PCB布局原則19條
PCB(PrintedCircuitBoard),中文名稱為印制電路板,又稱印刷電路板、印刷線路板,是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術制作的,故被稱為“印刷”電路板。
PCB布局的基本原則
1、一般按照“先大后小,先滿足結構后滿足美觀,先難后易”的布置原則,就是把重要的核心電路、高速電路、射頻電路、核心元器件、接口電路優先布局,然后再把一些輔助性的電路布局好。
2、布局中應參考原理框圖,根據單板的主信號流向規律安排主要元器件。
3、元器件的排列首先要滿足功能的要求,同時還要便于后續調試和維修,即小元件周圍不能放置大元件、需調試的元器件周圍要有足夠的空間,太緊湊就會導致無法下烙鐵。
4、相同結構電路部分,盡可能采用“對稱式”標準布局;按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準優化布局。
5、同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要盡量在X或Y方向上保持一致,便于生產和檢驗。
6、發熱元件要一般應均勻分布,以利于單板和整機的散熱,除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發熱量大的元器件。除了溫度傳感器,三極管也屬于對熱敏感的器件。
7、高電壓、大電流信號與小電流,低電壓的弱信號完全分開。
8、模擬信號與數字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間隔要充分。
9、元件布局時,應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起,以便于將來的電源路徑設計以及與其它電源平面分割開。
10、為保證電氣性能,應將組件放置在網格上,并相互平行或垂直排列以保持整齊。一般來說,它們不允許重疊。組件的布置應緊湊,并應均勻分布在整個布局上。
11、電路板上不同元件的相鄰焊盤圖案之間的最小距離應在1mm以上。
12、距電路板邊緣的距離一般不小于2mm。電路板的最佳形狀是矩形, 縱橫比為 3:2 或 4:3.當電路板尺寸大于200mm×150mm時,應考慮PCB機械強度。
13、DC/DC 變換器、開關元件和整流器應盡可能靠近變壓器放置,整流二極管盡可能靠近調壓元件和濾波電容器。以減小其線路長度。
14、電磁干擾(EMI)濾波器要盡可能靠近 EMI 源。盡可能縮短高頻元器件之間的連接,設法減少他們的分布參數及和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互離得太近,輸入和輸出應盡量遠離。
15、對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元器件的布局應考慮整塊扳子的結構要求,一些經常用到的開關,在結構允許的情況下,應放置到手容易接觸到的地方。元器件的布局要均衡,疏密有度。
16、發熱元件應該布置在 PCB 的邊緣,以利散熱。如果 PCB 為垂直安裝,發熱元件應 該布置在 PCB 的上方。熱敏元件應遠離發熱元件。
17、在電源布局時,盡量讓器件布局方便電源線布線走向。布局時需要考慮減小輸入電源回路的面積。滿足流通的情況下,避免輸入電源線滿板跑,回路圈起來的面積過大。電源線與地線的位置良好配合,可降低電磁干擾的影響。如果電源線和地線配合不當,會出現很多環路,并可能產生噪聲。
18、高、低頻電路由于頻率不同,其干擾以及抑制干擾的方法也不相同。所以在元件布局時,應將數字電路、模擬電路以及電源電路按模塊分開布局。將高頻電路與低頻電路有效隔離,或者分成小的子電路模塊板,之間用接插件連接。
19、布局中還應特別注意強、弱信號的器件分布及信號傳輸方向路徑等問題。為將干擾減輕到最小程度,模擬電路和數字電路分隔開之后,保持高、中、低速邏輯電路在 PCB 上也要用不同區域,PCB 板按頻率和電流開關特性分區。噪聲元件與非噪聲元件要距離遠一些。熱敏元件與發熱元件距離遠一些。低電平信號通道遠離高電平信號通道和無濾波的電源線。將低電平的模擬電路和數字電路分開,避免模擬電路、數字電路和電源公共回線產生公共阻抗耦合。
PCB布局檢查
1)電路板尺寸是否符合產品圖紙要求的加工尺寸。
2)組件的布局是否平衡,排列整齊,是否都布置好了。
3)各級是否存在沖突。例如,組件,框架和絲印應該是合理的。
4)常用部件使用方便。如開關、插板插入設備、必須經常更換的元器件等。
5)熱元件與加熱元件之間的距離是否合理。
6)散熱性是否好。
7)是否需要考慮線路干擾問題。
PCB 設計,可以使用多種步驟來最大限度地減少EMF噪聲/干擾。最好的方式是以最小化 EMF 的方式設計導電跡線。當布線不當的走線可以充當EMF 的天線,為了避免EMF干擾你的走線,可以參考以下:
1)走線盡可能短;
2)避免創建帶痕跡的循環;
3)避免走線彎曲 90° 角(改為使用 45° 角);
4)將高速信號與低速信號分開;
5)保持返回路徑短;
6)路由差分 (+/-) 走線盡可能彼此靠近。
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