一臺(tái)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，印刷線路板的組件布局和電氣聯(lián)機(jī)方向的正確結(jié)構(gòu)PCB設(shè)計(jì)是決定儀器能否可靠工作的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)同一種組件和參數(shù)的電路，由于組件布局PCB設(shè)計(jì)和電氣聯(lián)機(jī)方向的不同會(huì)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PCB設(shè)計(jì)印刷線路板組件布局的結(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(lái)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(shí)便于生產(chǎn)中的安裝、調(diào)試與檢修等 。
下面我們針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行討論，由于優(yōu)良“結(jié)構(gòu)”沒(méi)有一個(gè)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)PCB設(shè)計(jì)方案，并對(duì)幾種可行PCB設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較和反復(fù)修改 。
PCB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)字電路在組件布局圖的PCB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(huì)引起輸出信號(hào)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(guò)電源和地總線產(chǎn)生的，其中地線引起的噪聲干擾最大 。
一、PCB板圖設(shè)計(jì)的基本原則要求
1．PCB板的PCB設(shè)計(jì)，從確定板的尺寸大小開(kāi)始，PCB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PCB板與外接元器件(主要是電位器、插口或另外PCB板)的連接方式 。PCB板與外接組件一般是通過(guò)塑料導(dǎo)線或金屬隔離線進(jìn)行連接 。但有時(shí)也PCB設(shè)計(jì)成插座形式 。即：在設(shè)備內(nèi)安裝一個(gè)插入式PCB板要留出充當(dāng)插口的接觸位置 。
對(duì)于安裝在PCB板上的較大的組件，要加金屬附件固定，以提高耐振、耐沖擊性能 。
2．布線圖PCB設(shè)計(jì)的基本方法
首先需要對(duì)所選用組件器及各種插座的規(guī)格、尺寸、面積等有完全的了解；對(duì)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(chǎng)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，就是各部件的聯(lián)機(jī)，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PCB設(shè)計(jì)有計(jì)算機(jī)輔助PCB設(shè)計(jì)與手工PCB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(méi)有其它繪圖設(shè)備時(shí)也可以，這種手工排列布圖方法對(duì)剛學(xué)習(xí)PCB板圖設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)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(shuō)來(lái)，繪制、修改較方便，并且可以存盤貯存和打印 。
接著，確定PCB板所需的尺寸，并按原理圖，將各個(gè)元器件位置初步確定下來(lái)，然后經(jīng)過(guò)不斷調(diào)整使布局更加合理，PCB板中各組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(duì)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(guò)去，或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過(guò)去，在特殊情況下如何電路很復(fù)雜，為簡(jiǎn)化PCB設(shè)計(jì)也允許用導(dǎo)線跨接，解決交叉電路問(wèn)題 。
(2)電阻、二極管、管狀電容器等組件有“立式”，“臥式”兩種安裝方式 。立式指的是組件體垂直于電路板安裝、焊接，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間，臥式指的是組件體平行并緊貼于電路板安裝，焊接，其優(yōu)點(diǎn)是組件安裝的機(jī)械強(qiáng)度較好 。這兩種不同的安裝組件，PCB板上的組件孔距是不一樣的 。
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