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印制電路板圖繪制

印制電路板（printed circuit board，pcb，簡(jiǎn)稱印制板或線路板），是由絕緣基板、連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元器件的焊盤組成的，具有導(dǎo)線和絕緣底板的雙重作用。它可以實(shí)現(xiàn)電路中各個(gè)元器件的電氣連接，代替復(fù)雜的布線，減少傳統(tǒng)方式下的工作量，簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品的裝配、焊接、調(diào)試工作；縮小整機(jī)體積，降低產(chǎn)品成本，提高電子設(shè)備的質(zhì)量和可靠性；印制電路板具有良好的產(chǎn)品一致性，它可以采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有利于在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；使整塊經(jīng)過裝配調(diào)試的印制電路板作為一個(gè)備件，便于整機(jī)產(chǎn)品的互換與維修。

1. 印制電路板圖的排版布局

印制電路板圖設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是排版設(shè)計(jì)，即把電子元器件合理地布局在一定制板面積上。排版設(shè)計(jì)，不單純是按照電路原理圖把元器件通過印制線條簡(jiǎn)單地連接起來。為使整機(jī)能夠穩(wěn)定可靠地工作，要對(duì)元器件及其連線在印制板上進(jìn)行合理的排版布局。如果排版布局不合理，就有可能出現(xiàn)各種干擾，以致合理的原理方案不能實(shí)現(xiàn)，或使整機(jī)技術(shù)指標(biāo)下降。這里主要介紹印制板整體布局的幾個(gè)一般原則。

1）抗干擾設(shè)計(jì)原則

干擾現(xiàn)象在整機(jī)調(diào)試和工作中經(jīng)常出現(xiàn)，產(chǎn)生的原因是多方面的，除外界因素造成干擾外，印制板布局布線不合理、元器件安裝位置不當(dāng)、屏蔽設(shè)計(jì)不完備等都可能造成干擾。

（1）地線布置與干擾。

原理圖中的地線表示零電位。在整個(gè)印制板電路中各接地點(diǎn)的相對(duì)電位差也應(yīng)是零。印制板電路上各接地點(diǎn)，并不能保證電位差絕對(duì)是零。在較大的印制板上，地線處理不好，不同的地點(diǎn)有百分之幾伏的電位差是完全可能的，這極小的電位差信號(hào)，經(jīng)放大電路放大，可能形成影響整機(jī)電路正常工作的干擾信號(hào)。為克服地線干擾，應(yīng)盡量避免不同回路電流同時(shí)流經(jīng)某一段共用地線，特別是高頻和大電流回路中。印制板上各單元電路的地點(diǎn)應(yīng)集中在一點(diǎn)，稱之為一點(diǎn)接地，這樣可避免交流信號(hào)的亂竄。采用的方法是并聯(lián)分路接地和大面積覆蓋式接地。

（2）電磁場(chǎng)干擾與抑制。

印制板的采用使元器件的安裝變得緊湊有序，連線密集是其優(yōu)點(diǎn)之一。布局不規(guī)范，

走線不合理也會(huì)造成元器件之間、線條之間產(chǎn)生寄生電容和寄生電感，同時(shí)也很容易接收和產(chǎn)生電磁波的干擾。

電子器件中的揚(yáng)聲器、電磁鐵、繼電器線包、永磁式儀表等含有永磁場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)或脈動(dòng)磁場(chǎng)，變壓器、繼電器會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。這些器件工作時(shí)不僅對(duì)周圍器件產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)印制板的導(dǎo)線也會(huì)產(chǎn)生影響。在印制板設(shè)計(jì)時(shí)可視不同情況區(qū)別對(duì)待。有的可加大空間距離，遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)減少干擾；有的可調(diào)整器件間的相互位置改變磁力線的方向；有的可對(duì)干擾源進(jìn)行磁屏蔽；增加地線、加裝屏蔽罩等措施都是行之有效的。

平行印制導(dǎo)線與空間平行導(dǎo)線一樣，它們之間可以等視為相互耦合的電容和電感器件。其中一根導(dǎo)線有電流通過時(shí)，其他導(dǎo)線也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，感應(yīng)信號(hào)的大小與原信號(hào)的大小及頻率有關(guān)，與線間距離有關(guān)。原信號(hào)為干擾源，干擾對(duì)弱信號(hào)的影響極大，在印制板布線時(shí)，弱信號(hào)的導(dǎo)線應(yīng)盡可能地短，避免與其他強(qiáng)信號(hào)線的平行走向和靠近。不同回路的信號(hào)線避免平行走向。雙面板正反兩面的線條應(yīng)垂直。有時(shí)信號(hào)線密集，很難避免與強(qiáng)信號(hào)線平行走向，為抑制干擾，弱信號(hào)線可采用屏蔽線，屏蔽層要良好接地。

（3）熱干擾及其抑制。

電子產(chǎn)品，特別是長(zhǎng)期連續(xù)工作的產(chǎn)品，熱干擾是不可避免的問題。在印制板的設(shè)計(jì)中，印制板上的溫度敏感性器件如鍺材料的半導(dǎo)體器件要給予特殊考慮，避免溫升造成工作點(diǎn)的漂移。對(duì)熱源器件如大功率管、大功率電阻，應(yīng)設(shè)置在通風(fēng)好易散熱的位置。散熱器的選用要留有余地，熱敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱器件等。

2）信號(hào)流布局原則

將整機(jī)電路按照功能劃分成若干電路單元，按照電信號(hào)的流向，逐個(gè)依次安排各個(gè)功能電路單元在板上的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)流盡可能保持一致的方向。在多數(shù)情況下，信號(hào)流向安排成從左到右（左輸入、右輸出）或從上到下（上輸入、下輸出）。與輸入、輸出端直接相連的元器件應(yīng)當(dāng)放在靠近輸入、輸出接插件或連接器的地方。以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。例如，一般是以三極管或集成電路等半導(dǎo)體器件為核心元件，根據(jù)它們各電極的位置，布設(shè)其他元器件。

3）一般元器件的布局原則

在印制板的排版設(shè)計(jì)中，元器件布設(shè)是至關(guān)重要的，它決定了板面的整齊美觀程度和印制導(dǎo)線的長(zhǎng)短與數(shù)量，對(duì)整機(jī)的可靠性也有一定的影響。布設(shè)元器件應(yīng)遵循如下幾條原則。

（1）元器件在整個(gè)板面布局排列應(yīng)均勻、整齊、美觀。

（2）板面布局要合理，周邊應(yīng)留有空間，以方便安裝。位于印制電路板邊上的元器件，距離印制板的邊緣應(yīng)該至少大于2mm。

（3）一般元器件應(yīng)該布設(shè)在印制板的一面，并且每個(gè)元器件的引出腳要單獨(dú)占用一個(gè)焊盤。

（4）元器件的布設(shè)不能上下交叉。相鄰的兩個(gè)元器件之間要保持一定間距。間距不得過小，避免相互碰接。如果相鄰元器件的電位差較高，則應(yīng)當(dāng)保持安全距離。

（5）元器件的安裝高度要盡量低，以提高其穩(wěn)定性和抗震性。

（6）根據(jù)印制板在整機(jī)中的安裝位置及狀態(tài)確定元器件的軸線方向，以提高元件在電路板上的穩(wěn)定性。

（7）元件兩端焊盤的跨距應(yīng)稍大于元件體的軸向尺寸，引腳引線不要從根部彎折，應(yīng)留有一定距離（至少2mm），以免損壞元件。

（8）對(duì)稱電路應(yīng)注意元件的對(duì)稱性，盡可能使其分布參數(shù)一致。