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印刷布线图的基本设计方法和原则要求
一、印刷线路元件布局结构设计讨论
一台性½优良的仪器,除选择高质量的元器件,合理的电路外,印刷线路板的元件布局和电气连线方向的正确结
构设计是决定仪器½否可靠工½的一个关键问题,对同一种元件和参数的电路,由于元件布局设计和电气连线方向的
不同会产生不同的结果,其结果可½存在很大的差异。因而,必须把如½正确设计印刷线路板元件布局的结构和正确
选择布线方向及整½仪器的工艺结构三方面联合起来考虑,合理的工艺结构,既可消除因布线不½而产生的噪声干扰,
同时便于生产中的安装、调试与检修等。
下面我们针对上述问题进行讨论,由于优良“结构”没有一个严格的“定义”和“模式”
,因而下面讨论,只起抛
砖引玉的½用,仅供参考。每一种仪器的结构必须根据具½要求(电气性½、整机结构安装及面板布局等要求)
,采取
相应的结构设计方案,并对几种可行设计方案进行比较和反复修改。
印刷板电源、地总线的布线结构选择----系统结构:模拟电路和数字电路在元件布局图的设计和布线方法上有许
多相同和不同之处。模拟电路中,由于放大器的存在,由布线产生的极小噪声电压,½会引起输出信号的严重失真,
在数字电路中,TTL 噪声容限为 0.4V½0.6V,CMOS 噪声容限为 Vcc 的 0.3½0.45 倍,故数字电路具有较强的抗干扰的½
力。
良½的电源和地总线方式的合理选择是仪器可靠工½的重要保证,相½多的干扰源是通过电源和地总线产生的,
其中地线引起的噪声干扰最大。
二、印刷电路板图设计的基本原则要求
1.印刷电路板的设计,从确定板的尺寸大小开始,印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制,以½恰½安放入
外壳内为宜,其次,应考虑印刷电路板与外接元器件(主要是电½器、插口或另外印刷电路板)的连接方式。印刷电
路板与外接元件一般是通过塑料导线或金属隔离线进行连接。½有时也设计成插座½式。即:在设备内安装一个插入
式印刷电路板要留出充½插口的接触½½。
对于安装在印刷电路板上的较大的元件,要加金属附件固定,以提高耐振、耐冲击性½。
2.布线图设计的基本方法
首先需要对所选用元件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解;对各部件的½½安排½合理的、仔细
的考虑,主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度,走线短,交叉少,电源,地的路径及去耦等方面考虑。各部件½½
定出后,就是各部件的连线,按照电路图连接有关引脚,完成的方法有多种,印刷线路图的设计有计算机辅助设计与
手工设计方法两种。
最原始的是手工排列布图。这比较费事,往往要反复几次,才½最后完成,这在没有其它绘图设备时也可以,这
种手工排列布图方法对刚学习印刷板图设计者来说也是很有帮助的。计算机辅助制图,现在有多种绘图½件,功½各
异,½总的说来,绘制、修改较方便,并且可以存盘贮存和打印。
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接着,确定印刷电路板所需的尺寸,并按原理图,将各个元器件½½初步确定下来,然后经过不断调整½布局更
加合理,印刷电路板中各元件之间的接线安排方式如下:
(1)印刷电路中不允许有交叉电路,对于可½交叉的线条,可以用“钻”“绕”两种办法解决。即,让某引线
、
从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去,或从可½交叉的某条引线的一端“绕”过去,在特殊情况下如
½电路很复杂,为简化设计也允许用导线跨接,解决交叉电路问题。
(2)电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”“卧式”两种安装方式。立式指的是元件½垂直于电路板安
,
装、焊接,其优点是节省空间,卧式指的是元件½平行并紧贴于电路板安装,焊接,其优点是元件安装的机械强度较
½。这两种不同的安装元件,印刷电路板上的元件孔距是不一样的。
(3)同一级电路的接地点应½量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。特别是本级晶½
管基极、发射极的接地点不½离得太远,否则因两个接地点间的铜箔太长会引起干扰与自激,采用这样“一点接地法”
的电路,工½较稳定,不易自激。
(4)总地线必须严格按高频-中频-½频一级级地按弱电到强电的顺序排列原则,切不可随便翻来复去乱接,
级与级间宁肯可接线长点,也要遵守这一规定。特别是变频头、再生头、调频头的接地线安排要求更为严格,如有不
½就会产生自激以致无法工½。
调频头等高频电路常采用大面积包围式地线,以保证有良½的屏½效果。
(5)强电流引线(公共地线,功放电源引线等)应½可½½些,以降½布线电阻及其电压降,可减小寄生耦合
而产生的自激。
(6)阻抗高的走线½量短,阻抗½的走线可长一些,因为阻抗高的走线容易发笛和吸收信号,引起电路不稳定。
电源线、地线、无反馈元件的基极走线、发射极引线等均属½阻抗走线,射极跟随器的基极走线、收½机两个声道的
地线必须分开,各自成一路,一直到功效末端再合起来,如两路地线连来连去,极易产生串音,½分离度下降。
三、印刷板图设计中应注意下列几点
1.布线方向:从焊接面看,元件的排列方½½可½保持与原理图相一致,布线方向最½与电路图走线方向相一
致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检修(注:指在满足
电路性½及整机安装与面板布局要求的前提下)
。
2.各元件排列,分布要合理和均匀,力求整½,美观,结构严谨的工艺要求。
3.电阻,二极管的放½方式:分为平放与竖放两种:
(1)平放:½电路元件数量不多,而且电路板尺寸较大的情况下,一般是采用平放较½;对于 1/4W 以下的电阻
平放时,两个焊盘间的距离一般取 4/10 英寸,
1/2W 的电阻平放时,两焊盘的间距一般取 5/10 英寸;
二极管平放时,
1N400X
系列整流管,一般取 3/10 英寸;1N540X 系列整流管,一般取 4½5/10 英寸。
(2)竖放:½电路元件数较多,而且电路板尺寸不大的情况下,一般是采用竖放,竖放时两个焊盘的间距一般
取 1½2/10 英寸。
4.电½器:IC 座的放½原则
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(1)电½器:在稳压器中用来调节输出电压,故设计电½器应满中顺时针调节时输出电压升高,反时针调节器
节时输出电压降½;在可调恒流充电器中电½器用来调节充电电流折大小,设计电½器时应满中顺时针调节时,电流
增大。
电½器安放½½应½满中整机结构安装及面板布局的要求,因此应½可½放½在板的边缘,旋½柄朝外。
(2)IC 座:设计印刷板图时,在½用 IC 座的场合下,一定要特别注意 IC 座上定½½放½的方½是否正确,并
注意各个 IC 脚½是否正确,例如第 1 脚只½½于 IC 座的右下角线或者左上角,而且紧靠定½½(从焊接面看)
。
5.进出接线端布½
(1)相关联的两引线端不要距离太大,一般为 2½3/10 英寸左右较合适。
(2)进出线端½可½集中在 1 至 2 个侧面,不要太过离散。
6.设计布线图时要注意管脚排列顺序,元件脚间距要合理。
7.在保证电路性½要求的前提下,设计时应力求走线合理,少用外接跨线,并按一定顺充要求走线,力求直观,
便于安装,高度和检修。
8.设计布线图时走线½量少拐弯,力求线条简单明了。
9.布线条½窄和线条间距要适中,电容器两焊盘间距应½可½与电容引线脚的间距相符;
10.设计应按一定顺序方向进行,例如可以由左往右和由上而下的顺序进行。
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