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江蘇中霍傳感科技有限公司
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PCB布局布線基本規(guī)則
01
元件布局基本規(guī)則
按電路模塊進(jìn)行布局,實(shí)現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為一個模塊,電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則,同時(shí)數(shù)字電路和模擬電路分開。
定位孔、標(biāo)準(zhǔn)孔等非安裝孔周圍1.27mm內(nèi)不得貼裝元器件、螺釘?shù)?,安裝孔周圍3.5mm(對于M2.5)、4mm(對于M3)內(nèi)不得貼裝元器件。
臥裝電阻、電感(插件)、電解電容等元件的下方避免布過孔,以免波峰焊后過孔與元件殼體短路。
元器件的外側(cè)距板邊的距離為5mm。
貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm。
金屬殼體元器件和金屬件(屏蔽盒等)不能與其它元器件相碰,不能緊貼印制線、焊盤,其間距應(yīng)大于2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側(cè)距板邊的尺寸大于3mm。
發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件,高熱器件要均衡分布。
電源插座要盡量布置在印制板的四周,電源插座與其相連的匯流條接線端應(yīng)布置在同側(cè)。特別應(yīng)注意不要把電源插座及其它焊接連接器布置在連接器之間,以利于這些插座、連接器的焊接及電源線纜設(shè)計(jì)和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應(yīng)考慮方便電源插頭的插拔。
其它元器件的布置:所有IC元件單邊對齊,有極性元件極性標(biāo)示明確,同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個方向,出現(xiàn)兩個方向時(shí),兩個方向互相垂直。
板面布線應(yīng)疏密得當(dāng),當(dāng)疏密差別太大時(shí)應(yīng)以網(wǎng)狀銅箔填充,網(wǎng)格大于8mil(或0.2mm)。
貼片焊盤上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號線不準(zhǔn)從插座腳間穿過。
貼片單邊對齊,字符方向一致,封裝方向一致。
有極性的器件在以同一板上的極性標(biāo)示方向盡量保持一致。
02
元件布線基本規(guī)則
畫定布線區(qū)域距PCB板邊≤1mm的區(qū)域內(nèi),以及安裝孔周圍1mm內(nèi),禁止布線。
電源線盡可能的寬,不應(yīng)低于18mil;信號線寬不應(yīng)低于12mil;cpu入出線不應(yīng)低于10mil(或8mil);線間距不低于10mil。
正常過孔不低于30mil。
雙列直插:焊盤60mil,孔徑40mil。
1/4W電阻:51*55mil(0805表貼),直插時(shí)焊盤62mil,孔徑42mil。
無極電容:51*55mil(0805表貼),直插時(shí)焊盤50mil,孔徑28mil。
注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀,以及信號線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。
03
在研制帶處理器的電子產(chǎn)品時(shí),
如何提高抗干擾能力和電磁兼容性?
1.下面的一些系統(tǒng)要特別注意抗電磁干擾
微控制器時(shí)鐘頻率特別高、總線周期特別快的系統(tǒng)。
系統(tǒng)含有大功率、大電流驅(qū)動電路,如產(chǎn)生火花的繼電器、大電流開關(guān)等。
含微弱模擬信號電路以及高精度A/D變換電路的系統(tǒng)。
2.為增加系統(tǒng)的抗電磁干擾能力采取如下措施
選用頻率低的微控制器:選用外時(shí)鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統(tǒng)的抗干擾能力。同樣頻率的方波和正弦波,方波中的高頻成份比正弦波多得多。雖然方波的高頻成份的波的幅度,比基波小,但頻率越高越容易發(fā)射出成為噪聲源,微控制器產(chǎn)生有影響的高頻噪聲大約是時(shí)鐘頻率的3倍。
減小信號傳輸中的畸變:微控制器主要采用高速CMOS技術(shù)制造。信號輸入端靜態(tài)輸入電流在1mA左右,輸入電容10PF左右,輸入阻抗相當(dāng)高,高速CMOS電路的輸出端都有相當(dāng)?shù)膸лd能力,即相當(dāng)大的輸出值,將一個門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當(dāng)高的輸入端,反射問題就很嚴(yán)重,它會引起信號畸變,增加系統(tǒng)噪聲。當(dāng)Tpd>Tr時(shí),就成了一個傳輸線問題,必須考慮信號反射,阻抗匹配等問題。
信號在印制板上的延遲時(shí)間與引線的特性阻抗有關(guān),即與印制線路板材料的介電常數(shù)有關(guān)??梢源致缘卣J(rèn)為,信號在印制板引線的傳輸速度,約為光速的1/3到1/2之間。微控制器構(gòu)成的系統(tǒng)中常用邏輯電話元件的Tr(標(biāo)準(zhǔn)延遲時(shí)間)為3到18ns之間。
在印制線路板上,信號通過一個7W的電阻和一段25cm長的引線,線上延遲時(shí)間大致在4~20ns之間。也就是說,信號在印刷線路上的引線越短越好,長不宜超過25cm。而且過孔數(shù)目也應(yīng)盡量少,不多于2個。
當(dāng)信號的上升時(shí)間快于信號延遲時(shí)間,就要按照快電子學(xué)處理。此時(shí)要考慮傳輸線的阻抗匹配,對于一塊印刷線路板上的集成塊之間的信號傳輸,要避免出現(xiàn)Td>Trd的情況,印刷線路板越大系統(tǒng)的速度就越不能太快。
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