電路設計 - PCB板圖紙設計的基本原則

本文主要介紹PCB設計中PCB設計的基本原則和注意事項。 我們知道，一臺性能卓越的儀器設備，除了選擇優質的元器件和合理的電路外，印刷電路板的佈局和電力連接方向PCB設計的正確結構是决定儀器能否可靠工作的關鍵問題。 對於具有相同組件和參數的電路，由於組件佈局PCB設計和電力連接方向的不同，會產生不同的結果，並且結果可能非常大。 區別。 囙此，有必要將如何正確設計印刷電路板元件佈局的PCB佈局、正確選擇佈線方向和整體儀器的工藝結構三個方面結合起來。 合理的工藝結構可以消除佈線不當引起的雜訊干擾，同時便於PCB生產中的安裝、調試和維護。

在下文中，我們將討論上述問題。 由於一個好的“結構”沒有嚴格的“定義”和“模型”，以下討論僅作為引言，僅供參考。 每臺儀器的結構必須根據具體要求（電力效能、整體結構安裝和面板佈局要求），採用相應的結構PCB設計方案，並對幾種可行的PCB設計方案進行比較和反復修改。

PCB板電源、接地匯流排佈線結構選擇系統結構：類比電路和數位電路在PCB設計和佈線方法的元件佈局上有許多相似之處和不同之處。 在類比電路中，由於放大器的存在，佈線產生的非常小的雜訊電壓會導致輸出信號的嚴重失真。 在數位電路中，TTL雜訊容限為0.4V~0.6V，CMOS雜訊容限是Vcc的0.3 0.45倍，囙此數位電路具有較强的抗干擾能力。

合理選擇良好的電源和接地母線管道是儀器可靠運行的重要保證。 相當多的干擾源是通過電源和接地母線產生的，其中地線引起的雜訊干擾最大。

一、PCB板圖紙設計的基本原則要求

1.PCB板的PCB設計從確定板的尺寸開始。 PCB板的尺寸受到主機殼外殼尺寸的限制。 連接器、插座或其他PCB板）。 PCB板和外部組件通常通過塑膠線或金屬隔離線連接。 但有時PCB被設計成插座形式。也就是說：在設備中安裝插入式PCB板，留下一個接觸位置作為插座。

對於安裝在PCB板上的較大組件，應添加金屬配件進行固定，以提高其抗振動和抗衝擊性。

2.線路圖PCB設計的基本方法

首先，有必要全面瞭解所選部件和各種插座的規格、尺寸和面積； 合理、仔細地考慮每個部件的位置，主要從電磁場相容性和抗干擾的角度考慮。 考慮了線路短、交叉少、電源、接地路徑和去耦。 在確定了每個組件的位置之後，就是每個組件的連接。 根據電路圖連接相關引脚。 有許多方法可以完成印刷電路圖的PCB設計。 電腦輔助PCB設計和手工PCB設計有兩種方法。

最原始的是手工佈置佈局。 這更費力，通常需要幾次反覆運算才能完成。在沒有其他繪圖設備的情况下，這也是可能的。 這種手動佈局方法對剛剛學習PCB板圖紙的設計師也很有幫助。 電腦輔助繪圖，現在有很多種繪圖軟件，功能各异，但一般來說，繪圖和修改更方便，而且可以保存和列印。

接下來，確定PCB板所需的尺寸，並根據原理圖，初步確定每個組件的位置，然後經過連續調整，使佈局更加合理。 PCB板中各組件之間的佈線安排如下：

（1）印刷電路中不允許出現交叉電路。 對於可能交叉的線，可以使用“鑽孔”和“纏繞”來解决它們。 也就是說，讓某根引線“鑽”過其他電阻器、電容器和三極管引脚下的間隙，或者從可能交叉的引線的一端“繞”過去。 在特殊情况下，電路是如何複雜的，為了簡化PCB的設計，還允許使用導線橋接來解决交叉電路的問題。

（2）電阻器、二極體和管狀電容器等部件可以採用“垂直”和“水准”安裝方式安裝。 垂直式是指部件主體垂直於電路板的安裝和焊接，具有節省空間的優點。 水准式是指元件本體平行且靠近電路板的安裝和焊接，其優點是元件安裝的機械強度更好。 對於這兩種不同的安裝元件，PCB板上的元件孔間距不同。

（3）同一級電路的接地點應盡可能靠近，該級電路的功率濾波電容器也應連接到該級的接地點。 特別是這個級別的電晶體的基極和發射極的接地點不能相距太遠，否則兩個接地點之間的銅箔會過長，從而造成干擾和自激。 使用這種“一點接地法”電路會更好地工作。 穩定且不易自我激勵。

二、PCB板圖紙設計應注意以下幾點

1.接線方向：從焊接表面的角度看，部件的排列應盡可能與示意圖一致。 接線方向最好與電路圖的接線方向一致。 因為在生產過程中，通常需要對焊接表面進行各種參數的測試，囙此這便於生產過程中的檢查、調試和維護（注：這是指在滿足整機電路效能和安裝及面板佈局要求的前提下）。

2.構件的佈置和分佈應合理、均勻，力求整齊、美觀、結構嚴密。

3.電阻器和二極體的放置方法：有兩種類型：水准放置和垂直放置：

（1）平躺：當電路元件數量少，電路板尺寸大時，一般最好平躺； 對於低於1/4W的電阻器，兩個焊盤之間的距離是一般的。 取4/10英寸，當1/2W電阻器放平時，兩個焊盤之間的距離通常為5/10英寸； 當二極體放平時，1N400X系列整流管，一般取3/10英寸； 1N540X系列整流管，一般取4到5/10英寸。

（2）垂直安裝：當電路元件數量較多且電路板尺寸不大時，一般採用垂直安裝，垂直安裝時兩個焊盤之間的距離一般為1至2/10英寸。

4.電位器：IC支架的放置原理

（1）電位器：用於調節電壓調節器中的輸出電壓，囙此PCB設計的電位器在輸出電壓上升時應完全順時針調節，在輸出電壓下降時逆時針調節器的輸出電壓下降； 在可調節的恒流充電中設備中的電位計用於調節充電電流的大小。 當PCB設計電位計應完全順時針調整時，電流會新增。

電位器應放置在符合整機結構安裝和面板佈置要求的位置。 囙此，它應該盡可能地放置在板的邊緣，旋轉手柄朝外。

（2）IC支架：在設計PCB板圖紙時，使用IC支架時，要特別注意IC支架上的定位槽是否放置在正確的位置，並注意IC引脚是否正確，例如，只能使用第一個引脚。 它位於IC插座的右下角或左上角，靠近定位槽（從焊接表面看）。