PCB設計、整板布局、優(yōu)化與分析

PCB布局設計的基本原則有哪些？如何優(yōu)化和分析？布局合理與否將直接影響產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、EMC（電磁兼容）等，必須從電路板的整體布局、布線的連通性、工藝性、機械結構、散熱等方面綜合考慮。耗散、EMI（電磁干擾）、可靠性、信號完整性等。

一般先將元件放置在與機械尺寸相關的固定位置，然后放置特殊元件和大型元件，最后放置小型元件。 同時還要考慮布線要求。 高頻元件的放置應盡可能緊湊，使信號線的走線盡可能短，以減少信號線的交叉干擾。

與機械尺寸相關的定位刀片的放置

電源插座、開關和PCB之間的接口和指示燈是與機械尺寸相關的定位插件。一般電源與PCB的接口放置在PCB邊緣，與PCB邊緣應有3mm~5mm的距離； 指示LED應按要求準確放置； 開關和一些微調(diào)元件，如可調(diào)電感和電阻，應放置在靠近PCB邊緣的位置，以便于調(diào)節(jié)和連接；需要經(jīng)常更換的部件必須放置在部件較少的位置，以便于更換。

特殊元件的放置

大功率管、變壓器、整流管等發(fā)熱器件在高頻工作時發(fā)熱量較多，因此布局時應充分考慮通風散熱，并將此類器件放置在PCB上空氣容易流通的地方 。

大功率整流管、穩(wěn)壓管應加裝散熱器，并遠離變壓器。

電解電容器等熱敏元件也應遠離發(fā)熱器件，否則電解液會干燥，導致其電阻增大、性能變差，影響電路的穩(wěn)定性。

容易發(fā)生故障的元件，如調(diào)整管、電解電容、繼電器等，也應考慮方便維修而放置。

對于經(jīng)常需要測量的測試點，在布置元件時應注意保證測試棒能容易接觸到。

由于供電設備內(nèi)部會產(chǎn)生50Hz漏磁場，當與低頻放大器的某些部件連接時，會對低頻放大器產(chǎn)生干擾。因此，必須將它們隔離或屏蔽。

各級放大器最好按原理圖排列成一條直線。這種布置的優(yōu)點是各級接地電流都會在這一級流動，而不影響其他電路的運行。輸入級和輸出級應盡可能遠離，以減少它們之間的寄生耦合干擾。

考慮各單元功能電路之間的信號傳輸關系，低頻電路與高頻電路分開，模擬電路與數(shù)字電路分開。

集成電路應放置在PCB的中央，以便于各引腳與其他器件之間的布線連接。

電感器、變壓器等器件具有磁耦合，應將它們相互正交放置，以減少磁耦合。另外，它們都具有較強的磁場，周圍應有適當大的空間或磁屏蔽，以減少對其他電路的影響。

PCB 的關鍵部位應配置合適的高頻去耦電容。例如，在PCB電源輸入端接一個10μF～100μF的電解電容，在靠近集成電路的電源引腳處接一個0.01pF左右的瓷片電容。

有些電路需配備適當?shù)母哳l或低頻扼流圈，以減少高頻和低頻電路之間的影響。設計和繪制原理圖時應考慮到這一點，否則也會影響電路的工作性能。

元器件的間距應適當，間距應考慮是否有可能被擊穿或點燃。

對于推挽電路、橋式電路的放大器，布局時應注意元器件電氣參數(shù)的對稱性和結構對稱性，使對稱元器件的分布參數(shù)盡可能一致。

主要元件手動布局完成后，應采用元件鎖定方法，防止這些元件在自動布局時移動。即執(zhí)行編輯更改命令或在組件的屬性中選擇“鎖定”將其鎖定并停止移動。

常見組件的放置

對于電阻、電容等普通元件，考慮到元件排列的有序性、占用空間的大小、布線的連通性以及焊接的方便性，可以采用自動布局。

對于PCB布局設計來說，采用手動布局的方法來優(yōu)化和調(diào)整一些元件的位置，然后結合自動布局來完成PCB的整體設計。

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