PCBA控制板PCB设计原则

time : 2021-02-22 13:53       作者:飞利pcb

"PCB线路板是电子元器件电气连接的提供者,在PCB设计中元件的布局十分重要,会影响着产品最终的使用性能。如果元件布局、排列的不合理,将会导致产品的电气性能和机械性能下降,而且也会给装配和维修带来不便。那么如何合理布局PCB线路板元件呢?"
PCBA控制板元器件布局注意事项
1. 在元器件的PCB设计布局中,彼此相关的元器件应尽可能靠近放置。例如,时钟发生器,晶体振荡器和CPU时钟输入端子容易产生噪声。放置时,它们应彼此靠近放置。对于那些易于产生噪声的设备,小电流电路,大电流电路切换电路等应尽量使其远离单片机逻辑控制电路和存储电路(ROM,RAM),如果可能的话,这些电路可以制成电路板,有利于抗干扰,提高电路工作的可靠性。
 
2. 尝试在诸如ROM和RAM芯片之类的关键元器件旁边安装去耦电容器。实际上,PCB布线,引脚布线和布线可能包含较大的感应效应。大电感可能会在Vcc布线中引起严重的开关噪声尖峰。防止Vcc布线中出现开关噪声尖峰的唯一方法是在Vcc与源之间放置一个0.1uF的电子去耦电容器。如果在电路板上使用表面安装元件,则可以将贴片电容器直接靠着该元件放置并连接到Vcc引脚。最好使用瓷砖电容器,因为它们的ESL静电损耗低,频率阻抗高,并且在温度和时间范围内具有良好的介电稳定性。由于钽电容器在高频下具有高阻抗,因此不应尽可能多地使用钽电容器。
 PCBA控制板PCB设计放置去耦电容器时应注意以下几点:
1.印刷电路板的电源输入端与大约100uF的电解电容器相连。如果音量允许,更大的容量会更好。
 
2.原则上,每个IC芯片旁边应放置一个0.01uF的陶瓷电容器。如果电路板复制板的间隙太小而无法放置,则每10个芯片可放置1-10个钽电容器。
 
3.在电源线(Vcc)和接地线之间应连接去耦电容器,以应对在停机期间抗干扰能力弱和电流变化较大的元器件以及RAM和ROM等存储元件。
 
4.电容器引线不应太长,尤其是对于高频旁路电容器。
在单片机控制系统中,地线有多种,系统地,屏蔽地,逻辑,仿真地等,地线的PCB设计布局是否合理,将决定电路板的抗干扰能力。PCBA控制板PCB设计接地线和连接时,应考虑以下注意事项:
1.逻辑和模拟接地应分开布线,不能一起使用。将它们各自的接地线分别连接到相应的电源接地线。在设计中,模拟接地线应尽可能粗,前端的接地面积应尽可能增加。一般来说,对于输入和输出模拟信号,MCU电路最好用光耦合器分开。
 
2.设计逻辑电路的印刷电路板时,接地线应形成闭环形式,以提高电路的抗干扰能力。
 
3.接地线应尽可能粗。如果接地线很细,则接地线的电阻会很大,导致接地电位随电流的变化而变化,从而导致信号电平不稳定,从而降低电路的抗干扰能力。如果接线空间允许,要确保主接地线的宽度至少为2〜3mm,元器件引脚上的接地线应为1.5mm左右。
 
4.注意会场的选择。当电路板上的信号频率低于1MHz时,布线与元件之间的电磁感应影响很小,而接地电路形成的环流对干扰的影响更大,因此应采用接地点。避免形成循环。当电路板上的信号频率高于10MHz时,由于布线的明显电感效应,接地线阻抗变得非常大,因此接地电路形成的环流不再是主要问题。因此,应采用多点接地以最小化地线阻抗。
 
5.PCB设计布局的电源线除了要根据电流大小尽量加粗线宽外,布线时还应使电源线,接地线方向与方体走线的数据线一致布线工作结束时,接地线将电路板的线路底部没盖住,这些方法可以帮助增强电路的抗干扰能力。
 
6.数据线的宽度应尽可能宽以减小阻抗。
关于PCB板上的元件布局,可简单总结为五条:
一、美观
PCB板元件布局要尽可能做到美观耐看。在布局设计中除了要考虑元件放置的整齐有序,还要考虑走线的优美流畅。通常很多用户都是通过元件布局是否整齐,来片面评价电路设计的优劣,为了产品的形象,在性能要求不苛刻时要优先考虑前者。但是,在高性能的场合,对线路板要求较高,且元件也封装在里面,平时看不见,就应该优先考虑走线的美观。
 二、信号的干扰
PCB板信号干扰问题是PCB设计布局需要考虑的重要因素,应注意以下几个方面:
1.弱信号电路与强信号电路分开甚至隔离;
2.交流部分与直流部分分开;
3.高频部分与低频部分分开;
4.注意信号线的走向,地线的布置;
5.适当的屏蔽、滤波等措施。
 三、受力
PCB板应能承受安装和工作中所受的各种外力和震动,对此需要对板上的各种孔(螺钉孔、异型孔)的位置进行合理安排。一般孔与板边距离至少要大于孔的直径。同时还要注意异型孔造成的板的最薄弱截面也应具有足够的抗弯强度。板上直接“伸”出设备外壳的接插件尤其要合理固定,保证长期使用的可靠性。
 四、受热
PCB板元件的布局要注意大功率的、发热严重的器件的放置,要保证有足够的散热条件。尤其在精密的模拟系统中,要格外注意这些器件产生的温度场对脆弱的前级放大电路的不利影响。一般功率非常大的部分应单独做成一个模块,并与信号处理电路间采取一定的热隔离措施。
 五、安装
PCB板安装,是指在具体的应用场合下,为了将电路板顺利安装进机箱、外壳、插槽,不致发生空间干涉、短路等事故,并使指定接插件处于机箱或外壳上的指定位置而提出的一系列基本要求,对元件的布局有固定位置。