的散热设计。
散热器的放置:在设计中考虑散热器的放置,以确保充分散热。
EMI(电磁干扰)和RFI(射频干扰):电磁兼容性:采用合适的屏蔽和滤波手段,减少电磁辐射和对外界干扰的敏感性。
布线和层次:信号层次:合理规划信号和电源层的堆叠,以降低信号传输的干扰。
差分对布线:对差分信号使用合适的布线技术,减小差分对之间的电磁耦合。
制造和组装:焊盘和焊接:设计适当大小的焊盘,确保焊接质量和可靠性。
组装方向:提供组装方向和安装说明,确保组装人员正确地安装元件。
测试和调试:测试点:在关键位置添加测试点,以便进行测试和调试。
调试接口:提供易于调试的接口和信息,有助于故障排除。
可靠性和环境:环境适应性:根据产品使用的环境,选择适当的材料和封装,确保PCB在各种条件下都能可靠运行。
这些是一些基本的设计考虑因素,具体的设计要求可能会因项目和应用而有所不同。
在PCB设计的早期阶段,与制造商和其他相关团队的紧密合作也是确保成功的重要步骤。
pcb设计中需要注意的问题在进行PCB设计时,需要注意以下几个问题:1.原理图的正确性:在进行PCB设计前,首先要确保原理图的正确性。
原理图是PCB 设计的基础,需要准确地描述电路的连接关系和元器件的规格。
检查原理图时要注意是否有连接错误、元器件值是否正确、是否有遗漏等问题。
2.元器件的选择和布局:在进行PCB设计前,需要仔细选择和布局元器件。
元器件的选择要符合电路设计的需求,能够满足所设计的功能。
元器件的布局要考虑到信号的传输和电源的供应,尽量减小信号线和电源线的长度和阻抗。
3.信号和电源的分离:在PCB设计中,信号和电源是两个相互独立的模块。
为了避免信号干扰和电源波动,需要将信号和电源线进行分离。
可以使用地平面和电源平面来隔离信号和电源。
4.地线的设计:地线是PCB设计中非常重要的一部分。
良好的地线设计可以提供良好的信号和电源共地基准,减少信号干扰和地回路噪声。
地线的宽度要足够宽,以保证低阻抗连接。
5.信号线的走线:在进行PCB设计时,需要合理地设计信号线的走线。
信号线要尽量减小长度,减小阻抗和串扰。
可以使用不同层次的信号层来进行信号的引线,避免信号线的交叉和重叠。
6.相邻引脚的选址:在进行PCB设计时,应将相邻引脚的选址考虑在内。
相邻引脚之间的距离过大会增加信号线的长度和串扰,而距离过小会导致引脚之间的短路。
要根据引脚的尺寸和布局要求来进行选址。
7.散热和电磁兼容:在PCB设计中,需要考虑到散热和电磁兼容性。
散热是为了保持电子元器件的正常工作温度,可以通过散热器和散热片来提高散热效果。
电磁兼容性是为了避免电磁辐射和电磁感应,可以采取屏蔽措施和规避敏感器件。
8.焊盘和焊接工艺:在进行PCB设计时,需要注意焊盘和焊接工艺。
焊盘是元器件引脚和PCB板之间的连接点,需要合理设计大小和形状,以提供良好的焊接效果。
焊接工艺要选择合适的焊接方法和工艺参数,保证焊接的质量。
9. PCB板的尺寸和材料选择:在进行PCB设计时,需要根据电路的尺寸和元器件数量来选择合适的PCB板。
电路板设计中常见的问题及解决方法在电路板设计过程中,由于材料、工艺和设计等多个因素的综合影响,常会出现一些问题。
本文将介绍电路板设计中常见的问题,并提供相应的解决方法。
一、电路板设计中常见问题1. 线路完整性问题线路完整性是电路板设计中一个关键的问题。
主要表现为信号的传输延迟、串扰等。
可能产生的原因包括布线不合理、传输线长度过长、终端电阻设置不合适等。
2. 电源噪声问题电源噪声会对电路的工作产生负面影响,可能导致噪声耦合和干扰。
这一问题通常与电源线的设计和放置有关,例如布线的选择、电源滤波电容的使用等。
3. 温度管理问题电路板在工作中会产生一定的热量,如果不能妥善管理温度,可能导致电子元器件的过热、性能下降甚至损坏。
在电路板设计中需要合理布局,确保元器件之间的散热、选择合适的散热材料等。
4. 封装和布局问题封装和布局是电路板设计中至关重要的一环。
封装的选择应符合设计要求,如尺寸、引脚数、散热等。
布局应合理安排元器件的位置,以降低信号干扰、提高性能。
5. 电磁干扰问题电磁干扰可能导致电路性能下降,信号失真,甚至功能故障。
电路板设计中应注意减少电磁辐射和抗干扰能力的提升,采取合适的屏蔽措施等。
二、电路板设计问题的解决方法1. 通过优化布线来解决线路完整性问题。
合理布置信号线,缩短传输距离,避免信号串扰;合理设置终端电阻,保证信号的正常传输。
2. 采用滤波电容等元器件来解决电源噪声问题。
电源滤波电容可以有效减少电源噪声,提高供电的稳定性。
3. 通过优化散热设计来解决温度管理问题。
合理布局散热元件,选择散热性能好的材料,提高散热效率。
4. 根据实际需求选择合适的封装和布局方案。
封装的选择要兼顾尺寸和性能,布局要充分考虑信号干扰和散热等因素。
5. 采用屏蔽措施来解决电磁干扰问题。
可以采用金属屏蔽罩、屏蔽层、增加地线等方法来减少电磁辐射和提高电路的抗干扰能力。
总结:电路板设计中常见问题的解决需要设计人员在整个设计过程中保持细致的观察和分析能力。
PCB设计中的常见问题(文字版)PCB设计中的常见问题PCB设计的好坏直接决定了产品开发的质量和周期,它已成为产品设计链中的一个关键环节。
在社会化分工越来越细的今天,PCB设计已逐渐成为一门独立的学科。
随着高速设计时代的来临,PCB设计已经从以前简单的摆器件、拉线发展到一门以电工学为基础,综合电子、热、机械、化工等多学科的专业了。
就PCB设计人员关注的问题结合专家的精辟解答予以讨论,并从理论和实际经验双重角度深度剖析与PCB相关的各种问题的实质及处理方法。
Q1:pcb设计中需要注意哪些问题?A1:PCB设计时所要注意的问题随着应用产品的不同而不同。
就象数字电路与仿真电路要注意的地方不尽相同那样。
以下仅概略的几个要注意的原则。
1、PCB层叠的决定;包括电源层、地层、走线层的安排,各走线层的走线方向等。
这些都会影响信号品质,甚至电磁辐射问题。
2、电源和地相关的走线与过孔(via)要尽量宽,尽量大。
3、不同特性电路的区域配置。
良好的区域配置对走线的难易,甚至信号质量都有相当大的关系。
4、要配合生产工厂的制造工艺来设定DRC (Design Rule Check)及与测试相关的设计(如测试点)。
其它与电气相关所要注意的问题就与电路特性有绝对的关系,例如,即便都是数字电路,是否注意走线的特性阻抗就要视该电路的速度与走线长短而定。
Q2:在高速PCB设计时我们使用的软件都只不过是对设置好的EMC、EMI规则进行检查,而设计者应该从那些方面去考虑EMC、EMI的规则呢怎样设置规则呢?我使用的是CADENCE公司的软件。
A2:一般EMI/EMC设计时需要同时考虑辐射(radiated)与传导(conducted)两个方面。
前者归属于频率较高的部分(>30MHz)后者则是较低频的部分(<30MHz)。
所以不能只注意高频而忽略低频的部分。
一个好的EMI/EMC设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置, PCB迭层的安排, 重要联机的走法, 器件的选择等, 如果这些没有事前有较佳的安排, 事后解决则会事倍功半, 增加成本。
简述pcb设计中需考虑的问题电路板 (PCB) 设计是电子电路设计中至关重要的一环,需要在设计中考虑多种问题,以确保电路的稳定性、可靠性和性能。
以下是 PCB 设计中需考虑的一些主要问题:1. 电路拓扑结构:电路拓扑结构是指电路中各种元件之间的连接方式。
在PCB 设计中,需要考虑电路拓扑结构的合理性和可扩展性,以确保电路的稳定性和可靠性。
2. 信号传输线:信号传输线是指电路中信号从一个地方传输到另一个地方的路径。
在 PCB 设计中,需要考虑信号传输线的长度、弯曲程度、信号衰减等因素,以确保信号的稳定性和可靠性。
3. 电路噪声:电路噪声是指电路中各种干扰信号。
在 PCB 设计中,需要考虑电路噪声的影响,并采取相应的降噪措施,以确保电路的稳定性和可靠性。
4. PCB 材质:PCB 材质是指 PCB 的材料性质。
在 PCB 设计中,需要考虑PCB 的材质对电路性能的影响,并选择适当的 PCB 材质,以确保电路的稳定性和可靠性。
5. PCB 层数:PCB 层数是指 PCB 的层数。
在 PCB 设计中,需要考虑 PCB 层数的影响,并选择适当的 PCB 层数,以确保电路的稳定性和可靠性。
6. PCB 布局:PCB 布局是指 PCB 中各个元件的位置安排。
在 PCB 设计中,需要考虑 PCB 布局的合理性和可扩展性,以确保电路的稳定性和可靠性。
7. PCB 布线:PCB 布线是指 PCB 中各个元件之间的连接线。
在 PCB 设计中,需要考虑 PCB 布线的合理性和可扩展性,以确保电路的稳定性和可靠性。
8. PCB 钻孔:PCB 钻孔是指 PCB 中的钻孔。
在 PCB 设计中,需要考虑 PCB钻孔的影响,并采取相应的钻孔措施,以确保电路的稳定性和可靠性。
以上是 PCB 设计中需考虑的一些主要问题。
在 PCB 设计中,需要综合考虑各种因素,以确保电路的稳定性、可靠性和性能。
环测威官网:/与软件系统的发展相比,电子硬件设计及其优化已经出现了长时间消耗和高成本等实际问题。
然而,在实际设计中,工程师倾向于更多地关注高度原则性的问题,但是导致对印刷电路板操作的巨大影响只是一些我们必须反复纠正的详细错误。
完美生成PCB是不可能的,但可以逐步优化。
本文将首先列出电路设计,PCB生产和维护方面的一些问题,然后提供一些易于使用的方法,以有限的成本优化定制PCB。
多通道功率整流LED的耐压保护以走廊公共电力设备为例。
为了保证电路的正常工作,利用多通道电源为AC-DC模块的电源模块供电,参数“Uin =AC85~264V”。
采用300Ω1/ 2W碳电阻串联的IN4007整流LED 用于多路输入隔离。
图1是该产品的电路图。
从理论上讲,这是一个完美的想法,而实际使用中存在严重问题。
在没有考虑尖峰电压的情况下,在正常情况下,多通道电源之间的电压可以达到AC400V,IN4007的耐压可以达到1000V。
正确的组件被拿起来,对吗?但事实是由于耐压问题经常发生短路爆炸,导致整个环测威官网:/产品的废料。
当然,不可否认的是,低质量的元件和LED的老化也会导致问题。
但即使安装了具有更高耐压的高质量LED或LED而不是之前的那些,问题仍然存在。
考虑到保修期内早期疲劳的质量问题和吞吐量(TPY)的存在,组件几乎不可能达到100%TPY。
对于该电路,该先进电路需要24个整流LED,废品率范围为2.4%至7.2%。
具有这种品质的PCB永远无法完全满足客户的需求。
事实上,这是一种易于使用的方法来处理这个问题。
只要在每个循环中再放置一个IN4007系列,就可以轻松解决这个问题。
因为此时,电路电压降低了0.7V,对输出没有影响。
只需稍微增加成本就可以产生双耐压值,并将误差发生率降低到0.5%。
小型继电器频繁运行解决电磁干扰问题由于电弧放电时小型继电器在PCB上产生的电磁干扰会在切断高电流时产生。
干扰不仅影响CPU的正常运行,导致频繁的复位,而且使解码器和驱动器产生错误的信号和指令,导致组件实现的错误。
pcb板的创作与设计中遇到的问题及解决方法【知识】主题:PCB板的创作与设计中遇到的问题及解决方法导语:PCB板作为电子产品中不可或缺的一部分,在创作和设计的过程中常常面临各种问题。
本文将从深度和广度的角度,全面评估PCB 板创作和设计中遇到的问题,并提供解决方法,以帮助读者更深入地理解和解决这些技术挑战。
一、PCB板创作与设计中常见问题1.1 接线布局错误导致的电路故障在PCB板创作和设计过程中,接线布局是一个非常关键的环节。
错误的接线布局可能会导致电路故障,甚至无法正常工作。
常见的问题包括相互干扰的信号线、电源线或地线不合理分布等。
这些问题可能会导致信号串扰、电源噪声以及辐射干扰等一系列问题。
解决方法:1. 仔细规划信号线、电源线和地线的布局,尽量避免它们的交叉和相互干扰。
2. 使用屏蔽罩或地平面屏蔽技术来减少干扰。
3. 使用合适的阻抗匹配和终端电阻来降低信号串扰。
1.2 高频电路设计困难在高频电路设计中,信号的频率和速度非常高,要求非常高的板线布局和元件参数选择。
许多设计师在高频电路设计中面临困难,如信号完整性、匹配网络、信号衰减等问题。
解决方法:1. 了解高频电路设计常用的技术和规范,如微波电路设计、EMC设计等。
2. 使用仿真工具进行模拟和验证,如SPICE、ADS等,以确保信号完整性和匹配网络性能。
3. 仔细选择高频器件和元件参数,根据实际需求进行调整。
1.3 PCB板材料选择问题PCB板材料的选择直接影响到电路性能、散热效果和可靠性。
常见的问题包括材料热传导性能不佳、介电常数过大等,这些问题可能会导致电路性能下降、工作温度过高等问题。
解决方法:1. 根据实际需求选择合适的PCB板材料,考虑其热传导性能、介电常数、机械强度等因素。
2. 注意材料的可靠性和供货渠道,选择知名品牌或可靠的供应商。
1.4 PCB板制造工艺问题PCB板的制造工艺是保证电路性能和可靠性的重要环节。
常见的问题包括线路走线粗细不一致、焊盘大小不合适等,这些问题可能会导致焊接不良、导线过热等问题。
常见的PCB布局方面的问题和困惑在电子设计中,项目原理图设计完成编译通过之后,就需要进行PCB的设计。
PCB设计首先在确定了板形尺寸,叠层设计,整体的分区构想之后,就需要进行设计的第一步:元件布局。
即将各元件摆放在它合适的位置。
而布局是一个至关重要的环节。
布局结果的优劣直接影响到布线的效果,从而影响到整个设计功能。
因此,合理有效的布局是PCB设计成功的第一步。
PCB布局前按照整个功能按模块对电路进行分区。
区域规划时依照功能对模拟部分和数字部分隔离,高频电路与低频电路隔离。
分区完成之后考虑每个区域内的关键元件,将区域内其他元件以关键元件为重点放置到合适的位置。
当放置元件时,同时考虑子系统电路之间的内部电路走线,特别是时序及振荡电路。
为了去除电磁干扰的潜在问题,应系统地检查元件放置与布局,以方便走线,降低电磁干扰,满足功能的前提下尽量做到美观。
一、常见的PCB布局方面的问题和困惑一个产品的成功与否,一方面要求功能质量良好,另一方面要求美观,要像向雕琢一件工艺品一样布局您的电路板。
在PCB元件布局方面经常会有这些疑问和困扰。
PCB板形与整机是否匹配?元器件之间是间距是否合理,有无水平上或高度上的冲突?PCB是否需要拼版,是否要预留工艺边,是否预留安装孔,如何排列定位孔?如何考虑阻抗控制,信号完整性,电源信号稳定,电源模块散热?需要经常更换的元件是否方便替换,可调元件是否方便调节?热敏元件与发热元件之间是否考虑距离?整板EMC性能,如何布局能有效增强抗干扰能力?二、优秀的PCB元件布局原则首先划分区域。
根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行整体考虑,将各个功能电路单元按照模块划分大体区域,使布局适合信号流通,并尽量保持方向一致。
PCB设计中常见问题及调试技巧综述研究PCB(Printed Circuit Board)设计是电子产品开发过程中重要的一环。
在PCB设计中,常常会遇到一些常见问题,如电磁兼容性、电路布局、信号完整性等问题。
本文将综述PCB设计中常见问题,并提供一些调试技巧。
一、电磁兼容性问题电磁兼容性是指电路板设计的电磁波及干扰对设备造成的影响。
在PCB设计中,常见的电磁兼容性问题有:1. 电源和信号线干扰:在电路板布局中,应避免信号线与电源线靠得太近,以减少串扰。
同时,对于高频信号线,应使用差分传输线来减少干扰。
2. 地线布局:地线是整个电路板中最重要的一条线路,正确地布局地线可以有效地减少电磁干扰。
一般来说,应尽量缩短地线的长度,避免出现回流环路。
3. 屏蔽设计:在高频电路中,应考虑采用屏蔽材料来减少电磁辐射。
合理设置屏蔽罩和屏蔽框可以有效地降低干扰。
4. 组态设计:在多层PCB设计中,可以考虑将干扰源放在一层,将受干扰的线路放在另一层,通过屏蔽层来隔离。
调试技巧:使用电磁兼容性测试仪器进行测试,如频谱分析仪、电磁场探测器等。
二、电路布局问题电路布局是PCB设计中至关重要的一步。
良好的电路布局可以确保信号完整性和电磁兼容性。
以下是一些常见的电路布局问题和解决技巧:1. 良好的信号完整性:如数据线、时钟线等,应保证布局对称,长度平等,并避免与电源线、高电流回路靠近。
2. 连接器位置:连接器的位置应根据外部接口进行合理布局,尽量避免长距离连接线,以减少信号传输的损耗。
3. 良好的热管理:布局要考虑散热问题,尽量避免热源与敏感部件(如低噪声放大器、放大器等)靠近。
4. 解耦电容和滤波电容的选择和布局:解耦电容应尽量靠近电源和地线,以降低功率噪声;滤波电容应根据实际需要选择合适的数值和布局。
调试技巧:通过布线规则的审查和信号完整性分析,如时序分析、电源噪声分析等工具。
三、信号完整性问题信号完整性是指信号在传输过程中是否能够保持其原有的形态和特性。
一、绘制原理图和P CB图的过程中常遇到的一些问题(请结合上机验证以加深体会)1、放置元件时,光标在图纸中心,元件却在图纸外,试分析可能的原因。
答:这是由于创建元件库时,没有在元件库图纸中心创建元件。
这样,放置元件时,光标所在处是元件库图纸的中心,而元件却距离此中心非常远。
编辑库文件时,元件应该放在原点附近,尽量把元件的第一个管脚放在原点。
2、负电平输入有效的引脚外观如何设置?答:在设置元件属性栏中的D OT项前打勾选中即可。
答:在原理图或元件库的编辑中,遇到需要在网络标号或管脚名等字符上方画横线时,只要在输入这些名字的每个字母后面再补充输入一个“\”符号,Protel即可自动把“\”转化为前一字母的上画线。
4、为什么导线明明和管脚相连,ERC却报告说缺少连线?答:可能的原因有:(1)该问题可能是由于栅格(Grids)选项设置不当引起。
如果捕捉栅格精度(Snap)取得太高,而可视栅格(Visibl e)取得较大,可能导致绘制导线(wire)时,在导线端点与管脚间留下难以察觉的间隙。
例如:当Snap取为1,Visibl e取为10,就容易产生这种问题;(2)另外在编辑库元件、放置元件管脚时,如果把捕捉栅格精度取得太高,同样也会使得该元件在使用中出现此类似问题。
所以,进行库编辑时最好取与原理图编辑相同的栅格精度。
5、ERC报告管脚没有接入信号,试分析可能的原因。
答:可能的原因有:a、创建封装时给管脚定义了I/O属性;b、创建元件或放置元件时修改了不一致的grid属性,管脚与线没有连上;c、创建元件时,管脚方向反向,使得原理图中是“pin name”端与导线相连。
6、网络载入时报告NODE没有找到,试分析可能的原因。
PCB Layout中的走线策略布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。
走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过Layout得以实现并验证,由此可见,布线在高速PCB设计中是至关重要的。
下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况,分析其合理性,并给出一些比较优化的走线策略。
主要从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。
1.直角走线直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢?从原理上说,直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。
其实不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。
直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面:一是拐角可以等效为传输线上的容性负载,减缓上升时间;二是阻抗不连续会造成信号的反射;三是直角尖端产生的EMI。
传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算:C=61W(Er)[size=1]1/2[/size]/Z0在上式中,C就是指拐角的等效电容(单位:pF),W指走线的宽度(单位:inch),εr指介质的介电常数,Z0就是传输线的特征阻抗。
举个例子,对于一个4Mils的50欧姆传输线(εr为4.3)来说,一个直角带来的电容量大概为0.0101pF,进而可以估算由此引起的上升时间变化量:T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps通过计算可以看出,直角走线带来的电容效应是极其微小的。
由于直角走线的线宽增加,该处的阻抗将减小,于是会产生一定的信号反射现象,我们可以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗,然后根据经验公式计算反射系数:ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间,因而反射系数最大为0.1左右。
而且,从下图可以看到,在W/2线长的时间内传输线阻抗变化到最小,再经过W/2时间又恢复到正常的阻抗,整个发生阻抗变化的时间极短,往往在10ps之内,这样快而且微小的变化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。
pcb设计中需要注意的问题一、布局合理PCB布局是电路板设计的基础,对电路板的性能和可靠性都有重要影响。
合理的布局能够提高电路板的性能,减少信号干扰,降低热损耗,提高机械强度,便于维修和更换元件等。
在布局时需要考虑以下因素:1、按照电路功能模块进行布局,将同一功能模块的元器件尽量集中放置,方便调试和维修。
2、考虑信号的传输路径,将信号线尽量短、直,避免信号反射和干扰。
3、电源和地线的设计要合理,电源和地线要尽量宽,以减小电阻和电感,提高电路的稳定性和可靠性。
4、元器件的摆放要合理,要考虑机械强度和散热效果,避免因机械应力和温度变化引起的故障。
5、考虑可维护性,便于日后维护和更换元件。
在布局时需要留出维修通道和维修空间,便于对电路板进行维修和更换元件。
二、信号完整性信号完整性是指在电路中传输的信号在时间和幅度上都是正确的,是保证数字电路稳定运行的关键。
如果信号完整性得不到保证,可能会出现信号延迟、信号畸变、误码率上升等问题,严重影响电路的性能和可靠性。
因此,在PCB设计中需要注意以下几点:1、选择合适的传输线,根据信号的频率和电流大小选择合适的传输线类型,如微带线、带状线等。
2、避免信号反射和干扰。
在信号传输过程中,要注意防止信号反射和干扰,避免信号线的长度过长、弯曲过多等问题。
3、考虑信号的均衡。
在高速数字电路中,需要考虑信号的均衡问题,防止信号畸变和延迟。
可以通过在传输线周围添加去耦电容、匹配电阻等方式来实现信号的均衡。
4、考虑信号的驱动能力。
在高速数字电路中,需要考虑信号的驱动能力问题,保证信号能够稳定地传输到目的地。
可以通过选择合适的驱动器、调整信号线的阻抗等方式来实现信号的驱动能力的优化。
三、电源和地线设计电源和地线是电路中最重要的两个组成部分之一,对电路的性能和可靠性都有重要影响。
在PCB设计中需要注意以下几点:1、设计合理的电源分布图,根据电路的功耗和电流大小设计合理的电源分布图,保证电源的稳定性和可靠性。
PCB电路版图设计的常见问题问题1:什么是零件封装,它和零件有什么区别?答:(1)零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点位置。
(2)零件封装只是零件的外观和焊点位置,纯粹的零件封装仅仅是空间的概念,因此不同的零件可以共用同一个零件封装;另一方面,同种零件也可以有不同的封装,如RES2代表电阻,它的封装形式有AXAIL0.4 、AXAIL0.3 、AXAIL0.6等等,所以在取用焊接零件时,不仅要知道零件名称还要知道零件的封装。
(3) 零件的封装可以在设计电路图时指定,也可以在引进网络表时指定。
设计电路图时,可以在零件属性对话框中的Footprint设置项内指定,也可以在引进网络表时也可以指定零件封装。
问题2:导线、飞线和网络有什么区别?答:导线也称铜膜走线,简称导线,用于连接各个焊点,是印刷电路板最重要的部分,印刷电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。
与导线有关的另外一种线,常称之为飞线也称预拉线。
飞线是在引入网络表后,系统根据规则生成的,用来指引布线的一种连线。
飞线与导线是有本质的区别的。
飞线只是一种形式上的连线,它只是形式上表示出各个焊点间的连接关系,没有电气的连接意义。
导线则是根据飞线指示的焊点间连接关系布置的,具有电气连接意义的连接线路。
网络和导线是有所不同的,网络上还包括焊点,因此在提到网络时不仅指导线而且还包括和导线相连的焊点。
问题3:内层和中间层有什么区别?答:中间层和内层是两个容易混淆的概念。
中间层是指用于布线的中间板层,该层中布的是导线;内层是指电源层或地线层,该层一般情况下不布线,它是由整片铜膜构成。
问题4:什么是内部网络表和外部网络表,两者有什么区别?答:网络表有外部网络表和内部网络表之分。
外部网络表指引入的网络表,即Sch或者其他原理图设计软件生成的原理图网络表;内部网络表是根据引入的外部网络表,经过修改后,被PCB系统内部用于布线的网络表。
严格的来说,这两种网络表是完全不同的概念,但读者可以不必严格区分。
问题5:网络表管理器有什么作用?答:第一,引入网络表,这种网络表的引入过程实际上是将原理图设计的数据加载到印刷电路板设计系统PCB的过程。
PCB设计系统中数据的所有变化,都可以通过网络宏(Netlist Macro)来完成,系统通过比较、分析网络表文件和PCB系统的内部数据,自动产生网络宏。
第二,可以利用网络表管理器直接在PCB系统中编辑电路板各个组件间的连接关系,形成网络表。
问题6:什么是类,引入类的概念有什么好处?答:所谓类就是指具有相同意义的单元组成的集合。
PCB中类定义是对用户开放的,用户可以自己定义类的意义及类的组成。
PCB中引入类主要有两个作用:(1) 便于布线F在电路板布线过程中,有些网络需要作特殊的处理,如一些重要的数据线为了避免电路板上其他组件的干扰,在布线时往往需要加大这些数据线和和其他组件间的安全间距。
可以将这些数据线归成一个类,在设置自动布线安全间距规则时可以将这个类添加到规则中,并且适当加大安全间距,那么自动布线时,这个类中的所有数据线的安全间距都被加大;在电路板布线过程中,电源和接地线往往需要加粗,以确保连接的可靠性,可以将电源和接地线归为一类,在设置自动布线导线宽度(Width Constraint)规则时,可以将这个类添加到规则中,并且适当加大导线宽度,那么自动布线时,这个类中的电源和接地线都会变宽。
(2) 便于管理电路板组件F对于一个大型的电路板,它上面有很多零件封装,还有成千上万条网络,很杂乱,利用类可以很方便的管理电路板。
例如将电路板中的所有输入网络归类,在寻找某个输入网络时,只需在这个输入网络类里查找即可;也可以将电路板中的所有限压电阻归类,在寻找某个限压电阻时,只需在这个限压电阻类里查找即可。
问题7:如何将外加焊点加入到网络中?答:可先将焊点加入到电路板中,然后双击焊点,打开焊点属性设置对话框,在Advaced 中的Net项中选择合适的网络,即可完成焊点的放置。
问题8:内层分割有什么用处?答:分割出来的内层可以用来连接一些重要的线路,即可以提高抗干扰能力也可以对重要的电路起保护作用。
问题9:敷铜有什么作用,应该注意些什么?答:敷铜的主要作用是提高电路板的抗干扰能力,如果要对线路进行包导线或补泪滴,那么敷铜应该放在最后进行。
PCB设计中的注意事项作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果电路板设计不合理性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。
根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。
不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。
(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。
)原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。
但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。
在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。
由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。
如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。
因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。
原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。
下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。
l、制作物理边框封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。
但这里一定要注意精确,否则以后出现安装问题麻烦可就大了。
还有就是拐角地方最好用圆弧,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。
以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。
2、元件和网络的引入把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,不然后面要费更大的力气。
这里的问题一般来说有以下一些:元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。
3、元件的布局元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。
一般来说应该有以下一些原则:3.l放置顺序先放置与结构有关的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动。
再放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等。
最后放置小器件。
3.2注意散热元件布局还要特别注意散热问题。
对于大功率电路,应该将那些发热元件如功率管、变压器等尽量靠边分散布局放置,便于热量散发,不要集中在一个地方,也不要高电容太近以免使电解液过早老化。
4、布线布线原则走线的学问是非常高深的,每人都会有自己的体会,但还是有些通行的原则的。
◆高频数字电路走线细一些、短一些好◆大电流信号、高电压信号与小信号之间应该注意隔离(隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在2KV时板上要距离2mm,在此之上以比例算还要加大,例如若要承受3KV的耐压测试,则高低压线路之间的距离应在3.5mm以上,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低压之间开槽。
)◆两面板布线时,两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;作为电路的输人及输出用的印制导线应尽量避兔相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加接地线。
◆走线拐角尽可能大于90度,杜绝90度以下的拐角,也尽量少用90度拐角◆同是地址线或者数据线,走线长度差异不要太大,否则短线部分要人为走弯线作补偿◆走线尽量走在焊接面,特别是通孔工艺的PCB◆尽量少用过孔、跳线◆单面板焊盘必须要大,焊盘相连的线一定要粗,能放泪滴就放泪滴,一般的单面板厂家质量不会很好,否则对焊接和RE-WORK都会有问题◆大面积敷铜要用网格状的,以防止波焊时板子产生气泡和因为热应力作用而弯曲,但在特殊场合下要考虑GND的流向,大小,不能简单的用铜箔填充了事,而是需要去走线◆元器件和走线不能太靠边放,一般的单面板多为纸质板,受力后容易断裂,如果在边缘连线或放元器件就会受到影响◆必须考虑生产、调试、维修的方便性对模拟电路来说处理地的问题是很重要的,地上产生的噪声往往不便预料,可是一旦产生将会带来极大的麻烦,应该未雨绸缎。
对于功放电路,极微小的地噪声都会因为后级的放大对音质产生明显的影响;在高精度A/D转换电路中,如果地线上有高频分量存在将会产生一定的温漂,影响放大器的工作。
这时可以在板子的4角加退藕电容,一脚和板子上的地连,一脚连到安装孔上去(通过螺钉和机壳连),这样可将此分量虑去,放大器及AD也就稳定了。
另外,电磁兼容问题在目前人们对环保产品倍加关注的情况下显得更加重要了。
一般来说电磁信号的来源有3个:信号源,辐射,传输线。
晶振是常见的一种高频信号源,在功率谱上晶振的各次谐波能量值会明显高出平均值。
可行的做法是控制信号的幅度,晶振外壳接地,对干扰信号进行屏蔽,采用特殊的滤波电路及器件等。
需要特别说明的是蛇形走线,因为应用场合不同其作用也是不同的,在电脑的主板中用在一些时钟信号上,如PCIClk、AGP-Clk,它的作用有两点:1、阻抗匹配2、滤波电感。
对一些重要信号,如INTELHUB架构中的HUBLink,一共13根,频率可达233MHZ,要求必须严格等长,以消除时滞造成的隐患,这时,蛇形走线是唯一的解决办法。
一般来讲,蛇形走线的线距>=2倍的线宽;若在普通PCB板中,除了具有滤波电感的作用外,还可作为收音机天线的电感线圈等等。
5、调整完善完成布线后,要做的就是对文字、个别元件、走线做些调整以及敷铜(这项工作不宜太早,否则会影响速度,又给布线带来麻烦),同样是为了便于进行生产、调试、维修。
敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区,可以铺GND的铜箔,也可以铺VCC的铜箔(但这样一旦短路容易烧毁器件,最好接地,除非不得已用来加大电源的导通面积,以承受较大的电流才接VCC)。
包地则通常指用两根地线(TRAC)包住一撮有特殊要求的信号线,防止它被别人干扰或干扰别人。
如果用敷铜代替地线一定要注意整个地是否连通,电流大小、流向与有无特殊要求,以确保减少不必要的失误。
6、检查核对网络有时候会因为误操作或疏忽造成所画的板子的网络关系与原理图不同,这时检察核对是很有必要的。
所以画完以后切不可急于交给制版厂家,应该先做核对,后再进行后续工作。