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  • 1 # 木瓜貼片打樣

    在電子設計中,專案原理圖設計完成編譯透過之後,就需要進行PCB的設計。PCB設計首先在確定了板形尺寸,疊層設計,整體的分割槽構想之後,就需要進行設計的第一步:元件佈局。即將各元件擺放在它合適的位置。而佈局是一個至關重要的環節。佈局結果的優劣直接影響到佈線的效果,從而影響到整個設計功能。因此,合理有效的佈局是PCB設計成功的第一步。

      PCB佈局前按照整個功能按模組對電路進行分割槽。 區域規劃時依照功能對模擬部分和數字部分隔離,高頻電路與低頻電路隔離。分割槽完成之後考慮每個區域內的關鍵元件,將區域內其他元件以關鍵元件為重點放置到合適的位置。當放置元件時,同時考慮子系統電路之間的內部電路走線,特別是時序及振盪電路。為了去除電磁干擾的潛在問題,應系統地檢查元件放置與佈局,以方便走線,降低電磁干擾,滿足功能的前提下儘量做到美觀。

      

      常見的PCB佈局方面的問題和困惑

      一個產品的成功與否,一方面要求功能質量良好,另一方面要求美觀,要像向雕琢一件工藝品一樣佈局您的電路板。在PCB元件佈局方面經常會有這些疑問和困擾。

      PCB板形與整機是否匹配?元器件之間是間距是否合理,有無水平上或高度上的衝突?

      PCB是否需要拼版,是否要預留工藝邊,是否預留安裝孔,如何排列定位孔?

      如何考慮阻抗控制,訊號完整性,電源訊號穩定,電源模組散熱?

      需要經常更換的元件是否方便替換,可調元件是否方便調節?

      熱敏元件與發熱元件之間是否考慮距離?

      整板EMC效能,如何佈局能有效增強抗干擾能力?

      優秀的PCB元件佈局原則

      

      首先劃分區域。根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行整體考慮,將各個功能電路單元按照模組劃分大體區域,使佈局適合訊號流通,並儘量保持方向一致。

      如上圖所示,大體的功能模組比如電源部分,核心控制部分,訊號輸入處理部分,訊號輸出處理部分,接外掛部分,人機互動部分等等。按照電路板的實際功能需要進行模組區域的劃分。一般的原則是電源部分集中佈局在板邊,核心控制部分在板中間,訊號輸入部分位於核心控制部分的左邊,而訊號輸出部分位於核心控制部分右邊。接外掛部分儘量佈置在板邊,人機互動部分要考慮到人機工程的要求進行合理佈局。在保證電氣效能的前提下,各功能模組的元件應放置在柵格上且相互平行或垂直排列,以求整齊、美觀。

      然後以每個功能模組電路的核心元件為中心,圍繞這個中心來進行佈局。元器件應均勻、整體、緊湊的排列在PCB上,儘量減少和縮短各元器件之間的引線和連線以方便佈線並減少電磁干擾。在PCB中,特殊的元件比如電源器 件、可調器件、發熱及熱敏感器件、高頻部分的關鍵元件、核心晶片、易受干擾的元件、體積或重量大的器件、帶高壓器件,以及一些異性元件,這些特殊元件的位置需要仔細分析,佈局要合乎電路功能的要求及生產的需求。不合適的佈局可能產生電路相容問題、訊號完整性問題,從而導致PCB設計的失敗。特殊元器件的位置在佈局時一般要遵守以下原則:

      DC/DC 變換器、開關元件和整流器應儘可能靠近變壓器放置,整流二極體儘可能靠近調壓元件和濾波電容器。以減小其線路長度。

      電磁干擾(EMI)濾波器要儘可能靠近 EMI 源。儘可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少他們的分佈引數及和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互離的太近,輸入和輸出應儘量遠離。

      對於電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元器件的佈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。元器件的佈局到均衡,疏密有度。

      發熱元件應該佈置在 PCB 的邊緣,以利散熱。如果 PCB 為垂直安裝,發熱元件應 該佈置在 PCB 的上方。熱敏元件應遠離發熱元件。

      在電源佈局時,儘量讓器件佈局方便電源線佈線走向。佈局時需要考慮減小輸入電源迴路的面積。滿足流通的情況下,避免輸入電源線滿板跑,迴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,並可能產生噪聲。

      高、低頻電路由於頻率不同,其干擾以及抑制干擾的方法也不相同。所以在元件佈局時,應將數位電路、類比電路以及電源電路按模組分開佈局。將高頻電路與低頻電路有效隔離,或者分成小的子電路模組板,之間用接外掛連線。

      此外,佈局中還應特別注意強、弱訊號的器件分佈及訊號傳輸方向路徑等問題。 為將干擾減輕到最小程度,類比電路部分和數位電路部分分隔開之後,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割槽。 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。低電平訊號通道遠離高電平訊號通道和無濾波的電源線。將低電平的類比電路和數位電路分開,避免類比電路、數位電路和電源公共回線產生公共阻抗耦合。

      元件佈局小技巧推薦

      切換PCB元件放置中各種柵格(Grid)的應用;

      元件對齊工具的應用。各種方式智慧化對齊排列方式,幫你輕鬆定位;

      元件智慧擺放,高亮提示,元件交換(Smart placement);

      全域性批次編輯修改元件和各種物件的屬性,讓你的更改更為便捷;

      3D智慧化實時顯示,檢測PCB板內元件以及板外整機的匹配性

  • 2 # 誠信為本54333225426

    功能多的線路板上安裝無線電元件,確實講究科學,不是亂放的!首先考慮整體面積劃出功能方塊圖,其次要確大電流大功率元件位置,要增加散熱裝置,其次分高低頻電路元件區城,最後合理連線,線與線距離要達到沒計要求,反覆調整達到理想效果!

  • 3 # ADAU1761

    簡單說,功能模組就近,減少走線。 控制熱量分佈,熱源遠離敏感零件。

    控制干擾,高低頻分開,強弱電分開。

    控制阻抗,大電流加粗。

    高頻電路佈線更復雜些,干擾,輻射,阻抗匹配,回波都要考慮,反覆測試。

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