中心議題：
- 印刷電路板元件布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
- 印刷電路板圖設(shè)計(jì)的基本原則要求
- 印刷板圖設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題
一、印刷線路元件布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(dāng)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(jìn)行討論，由于優(yōu)良“結(jié)構(gòu)”沒有一個嚴(yán)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(jī)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(jì)方案，并對幾種可行設(shè)計(jì)方案進(jìn)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(jì)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(yán)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(qiáng)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(dāng)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(jì)的基本原則要求
1.印刷電路板的設(shè)計(jì)，從確定板的尺寸大小開始
印刷電路板的尺寸因受機(jī)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(jìn)行連接。但有時也設(shè)計(jì)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(dāng)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(jì)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(xì)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(jì)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與手工設(shè)計(jì)方法兩種。
最原始的是手工排列布圖。這比較費(fèi)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(jì)者來說也是很有幫助的。計(jì)算機(jī)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(jì)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(diǎn)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(diǎn)是元件安裝的機(jī)械強(qiáng)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(diǎn)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(diǎn)上。特別是本級晶體管基極、發(fā)射極的接地點(diǎn)不能離得太遠(yuǎn)，否則因兩個接地點(diǎn)間的銅箔太長會引起干擾與自激，采用這樣“一點(diǎn)接地法”的電路，工作較穩(wěn)定，不易自激。
(4)總地線必須嚴(yán)格按高頻-中頻-低頻一級級地按弱電到強(qiáng)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(diǎn)，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(yán)格，如有不當(dāng)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(qiáng)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?yàn)樽杩垢叩淖呔€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(jī)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。
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三、印刷板圖設(shè)計(jì)中應(yīng)注意下列幾點(diǎn)
1.布線方向：從焊接面看，元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致，布線方向最好與電路圖走線方向相一致，因生產(chǎn)過程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測，故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試及檢修(注：指在滿足電路性能及整機(jī)安裝與面板布局要求的前提下)。
2.各元件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈蟆?br />
3.電阻，二極管的放置方式：分為平放與豎放兩種：
(1)平放：當(dāng)電路元件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下，一般是采用平放較好;對于1/4W以下的電阻平放時,兩個焊盤間的距離一般取4/10 英寸，1/2W的電阻平放時,兩焊盤的間距一般取5/10英寸;二極管平放時，1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管,一般取4～5/10英寸。
(2)豎放：當(dāng)電路元件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情況下，一般是采用豎放，豎放時兩個焊盤的間距一般取1～2/10英寸。
4.電位器、IC座的放置原則
(1)電位器：在穩(wěn)壓器中用來調(diào)節(jié)輸出電壓，故設(shè)計(jì)電位器應(yīng)滿中順時針調(diào)節(jié)時輸出電壓升高，反時針調(diào)節(jié)器節(jié)時輸出電壓降低;在可調(diào)恒流充電器中電位器用來調(diào)節(jié)充電電流折大小，設(shè)計(jì)電位器時應(yīng)滿中順時針調(diào)節(jié)時，電流增大。電位器安放位軒應(yīng)當(dāng)滿中整機(jī)結(jié)構(gòu)安裝及面板布局的要求，因此應(yīng)盡可能放軒在板的邊緣，旋轉(zhuǎn)柄朝外。
(2)IC座：設(shè)計(jì)印刷板圖時，在使用IC座的場合下，一定要特別注意IC座上定位槽放置的方位是否正確，并注意各個IC腳位是否正確，例如第1腳只能位于IC座的右下角線或者左上角，而且緊靠定位槽(從焊接面看)。
5.進(jìn)出接線端布置
(1)相關(guān)聯(lián)的兩引線端不要距離太大，一般為2～3/10英寸左右較合適。
(2)進(jìn)出線端盡可能集中在1至2個側(cè)面，不要太過離散。
6.設(shè)計(jì)布線圖時要注意管腳排列順序，元件腳間距要合理。
7.在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計(jì)時應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按一定順充要求走線，力求直觀，便于安裝，高度和檢修。
8.設(shè)計(jì)布線圖時走線盡量少拐彎，力求線條簡單明了。
9.布線條寬窄和線條間距要適中，電容器兩焊盤間距應(yīng)盡可能與電容引線腳的間距相符;
10.設(shè)計(jì)應(yīng)按一定順序方向進(jìn)行，例如可以由左往右和由上而下的順序進(jìn)行。
四、結(jié)論
實(shí)驗(yàn)證明，即使電路圖設(shè)計(jì)正確，印制電路板的設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。而合理的印制電路板設(shè)計(jì)，對于提高儀器的抗干擾能力和穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。
