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PCB布局設計應遵循的原則,設計時如何加強抗干擾能力的方法?

 PCB設計時電路板是電子產品中電路元件和器件的支撐件。即使電路原理圖設計正確,印製電路板設計不當,也會對電子產品的可靠性產生不利影響。在設計印製電路板的時候要考慮PCB尺寸大小。


首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印製線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定印刷線路板尺寸後,再確定特殊元件的位置。最後,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。


應注意採用正確的方法,遵守PCB設計的一般原則,並應符合抗干擾設計的要求。在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:


1、儘可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們的分布參數和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應儘量遠離。

2、某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應儘量布置在調試時手不易觸及的地方。

3、重量超過15g的元器件,應當用支架加以固定,然後焊接。那些又大又重、發熱量多的元器件,不宜裝在印製板上,而應裝在整機的機箱底板上,且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發熱元件。

4、對於電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內調節,應放在印製板上方便調節的地方;若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在機箱面板上的位置相適應。

5、應留出印製板定位孔及固定支架所占用的位置。


那如果對電路的元器件進行PCB布局時,要符合抗干擾設計的要求:


1、按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便於信號流通,並使信號儘可能保持一致的方向。

2、以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。儘量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。

3、在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數。一般電路應儘可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易於批量生產。

4、位於電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小於2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬雙為3:2或4:3。電路板面尺寸大於200×150mm時,應考慮電路板所受的機械強度。


PCB設計與VGA接口部分問題該注意哪些?

布局的時候我們要依照線路所示零件順序進行擺放;電子產品已經覆蓋我們生活的方方面面,顯示也成了不可缺少的一部分,顯示接口種類繁多,VGA是我們非常常見的一種顯示接口,如電腦主板、筆記本,以及一些投影設備都會帶有。


像DVI、HDMI、LVDS、DP、VGA等;像這些顯示接口可以劃分成兩類,一類是數字接口,一類是模擬接口,如何區分,我們只要知道VGA是模擬接口,其它的都是數字接口。


VGA作為我們的顯示接口,如果設計不好,從原理圖上我們可以看到VGA 接頭上大致有RED、GREEN、CRT-BLUE、VSYNC、HSYNC、DATA、CLK等7條信號;原理圖中大致包括三個部分,一是R、G、B的π型濾波;二是所有的信號都經過ESD器件;三是VGA接口;信號收到干擾直接影響到產品的性能,影響消費者的體驗。


走線的順序是,先π型濾波,再經過ESD器件,最後到VGA接口;R、G、B信號要走在一起,其次是VSYNC和HSYNC;R、G、B信號之間的安全距離一般設為20mil,且需要等長處理;R、G、B信號遠離其它信號,尤其是其它高速信號;R、G、B信號換層打孔,旁邊需要增加回流過孔;所有經過U1(ESD器件)的信號,必須穿過ESD器件PIN,不能出現分支,這是PCB剛入們的小夥伴們需要注意的地方;信號線的線寬需要根據阻抗來設定。

電子設計原理圖PCB設計軟體竟然這麼多,最常見的問題來做介紹

當年我還是菜鳥的時候,在職場做了25年經驗的工程師分享原理,結構,PCB等,從審核到生產,面面俱到。


在電子設計中要經常使用原理圖PCB設計軟體來繪製電子系統,而設計電子產品原理圖與PCB的軟體有以下這些。


主要在PCB設計這方面,從原理圖、結構的審核到PCB工藝製作、SMT生產,PCB涉及各個的環節把碰到比較常見的問題做一個說明和分享:


Altium Designer

Protel

PowerPCB

OrCAD

PCB Studio

Cadence PSD

PCBWizard

Expedition

Viewlogic

EasyEDA



封裝可能更多的是在PCB的封裝和原理圖是否一致性,就怕關聯封裝有,但是管腳定義不一致,這種在含兩隻、有極性和方向的。另外非標準的元件會比較容易出現錯誤,這塊我個人在設計的時候是這樣處理的,在設計前含兩隻的元件統一重新核對一次封裝管腳,確保正確無誤後再進行畫板走線。

還有建立專業封裝管理小組,做好封裝對應關係表,原理圖和PCB一一匹對,形成元件庫管理,再放到公司統一的調用管理目錄下,方便工程師進行調用元件。


PCB設計這塊,大多數從業LAYOUT這塊的工程師對電路這塊不是太懂,電子工程師也沒有細說,這樣在設計時很容易產生漏洞,所以在設計前期需要了解幾方面的信息:讓設計工程師幫忙講解。


(1)整個電路原理,各個單元電路的迴路,方便布局和走線。

(2)各個電路模塊的電流功耗信息,方便布線控制線徑大小。

(3)關鍵信號線信息。


一般數字比模擬信號容易抗干擾,在數位訊號源輸出腳串入一顆電阻,可以將信號變得比較圓滑,干擾能力相應下降,高頻信號在工作時,在同一組信號參考層必須一致,線寬也控制一致,這樣參考的阻抗也會相近。


超高頻信號,走線儘可能走表層,不要通過過孔進行連接,否則產生寄生電容,影響信號傳輸的頻點和參考阻抗!


連接器這塊,很多時候,一款產品裡面有多款PCB板設計,板與板之間通過連接器進行連接,很多時候容易出現腳位鏡像的問題,為了避免出現類似的問題,我們設計時將PCB封裝分為A/B封裝,這樣在設計時可以避免連接器腳位的錯誤。

PCB設計師功不可沒,有多少人是PCB設計藝術家!

看上去很多PCB設計師所設計出來的都是很美的圖,就擔任了其中的一個環節,把原理圖設計繪製成PCB(印刷線路板)。


PCB設計師畫出來的,有手機,有筆記本啊,相機等等,是不是很複雜。能畫出這些圖的,沒有5年以上工夫是達不到這種水平的,說不定有人做了PCB設計行業5年都還達不到這種水平。


這些線路板有些彎彎曲曲的像蛇一樣的蛇形線,為什麼要這樣,以前我在文章也提到過,我有些感慨,覺得我們PCB設計師也算得上是一個藝術家!這也算是一個技術也是一種藝術,經過高手設計出來的PCB圖,就是一個藝術品,但這個就是要看每個人的工作經歷,如果一直在畫一些簡單的板,那也就一直畫不出高水平的PCB板。


相信我做了15年之久,什麼板都經歷過,見慣不怪了!不過,這些藝術品的背後是PCB設計師辛勤的勞動,經常會加班,有時沒日沒夜的干,就是為了能讓產品快速推出市場。尤其是手機行業,競爭很殘酷,拖一個月,人家的新產品就上市了,你的還在研發,公司怎麼能不著急。


所有電子產品都是有一個線路板,從一切的家用電器,電腦內的各種配件,到各種數碼產品,只要是電子產品,幾乎都會用到線路板。一個一個電子產品經過PCB設計師的手變成大家的生活用品。

Google AI 最強大的計算基礎,PCB設計工程師功不可沒!

Google 的定制設計機器構成了世界上最大、最強大的計算基礎設施之一。硬件測試工程團隊確保這種尖端設備是可靠的。


在許多研發實驗室,機器原型設計測試設備,並為整個全球用於擴展。您與設計工程師密切合作,為改進我們的硬件提供設計意見,直到您確定它符合 Google 的質量和可靠性標準。


Google 的使命是組織全球信息並使其普遍可訪問和有用。設備和服務團隊結合了 Google 人工智能、軟件和硬件的優勢,為用戶創造了極為有用的體驗。我們研究、設計和開發新技術和硬件,以使用戶與計算的交互更快、更無縫、更強大。


無論是尋找捕捉和感知我們周圍世界的新方法、改進外形因素還是改進交互方法,設備和服務在通過技術改善人們的生活。


責任跨職設置電路板的機械輪廓、疊層和 PCB 設計規則約束。執行剛性板和柔性印刷電路 (FPC) 和剛性柔性板的組件佈局和佈線。與供應商合作選擇和使用正確的阻抗規則、製造設計 (DFM) 和裝配設計 (DFA) 規則。


與硬件工程師、PCB 設計師、機械設計師和供應商合作開發和維護實際產品,市場調研——>產品功能確定——>原理圖設計研發——>PCB設計研發——>製作PCB,貼片生產——>樣機——>成品


所以有一種工作崗位叫做PCB設計師,大家看到的電子產品,裡面的線路板就是PCB設計師畫出來的。