PCB設(shè)計(jì)、整板布局、優(yōu)化與分析

PCB布局設(shè)計(jì)的基本原則有哪些？如何優(yōu)化和分析？布局合理與否將直接影響產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、EMC（電磁兼容）等，必須從電路板的整體布局、布線的連通性、工藝性、機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱等方面綜合考慮。耗散、EMI（電磁干擾）、可靠性、信號(hào)完整性等。

一般先將元件放置在與機(jī)械尺寸相關(guān)的固定位置，然后放置特殊元件和大型元件，最后放置小型元件。 同時(shí)還要考慮布線要求。 高頻元件的放置應(yīng)盡可能緊湊，使信號(hào)線的走線盡可能短，以減少信號(hào)線的交叉干擾。

與機(jī)械尺寸相關(guān)的定位刀片的放置

電源插座、開關(guān)和PCB之間的接口和指示燈是與機(jī)械尺寸相關(guān)的定位插件。一般電源與PCB的接口放置在PCB邊緣，與PCB邊緣應(yīng)有3mm~5mm的距離； 指示LED應(yīng)按要求準(zhǔn)確放置； 開關(guān)和一些微調(diào)元件，如可調(diào)電感和電阻，應(yīng)放置在靠近PCB邊緣的位置，以便于調(diào)節(jié)和連接；需要經(jīng)常更換的部件必須放置在部件較少的位置，以便于更換。

特殊元件的放置

大功率管、變壓器、整流管等發(fā)熱器件在高頻工作時(shí)發(fā)熱量較多，因此布局時(shí)應(yīng)充分考慮通風(fēng)散熱，并將此類器件放置在PCB上空氣容易流通的地方 。

大功率整流管、穩(wěn)壓管應(yīng)加裝散熱器，并遠(yuǎn)離變壓器。

電解電容器等熱敏元件也應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱器件，否則電解液會(huì)干燥，導(dǎo)致其電阻增大、性能變差，影響電路的穩(wěn)定性。

容易發(fā)生故障的元件，如調(diào)整管、電解電容、繼電器等，也應(yīng)考慮方便維修而放置。

對(duì)于經(jīng)常需要測(cè)量的測(cè)試點(diǎn)，在布置元件時(shí)應(yīng)注意保證測(cè)試棒能容易接觸到。

由于供電設(shè)備內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生50Hz漏磁場(chǎng)，當(dāng)與低頻放大器的某些部件連接時(shí)，會(huì)對(duì)低頻放大器產(chǎn)生干擾。因此，必須將它們隔離或屏蔽。

各級(jí)放大器最好按原理圖排列成一條直線。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是各級(jí)接地電流都會(huì)在這一級(jí)流動(dòng)，而不影響其他電路的運(yùn)行。輸入級(jí)和輸出級(jí)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離，以減少它們之間的寄生耦合干擾。

考慮各單元功能電路之間的信號(hào)傳輸關(guān)系，低頻電路與高頻電路分開，模擬電路與數(shù)字電路分開。

集成電路應(yīng)放置在PCB的中央，以便于各引腳與其他器件之間的布線連接。

電感器、變壓器等器件具有磁耦合，應(yīng)將它們相互正交放置，以減少磁耦合。另外，它們都具有較強(qiáng)的磁場(chǎng)，周圍應(yīng)有適當(dāng)大的空間或磁屏蔽，以減少對(duì)其他電路的影響。

PCB 的關(guān)鍵部位應(yīng)配置合適的高頻去耦電容。例如，在PCB電源輸入端接一個(gè)10μF～100μF的電解電容，在靠近集成電路的電源引腳處接一個(gè)0.01pF左右的瓷片電容。

有些電路需配備適當(dāng)?shù)母哳l或低頻扼流圈，以減少高頻和低頻電路之間的影響。設(shè)計(jì)和繪制原理圖時(shí)應(yīng)考慮到這一點(diǎn)，否則也會(huì)影響電路的工作性能。

元器件的間距應(yīng)適當(dāng)，間距應(yīng)考慮是否有可能被擊穿或點(diǎn)燃。

對(duì)于推挽電路、橋式電路的放大器，布局時(shí)應(yīng)注意元器件電氣參數(shù)的對(duì)稱性和結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，使對(duì)稱元器件的分布參數(shù)盡可能一致。

主要元件手動(dòng)布局完成后，應(yīng)采用元件鎖定方法，防止這些元件在自動(dòng)布局時(shí)移動(dòng)。即執(zhí)行編輯更改命令或在組件的屬性中選擇“鎖定”將其鎖定并停止移動(dòng)。

常見組件的放置

對(duì)于電阻、電容等普通元件，考慮到元件排列的有序性、占用空間的大小、布線的連通性以及焊接的方便性，可以采用自動(dòng)布局。

對(duì)于PCB布局設(shè)計(jì)來說，采用手動(dòng)布局的方法來優(yōu)化和調(diào)整一些元件的位置，然后結(jié)合自動(dòng)布局來完成PCB的整體設(shè)計(jì)。

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