電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1、電 路 設(shè) 計(jì) 注 意 事 項(xiàng) 總 結(jié)一、模擬電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(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(gè)小電阻或扼流圈 給容性負(fù)載提供一個(gè)緩沖。(2) 積分反饋電路通常需要一個(gè)小電阻(約 560歐)與每個(gè)大于10pF的積分電容串聯(lián)。(3) 在反饋環(huán)外不要使用主動(dòng)電路進(jìn)行濾波或控制 EMC勺R(shí)F帶寬，而只能使用被動(dòng)元件(最 好為RC電路)。僅僅在運(yùn)放的開(kāi)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(yīng)。(4) 為了獲得一個(gè)穩(wěn)定的線性電路，所有連接必須使用被動(dòng)濾波器或其他抑制方法(如光電 隔離)進(jìn)行保護(hù)。(5) 使用EMC濾波器

2、，并且與IC相關(guān)的濾波器都應(yīng)該和本地的 0V參考平面連接。(6) 在外部電纜的連接處應(yīng)該放置輸入輸出濾波器，任何在沒(méi)有屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的導(dǎo)線連接處 都需要濾波，因?yàn)榇嬖谔炀€效應(yīng)。另外，在具有數(shù)字信號(hào)處理或開(kāi)關(guān)模式的變換器的屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部 的導(dǎo)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(diǎn)與數(shù)字IC 一樣。但是模擬 IC通常需要低頻的電源去耦，因?yàn)槟M元件的電源噪聲抑制比(PSRR在高于1KHz后增加很少。在每個(gè)運(yùn)放、比較器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的模擬電源走線上都應(yīng)該使用RC或 LC濾波。電源濾波器的拐角頻率應(yīng)該對(duì)器件的PSRRg角頻率和斜率進(jìn)行補(bǔ)償，從而在整個(gè)工作頻率范

3、圍內(nèi)獲得所期望的 PSRR(8) 對(duì)于高速模擬信號(hào)，根據(jù)其連接長(zhǎng)度和通信的最高頻率，傳輸線技術(shù)是必需的。即使是 低頻信號(hào)，使用傳輸線技術(shù)也可以改善其抗干擾性，但是沒(méi)有正確匹配的傳輸線將會(huì)產(chǎn)生天線效應(yīng)。(9) 避免使用高阻抗的輸入或輸出，它們對(duì)于電場(chǎng)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?yàn)榇蟛糠汁h(huán)境的電磁干擾都是共模問(wèn)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(shù)將具有很好的EMC效果， 而且可以減少串?dāng)_。平衡電路(差分電路)驅(qū)動(dòng)不會(huì)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?yàn)樵肼暫透蓴_而產(chǎn)生的錯(cuò)誤的輸出變換，也可以防止在斷路點(diǎn)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(duì)射頻場(chǎng)特別敏感，因此常常需要使用一個(gè)安裝在 PCB上,并且與PCB 的地平面相連接的小金屬屏蔽盒，對(duì)這樣的模擬元件進(jìn)行屏蔽。注意，要保證其散熱條二、電路板設(shè)計(jì)步驟一般而言，設(shè)計(jì)電路板最基本的過(guò)程可以分為三大步驟。（1）. 電路原理圖的設(shè)計(jì)（2）. 產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表（ AltumDesigner09 好像不用）（3）. 印制電路板的設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)過(guò)程原理圖的設(shè)計(jì)可按下面過(guò)程來(lái)完成。（1）復(fù)雜的原理圖用層次電路圖來(lái)畫

5、，簡(jiǎn)單的可以不用。 要構(gòu)思好零件圖，設(shè)計(jì)好圖紙大小。 圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復(fù)雜程度而定的，設(shè)置合適的圖紙大小是設(shè)計(jì)好原理圖的第一步。（2）設(shè)置 Protel99/Schematic 設(shè)計(jì)環(huán)境， 包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型，光標(biāo)類型等等，大多數(shù) 參數(shù)也可以使用系統(tǒng)默認(rèn)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(kù)里取出放置到圖紙上，并對(duì)放置零 件的序號(hào)、零件封裝進(jìn)行定義和設(shè)定等工作。 將自己做的元器件和封裝作成一個(gè)庫(kù)， 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(dǎo)線、 符號(hào)連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)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(jìn)一步的調(diào)整和修改，使得原理圖更加美觀。（6）報(bào)表輸出，通過(guò) Protel 提供的各種報(bào)表工具生成各種報(bào)表 , 其中最重要的報(bào)表是網(wǎng)絡(luò)表 , 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表為后續(xù)的電路板設(shè)計(jì)作準(zhǔn)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(shè)計(jì)需要遵循的原則（1）在元器件的布局方面，應(yīng)該把相互有關(guān)的元件盡量放得近一些，例如，時(shí)鐘發(fā)生器、晶 振、CPU勺時(shí)鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，在放置的時(shí)候應(yīng)把它們近些。對(duì)于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、 小電流電路、大電流電路開(kāi)關(guān)電路等，應(yīng)盡量使其遠(yuǎn)離單片機(jī)的邏輯控制電路和存儲(chǔ)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(guān)鍵元件，女口 ROM RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實(shí)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(yīng)。 大的電感可能會(huì)在Vcc走線上引起嚴(yán)重的開(kāi)關(guān)噪聲尖 峰。防止Vcc走線上開(kāi)關(guān)噪聲尖峰的唯一方法，是在Vcc與電源地之間安放一個(gè)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?yàn)檫@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(shí)間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯(cuò)。 盡量不要使用鉭電容， 因?yàn)樵诟哳l下它的阻抗較高。 在安放 去耦電

8、容時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：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(gè)集成電路芯片的旁邊都需要放置一個(gè) 0.01uF 的瓷片電容，如果電路板的空隙太 小而放置不下時(shí)，可以每10個(gè)芯片左右放置一個(gè)110的鉭電容。對(duì)于抗干擾能力弱、關(guān)斷時(shí)電 流變化大的元件和RAM ROM等存儲(chǔ)元件，應(yīng)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(zhǎng)，特別是高頻旁路電容不能帶引線。（3）在單片機(jī)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(shè)計(jì)地線和接地點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)該考

9、慮以下問(wèn)題： 邏輯地和模擬地要分開(kāi)布線， 不能合用， 將它們各自的地線分別與相應(yīng)的電源地線相連。 在設(shè) 計(jì)時(shí)，模擬地線應(yīng)盡量加粗， 而且盡量加大引出端的接地面積。 一般來(lái)講，對(duì)于輸入輸出的模擬信 號(hào)，與單片機(jī)電路之間最好通過(guò)光耦進(jìn)行隔離。 在設(shè)計(jì)邏輯電路的印制電路版時(shí)， 其地線應(yīng)構(gòu)成閉 環(huán)形式，提高電路的抗干擾能力。地線應(yīng)盡量的粗。如果地線很細(xì)的話，則地線電阻將會(huì)較大，造 成接地電位隨電流的變化而變化， 致使信號(hào)電平不穩(wěn)， 導(dǎo)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(yīng)該在1.5mm左右。四、PCB制作原則1印刷電路板的設(shè)計(jì)

10、， 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。 印刷電路板與外接組件一般是通過(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(shè)計(jì)的基本方法首先需要對(duì)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(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

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(jī)，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(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(diǎn)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(diǎn)是組件安裝的機(jī)械強(qiáng)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(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

13、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)覆去亂接，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）

14、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(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。五、PCB制作注意事項(xiàng)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(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按電路的功能模塊合理

15、布局。布局時(shí)， 按電路圖講電路劃成不同的功能模塊，如電源部分， 驅(qū)動(dòng)部分，CPU部分放置，然后根據(jù)PCB尺寸和安裝整體移動(dòng)各相關(guān)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(jié) 構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?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(dāng)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(duì)于1/4W以下的電阻平放時(shí),兩個(gè)焊盤間的距離一般取 4/10英寸，1/2W的電阻平放時(shí),兩焊盤的間 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

16、45/10英寸。（2）豎放：當(dāng)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(shí)兩個(gè)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(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