4层PCB板的PCB设计

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1、四层电路板的PCB设计作者：韩洁琼曾碧余永权李泰关键词四层PCB，抗干扰，嵌入式系统摘要详细介绍有关电路板的PCB设计过程以及应注意的问题。在设计过程中针对普通元器件及一些特殊元器件采用不同的布局原则；比较手工布线、自动布线及交互式布线的优点及不足之处；介绍PCB电路以及为了减小电路之间的干扰所采取的相关措施。结合亲身设计经验，以基于ARM、自主移动的嵌入式系统核心板的PCB设计为例，简单介绍有关四层电路板的PCB设计过程以及应注意的相关问题。印制电路板(PCB)在电子产品中，起到支撑电路元件和器件的作用，同时还提供电路元件和器件之间的电气连接。

2、其实，PCB的设计不仅是排列、固定元器件，连通器件的引脚这样简单，它的好坏对产品的抗干扰能力影响很大．甚至对今后产品的性能起着决定性作用。随着电子技术的飞速发展，元器件和产品的外形尺寸变得越来越小，工作频率越来越高，使得PCB上元器件的密度大幅提高，这也就增加了PCB设计、加工的难度。因此，可以这样说，PCB设汁始终是电子产品开发设计中最重要的内容之一。1布局所谓布局就是把电路图中所有元器件都合理地安排在面积有限的PCB上。从信号的角度讲，主要有数字信号电路板、模拟信号电路板以及混合信号电路板3种。在设计混合信号电路板时，一定要仔细考虑，将元器件

3、通过手工方式摆放在电路板的合适位置，以便将数字和模拟器件分开，如图l所示。在安排PCB的布局过程巾，最关键的问题是：开关、按钮、旋钮等操作件以及结构件(简称“特殊元件”)等，必须事先安排到指定(合适)的位置上。放置好之后，可以设置元器什的属性，将LOCK项选中，这样就可以避免以后的操作误将其移动；而对于其他元器件的位置安排，必须同时兼顾布线的布通率和电气性能的最优化，以及今后的生产工艺和造价等多方面因素．所谓的“兼顾”往往是对设计工作人员水平和经验的挑战。1.1特殊元件的布局原则①应当尽可能地缩短元器件之间的连线，设法减小它们的分布参数和相互之间

4、的电磁干扰。那些易受电磁干扰的元器件不能挨得太近，输入和输出元件应尽量彼此远离。②某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，因此应加大它们之间的距离，以避免放电而引起意外的短路；同时从安全的角度考虑，带高压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。③对于质量超过15g的兀器件，应当使用支架加以固定后，再进行焊接。那些又大又重、发热量大的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上；且要考虑散热问题，热敏元器件应当远离发热元件。④对于电位器、可凋电感线、可变电容器、微动开关等可调元件的布局，应考虑整机的结构要求。若是机内调节，则应放在印制板上

5、方便调节的地方；若是机外调节，则其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。1.2普通元器件的布局①按照电路的流程安排各个电路单元的位置，使布局便于信号的流通，并且尽量使信号能够保持一致的方向。②以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应当均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上．尽量减少和缩短各器件之间的引线和连接。③在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般情况下，电路应尽可能使元器件平行排列，不仅可以达到美观的效果，而且易于装焊和批量生产。④位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm；电路板的最佳形状为矩形，其长

6、宽比可为3：2或4：3。当电路板面尺寸大于200mm×150mm时，应考虑电路板所承受的机械强度。若在实际设计过程中，开始时并不能确定PCB板所需的尺寸，则可以设计得稍微大一些。待PCB设计工作结束后，可在ProtelDXP中选择Design→BoardShape→RedefineBoardShape操作，对原先的PCB进行适当的裁剪。另外，根据本人的实际工作经验，若要对已有的电路板进行某些功能的扩充或缩减，需要重新设计新的PCB，则在实际布局时可以参照母板上的布局，通过手工方式将元器件安排在恰当的位置上；在布线过程中，再根据实际需要进行调整，以

7、进一步提高布通率。2布线布线是在布局之后，通过设汁铜箔的走线图，按照原理图连通所有的走线。显然，布局的合理程度将直接影响到布线的成功率，因而往往在布线的整个过程中，都需要对布局进行适当的调整。布线设计可以采用双层走线和单层走线；对于极其复杂的设计，也可以考虑多层布线方案。在PCB设计中，布线足完成产品设计的重要步骤。可以这样说，前面各项准备工作都是为它而做的。PCB布线有单面布线、双面布线和多层布线。布线的方式有两种：自动布线和交互式布线。在PCB设计中，设计人员往往希望能够采用自动布线的方式。在通常情况下，对于纯数字信号电路板(尤其信号电平比较

8、低，电路板密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。但是，在设计模拟信号．混合信号或高速电路板时，如果也完全采用自动布线，可就要出问题了，