24小(xiǎo)时联系電(diàn)话:18217114652、13661815404
中文(wén)
- 您当前的位置：
- 首页>
- 電(diàn)子资讯>
- 技术专题>
- 電(diàn)路设计原则是什么？
技术专题
電(diàn)路设计原则是什么？
硬件電(diàn)路设计的基本原则
一、布局原则
布局，是把電(diàn)路器件放在印制電(diàn)路板布線(xiàn)區(qū)内。布局是否合理(lǐ)不仅影响后面的布線(xiàn)工作，而且对整个電(diàn)路板的性能(néng)也有(yǒu)重要影响。在保证電(diàn)路功能(néng)和性能(néng)指标后，要满足工艺性、检测和维修方面的要求，元件应均匀、整齐、紧凑布放在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引線(xiàn)和连接，以得到均匀的组装密度。
二、電(diàn)器性能(néng)原则
⑴ 信号通畅
按電(diàn)路流程安排各个功能(néng)電(diàn)路单元的位置，使布局便于信号流通，输入和输出信号、高電(diàn)平和低電(diàn)平部分(fēn)尽可(kě)能(néng)不交叉，信号传输路線(xiàn)最短。
⑵ 功能(néng)區(qū)分(fēn)
元器件的位置应按電(diàn)源電(diàn)压、数字及模拟電(diàn)路、速度快慢、電(diàn)流大小(xiǎo)等进行分(fēn)组，以免相互干扰。
電(diàn)路板上同时安装数字電(diàn)路和模拟電(diàn)路时，两种電(diàn)路的地線(xiàn)和供電(diàn)系统完全分(fēn)开，有(yǒu)条件时将数字電(diàn)路和模拟電(diàn)路安排在不同层内。電(diàn)路板上需要布置快速、中速和低速逻辑電(diàn)路时，应安放在紧靠连接器范围内;而低速逻辑和存储器，应安放在遠(yuǎn)离连接器范围内。这样，有(yǒu)利于减小(xiǎo)共阻抗耦合、辐射和交扰的减小(xiǎo)。时钟電(diàn)路和高频電(diàn)路是主要的骚扰辐射源，一定要单独安排，遠(yuǎn)离敏感電(diàn)路。
⑶ 热磁兼顾
发热元件与热敏元件尽可(kě)能(néng)遠(yuǎn)离，要考虑電(diàn)磁兼容的影响。
三、工艺原则
⑴ 层面
贴装元件尽可(kě)能(néng)在一面，简化组装工艺。
⑵ 距离
元器件之间距离的最小(xiǎo)限制根据元件外形和其他(tā)相关性能(néng)确定，目前元器件之间的距离一般不小(xiǎo)于0.2 mm～0.3mm，元器件距印制板边缘的距离应大于2mm。
⑶ 方向
元件排列的方向和疏密程度应有(yǒu)利于空气的对流。考虑组装工艺，元件方向尽可(kě)能(néng)一致。
四、导線(xiàn)原则
⑴ 宽度
印制导線(xiàn)的最小(xiǎo)宽度，主要由导線(xiàn)和绝缘基板间的粘附强度和流过它们的電(diàn)流值决定。印制导線(xiàn)可(kě)尽量宽一些，尤其是電(diàn)源線(xiàn)和地線(xiàn)，在板面允许的条件下尽量宽一些，即使面积紧张的条件下一般不小(xiǎo)于1mm。特别是地線(xiàn)，即使局部不允许加宽，也应在允许的地方加宽，以降低整个地線(xiàn)系统的電(diàn)阻。对長(cháng)度超过80mm的导線(xiàn)，即使工作電(diàn)流不大，也应加宽以减小(xiǎo)导線(xiàn)压降对電(diàn)路的影响。
⑵ 長(cháng)度
要极小(xiǎo)化布線(xiàn)的長(cháng)度，布線(xiàn)越短，干扰和串扰越少，并且它的寄生電(diàn)抗也越低，辐射更少。特别是场效应管栅极，三极管的基极和高频回路更应注意布線(xiàn)要短。
⑶ 间距
相邻导線(xiàn)之间的距离应满足電(diàn)气安全的要求，串扰和電(diàn)压击穿是影响布線(xiàn)间距的主要電(diàn)气特性。為(wèi)了便于操作和生产，间距应尽量宽些，选择最小(xiǎo)间距至少应该适合所施加的電(diàn)压。这个電(diàn)压包括工作電(diàn)压、附加的波动電(diàn)压、过電(diàn)压和因其它原因产生的峰值電(diàn)压。当電(diàn)路中存在有(yǒu)市電(diàn)電(diàn)压时，出于安全的需要间距应该更宽些。
⑷ 路径
信号路径的宽度，从驱动到负载应该是常数。改变路径宽度对路径阻抗(電(diàn)阻、電(diàn)感、和電(diàn)容)产生改变，会产生反射和造成線(xiàn)路阻抗不平衡。所以，一般保持路径的宽度不变。在布線(xiàn)中，一般避免使用(yòng)直角和锐角，一般拐角应该大于90°。直角的路径内部的边缘能(néng)产生集中的電(diàn)场，该電(diàn)场产生耦合到相邻路径的噪声，45°路径优于直角和锐角路径。当两条导線(xiàn)以锐角相遇连接时，应将锐角改成圆形。
五、 孔径和焊盘尺寸
元件安装孔的直径应该与元件的引線(xiàn)直径较好的匹配，使安装孔的直径略大于元件引線(xiàn)直径的(0.15～0.3)mm。通常DIL封装的管脚和绝大多(duō)数的小(xiǎo)型元件使用(yòng)0.8mm的孔径，焊盘直径大约為(wèi)2mm。对于大孔径焊盘為(wèi)了获得较好的附着能(néng)力，焊盘的直径与孔径之比，对于环氧玻璃板基大约為(wèi)2，而对于苯酚纸板基应為(wèi)(2.5～3)。
过孔，一般被使用(yòng)在多(duō)层PCB中，它的最小(xiǎo)可(kě)用(yòng)直径是与板基的厚度相关，通常板基的厚度与过孔直径比是6：1。高速信号时，过孔产生(1～4)nH的電(diàn)感和(0.3～0.8)pF的電(diàn)容的路径。因此，当铺设高速信号通道时，过孔应该被保持到绝对的最小(xiǎo)。对于高速的并行線(xiàn)(例如地址和数据線(xiàn))，如果层的改变是不可(kě)避免，应该确保每根信号線(xiàn)的过孔数一样。并且应尽量减少过孔数量，必要时需设置印制导線(xiàn)保护环或保护線(xiàn)，以防止振荡和改善電(diàn)路性能(néng)。
六、地線(xiàn)设计
不合理(lǐ)的地線(xiàn)设计会使印制電(diàn)路板产生干扰，达不到设计指标，甚至无法工作。地線(xiàn)是電(diàn)路中電(diàn)位的参考点，又(yòu)是電(diàn)流公共通道。地電(diàn)位理(lǐ)论上是零電(diàn)位，但实际上由于导線(xiàn)阻抗的存在，地線(xiàn)各处電(diàn)位不都是零。因為(wèi)地線(xiàn)只要有(yǒu)一定長(cháng)度就不是一个处处為(wèi)零的等電(diàn)位点，地線(xiàn)不仅是必不可(kě)少的電(diàn)路公共通道，又(yòu)是产生干扰的一个渠道。
一点接地是消除地線(xiàn)干扰的基本原则。所有(yǒu)電(diàn)路、设备的地線(xiàn)都必须接到统一的接地点上，以该点作為(wèi)電(diàn)路、设备的零電(diàn)位参考点(面)。一点接地分(fēn)公用(yòng)地線(xiàn)串联一点接地和独立地線(xiàn)并联一点接地。
公用(yòng)地線(xiàn)串联一点接地方式比较简单，各个電(diàn)路接地引線(xiàn)比较短，其電(diàn)阻相对小(xiǎo)，这种接地方式常用(yòng)于设备机柜中的接地。独立地線(xiàn)并联一点接地，只有(yǒu)一个物(wù)理(lǐ)点被定义為(wèi)接地参考点，其他(tā)各个需要接地的点都直接接到这一点上，各電(diàn)路的地電(diàn)位只与本電(diàn)路的地電(diàn)流基地阻抗有(yǒu)关，不受其他(tā)電(diàn)路的影响。