中心議題：

• 印刷電路板元件布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
• 印刷電路板圖設(shè)計(jì)的基本原則要求
• 印刷板圖設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問(wèn)題

一、印刷線路元件布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)討論 　　

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，印刷線路板的元件布局和電氣連線方向的正確結(jié)構(gòu)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)同一種元件和參數(shù)的電路，由于元件布局設(shè)計(jì)和電氣連線方向的不同會(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，必須把如何正確設(shè)計(jì)印刷線路板元件布局的結(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)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)幾種可行設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較和反復(fù)修改。印刷板電源、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)字電路在元件布局圖的設(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。

二、印刷電路板圖設(shè)計(jì)的基本原則要求 　　

1.印刷電路板的設(shè)計(jì)，從確定板的尺寸大小開(kāi)始
印刷電路板的尺寸因受機(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)考慮印刷電路板與外接元器件(主要是電位器、插口或另外印刷電路板)的連接方式。印刷電路板與外接元件一般是通過(guò)塑料導(dǎo)線或金屬隔離線進(jìn)行連接。但有時(shí)也設(shè)計(jì)成插座形式。即：在設(shè)備內(nèi)安裝一個(gè)插入式印刷電路板要留出充當(dāng)插口的接觸位置。對(duì)于安裝在印刷電路板上的較大的元件，要加金屬附件固定，以提高耐振、耐沖擊性能。

2.布線圖設(shè)計(jì)的基本方法
首先需要對(duì)所選用元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，就是各部件的連線，按照電路圖連接有關(guān)引腳，完成的方法有多種，印刷線路圖的設(shè)計(jì)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與手工設(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)印刷板圖設(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(pán)貯存和打印。

接著，確定印刷電路板所需的尺寸，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，

印刷電路板中各元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、管狀電容器等元件有“立式”，“臥式”兩種安裝方式。立式指的是元件體垂直于電路板安裝、焊接，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間，臥式指的是元件體平行并緊貼于電路板安裝，焊接，其優(yōu)點(diǎn)是元件安裝的機(jī)械強(qiáng)度較好。這兩種不同的安裝元件，印刷電路板上的元件孔距是不一樣的。
(3)同一級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近，并且本級(jí)電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級(jí)接地點(diǎn)上。特別是本級(jí)晶體管基極、發(fā)射極的接地點(diǎn)不能離得太遠(yuǎn)，否則因兩個(gè)接地點(diǎn)間的銅箔太長(zhǎng)會(huì)引起干擾與自激，采用這樣“一點(diǎn)接地法”的電路，工作較穩(wěn)定，不易自激。
(4)總地線必須嚴(yán)格按高頻-中頻-低頻一級(jí)級(jí)地按弱電到強(qiáng)電的順序排列原則，切不可隨便翻來(lái)復(fù)去亂接，級(jí)與級(jí)間寧肯可接線長(zhǎng)點(diǎn)，也要遵守這一規(guī)定。特別是變頻頭、再生頭、調(diào)頻頭的接地線安排要求更為嚴(yán)格，如有不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生自激以致無(wú)法工作。調(diào)頻頭等高頻電路常采用大面積包圍式地線，以保證有良好的屏蔽效果。
(5)強(qiáng)電流引線(公共地線，功放電源引線等)應(yīng)盡可能寬些，以降低布線電阻及其電壓降，可減小寄生耦合而產(chǎn)生的自激。
(6)阻抗高的走線盡量短，阻抗低的走線可長(zhǎng)一些，因?yàn)樽杩垢叩淖呔€容易發(fā)笛和吸收信號(hào)，引起電路不穩(wěn)定。電源線、地線、無(wú)反饋元件的基極走線、發(fā)射極引線等均屬低阻抗走線，射極跟隨器的基極走線、收錄機(jī)兩個(gè)聲道的地線必須分開(kāi)，各自成一路，一直到功效末端再合起來(lái)，如兩路地線連來(lái)連去，極易產(chǎn)生串音，使分離度下降。
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三、印刷板圖設(shè)計(jì)中應(yīng)注意下列幾點(diǎn)

1.布線方向：從焊接面看，元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致，布線方向最好與電路圖走線方向相一致，因生產(chǎn)過(guò)程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測(cè)，故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試及檢修(注：指在滿足電路性能及整機(jī)安裝與面板布局要求的前提下)。

2.各元件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈蟆?br />
3.電阻，二極管的放置方式：分為平放與豎放兩種：
(1)平放：當(dāng)電路元件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下，一般是采用平放較好;對(duì)于1/4W以下的電阻平放時(shí),兩個(gè)焊盤(pán)間的距離一般取4/10 英寸，1/2W的電阻平放時(shí),兩焊盤(pán)的間距一般取5/10英寸;二極管平放時(shí)，1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管,一般取4～5/10英寸。
(2)豎放：當(dāng)電路元件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情況下，一般是采用豎放，豎放時(shí)兩個(gè)焊盤(pán)的間距一般取1～2/10英寸。

4.電位器、IC座的放置原則
(1)電位器：在穩(wěn)壓器中用來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，故設(shè)計(jì)電位器應(yīng)滿中順時(shí)針調(diào)節(jié)時(shí)輸出電壓升高，反時(shí)針調(diào)節(jié)器節(jié)時(shí)輸出電壓降低;在可調(diào)恒流充電器中電位器用來(lái)調(diào)節(jié)充電電流折大小，設(shè)計(jì)電位器時(shí)應(yīng)滿中順時(shí)針調(diào)節(jié)時(shí)，電流增大。電位器安放位軒應(yīng)當(dāng)滿中整機(jī)結(jié)構(gòu)安裝及面板布局的要求，因此應(yīng)盡可能放軒在板的邊緣，旋轉(zhuǎn)柄朝外。

(2)IC座：設(shè)計(jì)印刷板圖時(shí)，在使用IC座的場(chǎng)合下，一定要特別注意IC座上定位槽放置的方位是否正確，并注意各個(gè)IC腳位是否正確，例如第1腳只能位于IC座的右下角線或者左上角，而且緊靠定位槽(從焊接面看)。

5.進(jìn)出接線端布置
(1)相關(guān)聯(lián)的兩引線端不要距離太大，一般為2～3/10英寸左右較合適。
(2)進(jìn)出線端盡可能集中在1至2個(gè)側(cè)面，不要太過(guò)離散。

6.設(shè)計(jì)布線圖時(shí)要注意管腳排列順序，元件腳間距要合理。

7.在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按一定順充要求走線，力求直觀，便于安裝，高度和檢修。

8.設(shè)計(jì)布線圖時(shí)走線盡量少拐彎，力求線條簡(jiǎn)單明了。

9.布線條寬窄和線條間距要適中，電容器兩焊盤(pán)間距應(yīng)盡可能與電容引線腳的間距相符;

10.設(shè)計(jì)應(yīng)按一定順序方向進(jìn)行，例如可以由左往右和由上而下的順序進(jìn)行。

四、結(jié)論

實(shí)驗(yàn)證明，即使電路圖設(shè)計(jì)正確，印制電路板的設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。而合理的印制電路板設(shè)計(jì)，對(duì)于提高儀器的抗干擾能力和穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。