电子线路板可靠性设计注意事项

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目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。

一、地线设计

$ Q* }6 j+ S8 p　　在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点：
    　　1.正确选择单点接地与多点接地
- o$ S. `5 k9 j! t    　　在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。
    　　2.将数字电路与模拟电路分开
2 r! t& J3 W/ {  u( w/ m    　　电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。
( C  b/ w5 k- e. v/ N$ u        　　3.尽量加粗接地线
2 N: A. e/ ?! Z& K$ K& H    　　若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能，接地线的宽度应大于3mm。
8 s' R8 m# E% {' q$ p/ R- x     　　4.将接地线构成闭环路
     　　设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于：印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地结构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。

往事情怀

其实什麽接地都一样，接地只是一种手段的问题，就看你的接地到底要拿来做什麽，因此不要不加条件得就乱下接地的接法问题，否则将会犯下很多严重的错误。
    首先就一般电路设计的眼光来看，接地是没有电位的，接地是稳定的。但实际上是----不可能。电路在实际制作时常因接地不乾净导致误差发生，就一般而言，低频电路常采行单点接地法而高频电路常采用多点接地法，但有一不得不注意那就是高频接地大多为大面积接地，为什麽呢？
; _  }/ h; f: Q+ S& k2 `' C- f    首先，低频电路接地理论本来就跟高频接地理论是不一样的，音响电路有一不变的法则，那就是单点接地。若没依此要领制作换来的就是低频哼声。所谓点就是一截面积趋近於零的区域，音响电路尤其是後级常因没有实行单点接地导致哼声四起。回路电流听过吧，导线电阻听过吧，你能保证你用的金属零阻抗吗不能的话，那你就必须接受一个事实：接地其实是有电位差的，有电位差就有电流，就是哼声来源点。其实就是一个流动范围极小的电流区域，但这里有一个现象就是你的大面积接地是在机壳上，若采行单点接地输出的接地，电流便较不会影响到输入的接地，电流哼声便可免除不会因为接地电流从机壳中影响但这只是一种手段而已，接地方法有很多，单点只是其中一种，而低频电路利用导线将各单元电路接地连接至机壳上的一点便不会有一大回路产生，没有大回路便没有大的回路电流，没有大回路电流输入与输出便各自相安无事。
2 z. `, {; j6 S: F% `# c4 t但高频电路呢？
    高频电路的接地理论深受集肤效应影响。何谓集肤效应呢，集肤效应指在一高频操作环境下导线的电流分布将会呈现密集於金属表面的情形，这代表你的导线将更不像导线，它将成为十足的电抗，频率愈高导线的电抗愈严重，这样你还能用导线去接地吗？别傻了，当天线还差不多，这样你还想用导线吗？如果电路的单元很多，你分成许多电路方块每个单元用条导线连接其接地，那你乾脆拿个电阻连接较快，电阻还比较容易被我们掌握呢，导线呢那就复杂了。因此高频电路的接地常是避免是用导线的，电路单元都各自找最近的大面积接地，直接以最短路径连接，多点因而产生。
* V, Y# A6 p* Y8 Z    而高频对於接地材更是十分讲究，但原则上是面积要够大，机壳够大了吧，但其实这里有件事必须先声明那就是你的连接必须是愈短愈好，记住就近接最好多点还要保证每一点都接在同一平面上才有效喔，但还是老话一句这只是手段之一而已。高频接地的方法甚多目的皆不相同，这可是需要研究的哦。

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很好。

往事情怀

你也不错啊！

往事情怀

PCB设计的一般原则
要使电子电路获得最佳性能，元器件的布且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：

　　1. 布局
　　首先，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。
: P# g  N/ `9 r9 J# w' b    在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：
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　　(1)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。
　　(2)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。
　　(3)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。
　　(4)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。
　　(5)应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。

　　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：

　　(1)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。
　　(2)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。
　　(3)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。
　　(4)位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽比为3：2成4：3。电路板面尺寸大于200x150mm时．应考虑电路板所受的机械强度。
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　　2．布线
( j% s- u- ^. ~- ?1 t& P, M　　布线的原则如下：
. H% A$ r& i- e6 b5 \$ _; W3 z　　(1)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，以免发生反馈藕合。
　　(2)印制摄导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘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。
　　(3)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粘合剂受热产生的挥发性气体。
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　　3.焊盘
8 o* Z4 `6 Z2 e, p7 y7 L　　焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。

* B2 Q6 ~9 |" }. u　　PCB及电路抗干扰措施
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3 t8 L: `; u( I/ |/ B% |& O, d　　印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。
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　　1.电源线设计
2 f, ?: t7 H' \* ~' i+ A7 b' W　　根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。
　　2．地线设计
  q0 Y# I+ s9 [6 M　　地线设计的原则是：
# e% \* \) i( l; [4 @: y! q8 r　　(1)数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而租，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。
　　(2)接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在2~3mm以上。
+ ^$ o1 s% o- o8 S# n9 L　　(3)接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成团环路大多能提高抗噪声能力。
　　3.退藕电容配置
　　PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。
　　退藕电容的一般配置原则是：
; F! R2 {$ w5 h$ J8 M1 I# m  A　　(1)电源输入端跨接10 ~100uf的电解电容器。如有可能，接100uF以上的更好。
' U/ s  h* \# A: v　　(2)原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4~8个芯片布置一个1 ~ 10pF的但电容。
, e6 G3 |3 c# N9 `　　(3)对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如 RAM、ROM存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。
5 ]2 j, p) ?: R3 y; ^6 B　　(4)电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。
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. J; s2 w; d. Y. M/ ]5 D　　此外，还应注意以下两点：
9 B3 n- E1 R1 {7 d* w) }9 m　　(1)在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时．操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用附图所示的 RC 电路来吸收放电电流。一般 R 取 1 ~ 2K，C取2.2 ~ 47UF。
1 E! y; w! C2 F: g' g0 B　　(2)CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源

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还要考虑散热问题。

小笨笨

谢谢！

小小星

欢迎多贴这样的贴子!!!!!!!1)
在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时．操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用附图所示的 RC 电路来吸收放电电流。一般 R 取 1 ~ 2K，C取2.2 ~ 47UF。
RC是并接在两触点间的吗??

zdeqing

高见！

sll

謝謝

yichen319

<p>谢谢！</p>

小小风儿

多谢分享!!!!!!

yinhech

<p>接地不好，会产生低频影响</p>