PCB设计解决问题的核心 - 洛阳东方发电设备有限公司企业论坛 - 中国自动化企业中心

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发表人：qinye

发表时间：2019/6/13 11:26:00

本栏论题：

PCB设计解决问题的核心 [874]

    印刷电路板（PCB）的设计是指通过设计原理图和线路布局以尽可能低的成本生产电路板。

    在过去，这通常是在昂贵的专用工具的帮助下完成的，但现在，随着免费的高性能软件工具（如DesignSpark PCB）和设计模型的日益普及，电路板设计人员已经设计为加速起来。虽然工程师知道完美的设计是避免问题的最佳方法，但它仍然是浪费时间和金钱，而不是治愈。

    例如，如果在电磁兼容性（EMC）测试阶段发现问题，将会有大量的成本投资，甚至初始设计也需要调整和重新制作，这需要几个月的时间。

    挑战布局是设计师必须面对的首要问题之一。此问题取决于图形中的某些内容，并且某些设备需要根据逻辑注意事项进行设置。然而，应该注意的是，对温度更敏感的部件，例如传感器，应该与产生热量的部件分开设置，包括电源转换器。

    对于具有多种功率设置的设计，可以在电路板上的不同位置单独设置12伏和15伏电源转换器，因为它们产生的热量和电子噪声会对其他组件的可靠性和性能产生影响，以及董事会。上述元件也会对电路设计的电磁性能产生影响，这不仅对电路板的性能和能耗有重要影响，而且对电路板的经济性也有很大的影响，因此所有电路在欧洲销售的电路板设备必须获得CE标志，以证明不会干扰其他系统。然而，这通常仅在电源方面，并且存在许多发出噪声的设备，例如-DC转换器，以及高速数据转换器。

    由于电路板设计中的缺陷，这些噪声可被信道捕获并作为小天线辐射，从而导致杂波噪声和频率异常区域。远场电磁干扰（EMI）问题可以通过在噪声点添加滤波器或使用金属外壳屏蔽信号来解决。

    然而，充分注意电路板上释放电磁干扰（EMI）的设备，这允许电路板选择更便宜的外壳，从而有效地降低整个系统的成本。在电路板设计过程中，电磁干扰（EMI）确实是一个必须认真对待的因素。电磁串扰可以与通道耦合，从而将信号破坏成噪声并影响电路板的整体性能。如果耦合噪声太高，信号可能会被完全覆盖，因此必须添加更昂贵的信号放大器才能恢复正常。然而，如果在电路板设计开始时可以充分考虑信号线布局，则可以避免上述问题。

    设计模板很有用，因为电路板的设计取决于设备，使用位置，不同的散热要求以及不同的电磁干扰（EMI）场景。电容器也是电路板设计中的一个重要问题，不容忽视，因为电容器会影响信号传播的速度并增加电力消耗。通道与其旁边的线耦合或垂直穿过两个电路层，从而无意中形成电容器。这些问题可以通过减少平行线的长度，在其中一条线上增加打结并因此切断耦合来相对容易地解决。然而，这也要求工程设计人员充分考虑生产设计原则，以确保设计易于制造，同时避免由于过度的线弯曲角度引起的任何噪声辐射。线之间的距离也可能太近，这将导致线之间的短路，特别是在线的弯曲处，随着时间的推移金属“晶须”将出现。

    设计规则检测通常可以指示环路风险高于正常的区域。这个问题在接地层的设计中尤为突出。金属电路层，可以耦合到其上方和下方的所有线路。

    尽管金属层确实有效地阻挡了噪声，但是金属层还产生相关的电容器，这些电容器影响线路的运行速度并增加电力消耗。就多层电路板的设计而言，不同电路板之间的通孔设计可能是最具争议的问题，因为通孔设计将是b对电路板的制造提出了许多问题。

    电路板层之间的通孔会影响信号的性能，降低电路板设计的可靠性，因此应引起高度重视。

    | 解决方案|在印刷电路板（PCBS）的设计过程中，可以采用许多不同的方法来解决各种问题。它具有设计方案本身的调整，如调整线路布局和降低噪声，以及印刷电路板布局的方法。设计组件可以通过布局工具自动安装，但如果您可以手动调整自动布局，则有助于提高电路板设计的质量。

    通过这种措施，设计规则检测将依靠技术文件来确保电路板设计能够满足电路板制造商的要求。分离不同的电路板层减少了相关的电容，但这会增加电路板上的层数，从而增加成本并产生更多的通孔问题。

    虽然使用正交供电系统和接地线设计可以增加电路板的物理尺寸，但它可以有效地发挥双层电路板中接地层的实用性，降低电路板的电容和复杂性制造业。包括DesignSpark PCB在内的设计工具可以帮助工程师在设计之初解决许多问题，但工程师仍需要充分了解印刷电路板（PCBS）的设计要求。例如，如果印刷电路板（PCB）的编辑器需要在设计开始时了解电路板的层数，例如，双层电路板，则需要有一层层和功率水平，两个单独的板层。组件自动布局技术非常有用，可以帮助设计人员花更多时间设计设备的布局区域，例如，如果电源设备太靠近敏感信号线或温暖区域，则存在许多问题。

    同样，信号线可以自动接线，同时避免大多数问题，但高风险区域的分析和手动操作将有助于显着提高印刷电路板（PCB）设计的质量，增加收入并降低总体成本。设计规则检测也是一种非常强大的工具，可以检测线条并确保线条之间的距离不会太近，导致环路太短。但是，整体设计仍然具有很高的经济价值。

    设计规划检测工具还可用于检测和调整电源层和接地层，以避免产生大的相关电容器区域。这些工具对Gerber和Excellon也有很大帮助，帮助他们生产成品的最终设计，以及布线和电路板的印刷，以及通孔钻孔和其他工作方面。

    因此，技术文档与电路板制造商密切相关。

    结论在印刷电路板PCB的设计过程中需要考虑许多问题，包括DesignSpark PCB在内的工具可以有效地解决大多数这些问题。通过采用一些最佳实践指南，工程师可以有效降低成本，提高电路板可靠性，满足系统规范，并以较低的成本弯曲系统认证，以避免出现更多问题

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