制作一般PCB需注意的工程问题

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简介:1.输入输出端不要靠的太近,特别是在高增益情况下;2.电平差大的线不要靠得太近(电平差30~40dB以上),即使是直流也不允许;3.要区分小信号GND与大电流GND;4.电源GND线分开到每个基板上;5.电解电容要考虑到电流的流向;6.减小电流环路面积;7.将 电源电路、功率电路 与 微小信号电路 远距离分开;8.尽可能将双晶体管/FET靠近放置;10.注意实际电路板安装、调试等操作的可操作性。

1.输入输出端不要靠的太近,特别是在高增益情况下

原因:

1)当为正相放大器时,靠近产生寄生电容->正反馈回路->引起震荡;这种震荡与输入信号无关,即是无输入也会发生,其频率由电路结构与寄生电容大小等因素决定。大部分为1MHz以上,随寄生电容大小变化,不仅产生电路震荡,甚至发生工作不稳定和特性变坏的情况。

2)当为反相放大器时,会产生米勒效应->引起高频特性变坏->形成LPF(信号端电阻Rg与米勒电容(A+1)C组成)。

米勒效应:输出信号相对于输入信号具有A倍增益,且为反相。当输入输出存在电容C时,从信号源来看,可以看成恰如在输入与GND之间存在有(A+1)C的电容的现象。

总结:无论正相放大还是反相放大,其输入输出端都不允许靠太近,特别在高增益或在宽频带放大器中!同时,对多级放大器也同样注意此问题。

2.电平差大的线不要靠得太近(电平差30~40dB以上),即使是直流也不允许

原因与上一个类似,高电位的电压波纹有可能会耦合到微弱信号侧,从而使微弱信号侧性能变坏,同时也有可能发生震荡等异常现象。

3.要区分小信号GND与大电流GND

原因:

由于GND存在电阻,大电流流过使其产生一定压降,此压降对大电流侧几无影响,但是却提高了小信号GND的电位,使得特性变坏。

总结:把所有大电流的GND单点接到一起,所有小信号GND单点接在一起,然后两点接一起。承载大电流流动的线要尽可能使布线电阻小且粗的线。

4.电源GND线分开到每个基板上

原因:

当电路较为复杂时,会分成几个基板模块,电源却只有一个,所以如果电源接到一个基板模块上,然后另一个基板的电源取自上一个基板上的电源,依次类推,那么这时会因为每一段电源线都存在电阻,所以,只要其中一个模块电流发生改变(汇总GND的电流增大,则流过该汇总电流的GND压降变大,也就是说,那些模块的地电位被提高->电源电压降低),那么就会使所有模块的电源电压发生改变!

总结:把所有基板模块的电源都并接在电源模块上即可解决问题。

5.电解电容要考虑到电流的流向

原因:

对于滤波电容,例如变压器后的电桥后接的稳压电容,如果实际布线的引出线是从电桥引出而不是在稳压电容引出,那么负载电流不通过滤波电容而直接流到负载电路,这样负载获得的电压会有较大电压波纹,且负载电流越大、滤波电容越大、二极管到滤波电容的布线越细长时越严重!

总结:布线时候注意实际电流流向,电流要先流进电容,然后流出,电容才能发挥最大作用。同时,这一点对电源旁路电容一样有效。

6.减小电流环路面积

原因:

电流环路面积大,受外部磁场等因素影响越大。其它环路的通电导线会产生磁场,环路面积越大,通过越多磁导线->对原电路产生越大影响。

总结:无论是信号线还是电源线,尽量使其面积尽量小,如果允许使用双绞线!否则也尽量使其面积小。

7.将 电源电路、功率电路 与 微小信号电路 远距离分开

原因:

微小信号电路容易受其它电路影响,而电源电路和功率电路处理的信号电平较大,易对其他电路产生影响。电源电路中,变压器是噪声生产大户,而且还有漏磁,所以还要注意变压器安装的方向。

8.尽可能将双晶体管/FET靠近放置

原因:

半导体对温度极其敏感,在以晶体管和FET特性相同为前提来设计电路的话,希望尽可能讲芯片的温度做得相同->尽量靠近做到热耦合。

9.将受热影响的器件远离热源,且考虑热空气的流动

10.注意实际电路板安装、调试等操作的可操作性

例如:

1.开孔位置(螺丝)是否碰及附近导线

2.需要调的元件(如变阻器、可变电容等)是否留够位置使用调试工具

3.安装散热器是否留够足够位置等等

总而言之,尽量从实际出发尽量考虑周全。

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