電路設計注意事項

1、電 路 設 計 注 意 事 項 總 結一、模擬電路設計經(jīng)驗總結(1) 為了獲得具有良好穩(wěn)定性的反饋電路，通常要求在反饋環(huán)外面使用一個小電阻或扼流圈 給容性負載提供一個緩沖。(2) 積分反饋電路通常需要一個小電阻(約 560歐)與每個大于10pF的積分電容串聯(lián)。(3) 在反饋環(huán)外不要使用主動電路進行濾波或控制 EMC勺RF帶寬，而只能使用被動元件(最 好為RC電路)。僅僅在運放的開環(huán)增益比閉環(huán)增益大的頻率下，積分反饋方法才有效。在更高的 頻率下，積分電路不能控制頻率響應。(4) 為了獲得一個穩(wěn)定的線性電路，所有連接必須使用被動濾波器或其他抑制方法(如光電 隔離)進行保護。(5) 使用EMC濾波器

2、，并且與IC相關的濾波器都應該和本地的 0V參考平面連接。(6) 在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器，任何在沒有屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的導線連接處 都需要濾波，因為存在天線效應。另外，在具有數(shù)字信號處理或開關模式的變換器的屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部 的導線連接處也需要濾波。(7) 在模擬IC的電源和地參考引腳需要高質(zhì)量的 RF去耦，這一點與數(shù)字IC 一樣。但是模擬 IC通常需要低頻的電源去耦，因為模擬元件的電源噪聲抑制比(PSRR在高于1KHz后增加很少。在每個運放、比較器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的模擬電源走線上都應該使用RC或 LC濾波。電源濾波器的拐角頻率應該對器件的PSRRg角頻率和斜率進行補償，從而在整個工作頻率范

3、圍內(nèi)獲得所期望的 PSRR(8) 對于高速模擬信號，根據(jù)其連接長度和通信的最高頻率，傳輸線技術是必需的。即使是 低頻信號，使用傳輸線技術也可以改善其抗干擾性，但是沒有正確匹配的傳輸線將會產(chǎn)生天線效應。(9) 避免使用高阻抗的輸入或輸出，它們對于電場是非常敏感的。(10) 由于大部分的輻射是由共模電壓和電流產(chǎn)生的，并且因為大部分環(huán)境的電磁干擾都是共模問題產(chǎn)生的，因此在模擬電路中使用平衡的發(fā)送和接收 (差分模式)技術將具有很好的EMC效果， 而且可以減少串擾。平衡電路(差分電路)驅(qū)動不會使用0V參考系統(tǒng)作為返回電流回路，因此可以避免大的電流環(huán)路，從而減少 RF輻射。(11) 比較器必須具有滯后(正

4、反饋)，以防止因為噪聲和干擾而產(chǎn)生的錯誤的輸出變換，也可以防止在斷路點產(chǎn)生振蕩。不要使用比需要速度更快的比較器(將dV/dt保持在滿足要求的范圍 內(nèi)，盡可能低)。(12) 有些模擬IC本身對射頻場特別敏感，因此常常需要使用一個安裝在 PCB上,并且與PCB 的地平面相連接的小金屬屏蔽盒，對這樣的模擬元件進行屏蔽。注意，要保證其散熱條二、電路板設計步驟一般而言，設計電路板最基本的過程可以分為三大步驟。（1）. 電路原理圖的設計（2）. 產(chǎn)生網(wǎng)絡表（ AltumDesigner09 好像不用）（3）. 印制電路板的設計原理圖設計過程原理圖的設計可按下面過程來完成。（1）復雜的原理圖用層次電路圖來畫

5、，簡單的可以不用。 要構思好零件圖，設計好圖紙大小。 圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復雜程度而定的，設置合適的圖紙大小是設計好原理圖的第一步。（2）設置 Protel99/Schematic 設計環(huán)境， 包括設置格點大小和類型，光標類型等等，大多數(shù) 參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認值。（3）旋轉(zhuǎn)零件，用戶根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫里取出放置到圖紙上，并對放置零 件的序號、零件封裝進行定義和設定等工作。 將自己做的元器件和封裝作成一個庫， 方便日后調(diào)用。（4）有原理圖布線，利用 Protel 提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導線、 符號連接起來，構成一個完整的原理圖。（5）調(diào)整線路，將初

6、步繪制好的電路圖作進一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀。（6）報表輸出，通過 Protel 提供的各種報表工具生成各種報表 , 其中最重要的報表是網(wǎng)絡表 , 通過網(wǎng)絡表為后續(xù)的電路板設計作準備。（7）文件保存及打印輸出，最后的步驟是文件保存及打印輸出。三、原理圖設計需要遵循的原則（1）在元器件的布局方面，應該把相互有關的元件盡量放得近一些，例如，時鐘發(fā)生器、晶 振、CPU勺時鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，在放置的時候應把它們近些。對于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、 小電流電路、大電流電路開關電路等，應盡量使其遠離單片機的邏輯控制電路和存儲電路（ROM、RAM，如果可能的話，可以將這些電路另外制成電路板，這樣

7、有利于抗干擾，提高電路工作的可 靠性。（2）盡量在關鍵元件，女口 ROM RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實際上，印制電路板走線、弓I 腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應。 大的電感可能會在Vcc走線上引起嚴重的開關噪聲尖 峰。防止Vcc走線上開關噪聲尖峰的唯一方法，是在Vcc與電源地之間安放一個O.luF的電子去耦 電容。如果電路板上使用的是表面貼裝元件，可以用片狀電容直接緊靠著元件，在Vcc引腳上固定。 最好是使用瓷片電容，這是因為這種電容具有較低的靜電損耗（ESL和高頻阻抗，另外這種電容溫度和時間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯。 盡量不要使用鉭電容， 因為在高頻下它的阻抗較高。 在安放 去耦電

8、容時需要注意以下幾點：在印制電路板的電源輸入端跨接 100uF 左右的電解電容， 如果體積允許的話， 電容量大一些則 更好。原則上每個集成電路芯片的旁邊都需要放置一個 0.01uF 的瓷片電容，如果電路板的空隙太 小而放置不下時，可以每10個芯片左右放置一個110的鉭電容。對于抗干擾能力弱、關斷時電 流變化大的元件和RAM ROM等存儲元件，應該在電源線（Vcc）和地線之間接入去耦電容。電容的 引線不要太長，特別是高頻旁路電容不能帶引線。（3）在單片機控制系統(tǒng)中，地線的種類有很多，有系統(tǒng)地、屏蔽地、邏輯地、模擬地等，地 線是否布局合理，將決定電路板的抗干擾能力。在設計地線和接地點的時候，應該考

9、慮以下問題： 邏輯地和模擬地要分開布線， 不能合用， 將它們各自的地線分別與相應的電源地線相連。 在設 計時，模擬地線應盡量加粗， 而且盡量加大引出端的接地面積。 一般來講，對于輸入輸出的模擬信 號，與單片機電路之間最好通過光耦進行隔離。 在設計邏輯電路的印制電路版時， 其地線應構成閉 環(huán)形式，提高電路的抗干擾能力。地線應盡量的粗。如果地線很細的話，則地線電阻將會較大，造 成接地電位隨電流的變化而變化， 致使信號電平不穩(wěn)， 導致電路的抗干擾能力下降。 在布線空間允 許的情況下，要保證主要地線的寬度至少在 23mm以上,元件引腳上的接地線應該在1.5mm左右。四、PCB制作原則1印刷電路板的設計

10、， 從確定板的尺寸大小開始， 印刷電路板的尺寸因受機箱外殼大小限制， 以能恰好安放入外殼內(nèi)為宜，其次， 應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。 印刷電路板與外接組件一般是通過塑料導線或金屬隔離線進行連接。但有時也設計成插座形式。 即：在設備內(nèi)安裝一個插入式印刷電路板要留出充當插口的接觸位置。對于安裝在印刷電路板上的較大的組件，要加金屬附件固定，以提高耐振、耐沖擊性能。2布線圖設計的基本方法首先需要對所選用組件器及各種插座的規(guī)格、 尺寸、面積等有完全的了解； 對各部件的位置安 排作合理的、仔細的考慮，主要是從電磁場兼容性、抗干擾的角度，走線短，交叉少

11、，電源，地的 路徑及去耦等方面考慮。各部件位置定出后，就是各部件的聯(lián)機，按照電路圖連接有關引腳， 完成 的方法有多種，印刷線路圖的設計有計算機輔助設計與手工設計方法兩種。最原始的是手工排列布圖。 這比較費事，往往要反復幾次，才能最后完成， 這在沒有其它繪圖 設備時也可以， 這種手工排列布圖方法對剛學習印刷板圖設計者來說也是很有幫助的。 計算機輔助 制圖，現(xiàn)在有多種繪圖軟件，功能各異，但總的說來，繪制、修改較方便，并且可以存盤貯存和打 印。接著，確定印刷電路板所需的尺寸，并按原理圖，將各個元器件位置初步確定下來， 然后經(jīng)過 不斷調(diào)整使布局更加合理，印刷電路板中各組件之間的接線安排方式如下：（1）

12、印刷電路中不允許有交叉電路，對于可能交叉的線條，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”過去，或從可能交叉的某條引 線的一端“繞”過去， 在特殊情況下如何電路很復雜， 為簡化設計也允許用導線跨接， 解決交叉電 路問題。（2）電阻、二極管、管狀電容器等組件有“立式”，“臥式”兩種安裝方式。立式指的是組 件體垂直于電路板安裝、焊接，其優(yōu)點是節(jié)省空間，臥式指的是組件體平行并緊貼于電路板安裝， 焊接，其優(yōu)點是組件安裝的機械強度較好。 這兩種不同的安裝組件， 印刷電路板上的組件孔距是不 一樣的。（3）同一級電路的接地點應盡量靠近， 并且本級電路的電源濾波

13、電容也應接在該級接地點上。 特別是本級晶體管基極、 發(fā)射極的接地點不能離得太遠， 否則因兩個接地點間的銅箔太長會引起干 擾與自激，采用這樣“一點接地法”的電路，工作較穩(wěn)定，不易自激。（4）總地線必須嚴格按高頻中頻低頻一級級地按弱電到強電的順序排列原則，切不可隨 便翻來覆去亂接，級與級間寧肯可接線長點，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格， 如有不當就會產(chǎn)生自激以致無法工作。 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）強電流引線（公共地線，功放電源引線等）應盡可能寬些，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）

14、阻抗高的走線盡量短， 阻抗低的走線可長一些， 因為阻抗高的走線容易發(fā)笛和吸收信號， 引起電路不穩(wěn)定。電源線、地線、無反饋組件的基極走線、發(fā)射極引線等均屬低阻抗走線，射極跟 隨器的基極走線、收錄機兩個聲道的地線必須分開，各自成一路，一直到功效末端再合起來， 如兩 路地線連來連去，極易產(chǎn)生串音，使分離度下降。五、PCB制作注意事項1布線方向：從焊接面看，組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)過程中通常需要在焊接面進行各種參數(shù)的檢測， 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安裝與面板布局要求的前提下）。2按電路的功能模塊合理

15、布局。布局時， 按電路圖講電路劃成不同的功能模塊，如電源部分， 驅(qū)動部分，CPU部分放置，然后根據(jù)PCB尺寸和安裝整體移動各相關模塊，這樣就能保證相同模塊 內(nèi)的走線最短，各模塊之間的鏈接最合理。各組件排列，分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，結 構嚴謹?shù)墓に囈蟆?電阻、二極管的放置方式分為平放與豎放兩種：（1）平放：當電路組件數(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；對于1/4W以下的電阻平放時,兩個焊盤間的距離一般取 4/10英寸，1/2W的電阻平放時,兩焊盤的間 距一般取5/10英寸；二極管平放時，1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管, 一般取

16、45/10英寸。（2）豎放：當電路組件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情況下，一般是采 用豎放，豎放時兩個焊盤的間距一般取 12/10英寸。4電位器： IC 座的放置原則（1）電位器：在穩(wěn)壓器中用來調(diào)節(jié)輸出電壓，故設計電位器應滿中順時針調(diào)節(jié)時輸出電壓升 高，反時針調(diào)節(jié)器節(jié)時輸出電壓降低； 在可調(diào)恒流充電器中電位器用來調(diào)節(jié)充電電流折大小， 設計 電位器時應滿中順時針調(diào)節(jié)時， 電流增大。電位器安放位軒應當滿中整機結構安裝及面板布局的要 求，因此應盡可能放軒在板的邊緣，旋轉(zhuǎn)柄朝外。（2）IC 座：設計印刷板圖時，在使用 IC 座的場合下，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 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進出接線端布置（ 1 ）相關聯(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）進出線端盡可能集中在 1 至 2 個側(cè)面，不要太過離