印刷線路板元件布局及結(jié)構(gòu)設(shè)計

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　　一、印刷線路元件布局結(jié)構(gòu)設(shè)計討論 　　

一臺性能優(yōu)良的儀器，除選擇高質(zhì)量的元器件，合理的電路外，印刷線路板的元件布局和電氣連線方向的正確結(jié)構(gòu)設(shè)計是決定儀器能否可靠工作的一個關(guān)鍵問題，對同一種元件和參數(shù)的電路，由于元件布局設(shè)計和電氣連線方向的不同會產(chǎn)生不同的結(jié)果，其結(jié)果可能存在很大的差異。因而，必須把如何正確設(shè)計印刷線路板元件布局的結(jié)構(gòu)和正確選擇布線方向及整體儀器的工藝結(jié)構(gòu)三方面聯(lián)合起來考慮，合理的工藝結(jié)構(gòu)，既可消除因布線不當而產(chǎn)生的噪聲干擾，同時便于生產(chǎn)中的安裝、調(diào)試與檢修等。

　　下面我們針對上述問題進行討論，由于優(yōu)良“結(jié)構(gòu)”沒有一個嚴格的“定義”和“模式”，因而下面討論，只起拋磚引玉的作用，僅供參考。每一種儀器的結(jié)構(gòu)必須根據(jù)具體要求(電氣性能、整機結(jié)構(gòu)安裝及面板布局等要求)，采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并對幾種可行設(shè)計方案進行比較和反復(fù)修改。印刷板電源、地總線的布線結(jié)構(gòu)選擇—-系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：模擬電路和數(shù)字電路在元件布局圖的設(shè)計和布線方法上有許多相同和不同之處。模擬電路中，由于放大器的存在，由布線產(chǎn)生的極小噪聲電壓，都會引起輸出信號的嚴重失真，在數(shù)字電路中，TTL噪聲容限為0.4V～0.6V,CMOS噪聲容限為Vcc的0.3～0.45倍,故數(shù)字電路具有較強的抗干擾的能力。良好的電源和地總線方式的合理選擇是儀器可靠工作的重要保證，相當多的干擾源是通過電源和地總線產(chǎn)生的，其中地線引起的噪聲干擾最大。

　　二、印刷電路板圖設(shè)計的基本原則要求 　　

? ? ? 1.印刷電路板的設(shè)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制，以能恰好安放入外殼內(nèi)為宜，其次，應(yīng)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(dǎo)線或金屬隔離線進行連接。但有時也設(shè)計成插座形式。即：在設(shè)備內(nèi)安裝一個插入式印刷電路板要留出充當插口的接觸位置。對于安裝在印刷電路板上的較大的元件，要加金屬附件固定，以提高耐振、耐沖擊性能。

　　2.布線圖設(shè)計的基本方法

　　首先需要對所選用元件器及各種插座的規(guī)格、尺寸、面積等有完全的了解;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、抗干擾的角度，走線短，交叉少，電源，地的路徑及去耦等方面考慮。各部件位置定出后，就是各部件的連線，按照電路圖連接有關(guān)引腳，完成的方法有多種，印刷線路圖的設(shè)計有計算機輔助設(shè)計與手工設(shè)計方法兩種。

　　最原始的是手工排列布圖。這比較費事，往往要反復(fù)幾次，才能最后完成，這在沒有其它繪圖設(shè)備時也可以，這種手工排列布圖方法對剛學(xué)習(xí)印刷板圖設(shè)計者來說也是很有幫助的。計算機輔助制圖，現(xiàn)在有多種繪圖軟件，功能各異，但總的說來，繪制、修改較方便，并且可以存盤貯存和打印。

　　接著，確定印刷電路板所需的尺寸，并按原理圖，將各個元器件位置初步確定下來，然后經(jīng)過不斷調(diào)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，對于可能交叉的線條，可以用“鉆”、“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 “鉆”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復(fù)雜，為簡化設(shè)計也允許用導(dǎo)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于電路板安裝、焊接，其優(yōu)點是節(jié)省空間，臥式指的是元件體平行并緊貼于電路板安裝，焊接，其優(yōu)點是元件安裝的機械強度較好。這兩種不同的安裝元件，印刷電路板上的元件孔距是不一樣的。

　　(3)同一級電路的接地點應(yīng)盡量靠近，并且本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級接地點上。特別是本級晶體管基極、發(fā)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干擾與自激，采用這樣“一點接地法”的電路，工作較穩(wěn)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，切不可隨便翻來復(fù)去亂接，級與級間寧肯可接線長點，也要遵守這一規(guī)定。特別是變頻頭、再生頭、調(diào)頻頭的接地線安排要求更為嚴格，如有不當就會產(chǎn)生自激以致無法工作。調(diào)頻頭等高頻電路常采用大面積包圍式地線，以保證有良好的屏蔽效果。

　　(5)強電流引線(公共地線，功放電源引線等)應(yīng)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(chǎn)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(fā)笛和吸收信號，引起電路不穩(wěn)定。電源線、地線、無反饋元件的基極走線、發(fā)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(chǎn)生串音，使分離度下降。