1.2 PCB设计的基础

1.2.1 PCB设计的一般原则

1.印制电路板的设计

设计印制电路板首先从确定板的尺寸大小开始,印制电路板的尺寸因受机箱外壳大小限制,以能恰好安放入外壳内为宜,其次,应考虑印制电路板与外接元器件(主要是电位器、插口或另外印制电路板)的连接方式。印制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。但有时也设计成插座形式。即:在设备内安装一个插入式印制电路板要留出充当插口的接触位置。对于安装在印制电路板上的较大的元件,要加金属附件固定,以提高耐振、耐冲击性能。

2.布线图设计的基本方法

设计布线图时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;对各部件的位置安排作合理的、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。各部件位置定出后,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,印制电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。过程较麻烦,往往要反复几次,才能最后完成,这在没有其他绘图设备时可以选择,这种手工排列布图方法对刚学习印制板图设计者来说是很有帮助的。计算机辅助制图,现在有多种绘图软件,功能各异,但总的说来,绘制、修改较方便,并且可以存盘储存和打印。

接着,确定印制电路板所需的尺寸,并按原理图,将各个元器件位置初步确定下来,然后经过不断调整使布局更加合理,印制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,对于可能交叉的线条,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,或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去,在特殊情况下如果电路很复杂,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”和“卧式”两种安装方式。立式指的是元件体垂直于电路板安装、焊接,其优点是节省空间;卧式指的是元件体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好。这两种不同的安装元件,印制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尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远,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,工作较稳定,不易自激。

(4)总地线必须严格按高频-中频-低频一级级地按弱电到强电的顺序排列原则,切不可随便翻来覆去乱接,级与级间宁可接线长点,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,如有不当就会产生自激以致无法工作。调频头等高频电路常采用大面积包围式地线,以保证有良好的屏蔽效果。

(5)强电流引线(公共地线,功放电源引线等)应尽可能宽些,以降低布线电阻及其电压降,可减小寄生耦合而产生的自激。

(6)阻抗高的走线尽量短,阻抗低的走线可长一些,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、发射极引线等均属低阻抗走线,射极跟随器的基极走线、收录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,使分离度下降。