电子线路设计<br/>——PCB设计的一般原则

电子线路设计
——PCB设计的一般原则

2011-08-15夏青

大家 2011年12期

夏青

电子线路设计
——PCB设计的一般原则

夏青

《电子线路》是应用电子技术专业的一门重要的专业基础课，是一门工程性和实践性都很强的课程。随着电子技术的发展，集成电路在实际应用中的日趋广泛，为使学生所学不与时代相脱节，教师加强了对集成电路的介绍。在实践过程中，我们发现学生理论知识相对较强，动手能力却非常有待于提高。而印刷线路板是所有电子元器件的承载平台，它的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒（PaulEisler），他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年，美国正式认可这个发明用于商业用途。自20世纪50年代中期起，印刷电路版技术才开始被广泛采用。下面我把在带领学生进行印制电路板（PCB）设计中遇到的一些问题和基本设计原则总结如下。

印制电路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件。它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展，PCB的密度越来越高。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大。因此，在进行PCB设计时。必须遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。

PCB设计的一般原则要使电子电路获得最佳性能，元器件的布局及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB，应遵循以下一般原则：

一、布局的原则

（一）要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后。再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：

第一，尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

第二，某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

第三，重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。

第四，对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

第五，应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。

（二）根据电路的功能单元。对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：

第一，按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。

第二，以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

第三，在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观。而且装焊容易。易于批量生产。

二、布线的原则

第一，输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈耦合。

第二，印制的导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的黏附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.05mm、宽度为1—15mm时。通过2A的电流，温度不会高于3℃，因此。导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02—0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线。尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5—8mm。

第三，印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状。这样有利于排除铜箔与基板间黏合剂受热产生的挥发性气体。