摘要：隨著科學技術的發展，現代電子工業取得了長足的進步，大規模、超大規模集成電路的應用使印制電路板日趨精密和復雜，作為一個電子工程師設計電路是一項必備的硬功夫，但在設計的工程中，原理設計再完美，如果電路板設計不合理，性能將大打折扣，嚴重時甚至不能正常工作。本文就對一些PCB設計中應該注意的地方進行闡述。
　　關鍵字：電路板；設計；規則
　　中圖分類號：TB237文獻標識碼：A
　　在設計PCB時不管用什么軟件，PCB設計都會有個大致的程序，按順序來設計會省時省力，因此我將按制作流程來介紹一下。由于Protel軟件在國內的應用已相當普遍，將以此軟件設計過程進行說明。設計過程中原理圖設計是前期準備工作，經常見到初學者為了省事直接就去畫PCB板了，這樣將得不償失，對簡單的板子，如果運用的熟練，不妨可以跳過。但是對于初學者一定要按流程來，這樣一方面可以養成良好的習慣，另一方面對復雜的電路也只有這樣才能避免出錯。在畫原理圖時，要注意層次的設計，最后各個文件要連接為一個整體，這同樣對后續的工作有著重要意義。在制作過程中會出現看似相連實際未連（電氣性能上）的情況。如果不用相關檢測工具檢測，萬一出了問題，等板子做好了才發現就晚了。因此一定要按順序來做。
　　原理圖是根據設計的項目來的制作，只要電性連接正確就沒有問題。下面我們重點討論一下具體的制板程序中的一些問題。
　　1制作物理邊框
　　封閉的物理邊框對以后的元件布局、走線來說是個基本平臺，也對自動布局起著約束作用，否則，從原理圖過來的元件會不知所措的。但這里一定要注意精確，否則以后出現安裝問題麻煩可就大了。還有就是拐角地方最好用圓弧，一方面可以避免尖角劃傷工人，同時又可以減輕應力作用。
　　2元件和網絡的引入
　　把元件和網絡引人畫好的邊框中應該很簡單，但是這里往往會出問題，一定要細心地按提示的錯誤逐個解決，例如：元件的封裝形式找不到、元件網絡問題、有未使用的元件或管腳等等。
　　3元件的布局
　　元件的布局與走線對產品的壽命、穩定性、電磁兼容都有很大的影響，是應該特別注意的地方。一般來說應該有以下一些原則：
　　3.1放置順序
　　在放置時應先放置與結構有關的固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開關、連接件之類，這些器件放置好后用軟件的LOCK功能將其鎖定，使之以后不會被誤移動。再放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發熱元件、變壓器、IC等。最后放置小器件。
　　3.2散熱
　　元件布局還要特別注意散熱問題。對于大功率電路，應該將那些發熱元件如功率管、變壓器等盡量靠邊分散布局放置，便于熱量散發，不要集中在一個地方，也不要高電容太近以免使電解液過早老化。
　　4布線
　　在PCB設計中，布線是完成產品設計的重要步驟，在整個PCB中，以布線的設計過程限定最高，技巧最細、工作量最大。PCB布線有單面布線、雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種：自動布線及交互式布線，在自動布線之前，可以用交互式預先對要求比較嚴格的線進行布線，輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行，以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產生寄生耦合。走線的學問每人都會有自己的體會，但還是有些通行的原則的。
　　4.1模擬與數字分開
　　一般數字電路的抗干擾能力強，TTL電路的噪聲容限為0.4~0.6v，CMOS數字電路的噪聲容限為電源電壓的0.3~0.45倍，而模擬電路部分只要有微伏級的噪聲，就足以使其工作不正常。所以兩類電路應該分開布局和布線。
　　4.2特殊信號布線的處理
　　在布線時高頻與低頻分開，高電壓與低電壓分開，大電流信號、高電壓信號與小信號之間應該注意隔離，隔離距離與要承受的耐壓有關，通常情況下在2kv時板上要距離2mm，在此之上以比例算還要加大，例如：若要承受３kv的耐壓測試，則高低壓線路之間的距離應在3.5mm以上，許多情況下為避免爬電，還在印制線路板上的高低壓之間開槽。大電流導線有足夠的寬度，高電壓線或端子間有足夠的絕緣距離，有磁芯的元件要注意其磁場方向。高頻數字電路走線細一些、短一些好。線圈的軸線應垂直于印制板面，以求對其他零件的干擾最小要考慮到散熱器的體積以及溫度對周圍元件的影響。大而重的元件盡可能布置在靠近固定端，或加金屬結構件固定。最好布線是相鄰的導線間的電位差最小，輸入電路的導線要遠離輸出電路的導線。印制板附近有強磁場時，地線不能做成封閉回路，以免成為一個閉合線圈而引起感生電流。電路的工作頻率越高，地線應越寬，或采用大面積布銅。
　　4.3可以調節元件
　　應該放在電路板上容易調節的地方，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對應。元件放置的順序首先放置與結構緊密配合的固定位置的元件，如電源插座、指示燈、開關和連接插件等。再放置特殊元件，例如發熱元件、變壓器、集成電路等。最后放置小元件，例如電阻、電容、二極管等。
　　4.4兩面板布線
　　在兩面板布線兩面的導線宜相互垂直、斜交、或彎曲走線，避免相互平行，以減小寄生耦合；作為電路的輸人及輸出用的印制導線應盡量避兔相鄰平行，以免發生回授，在這些導線之間最好加接地線。走線拐角盡可能大于90度，杜絕90度以下的拐角，也盡量少用90度拐角同是地址線或者數據線，走線長度差異不要太大，否則短線部分要人為走彎線作補償。走線盡量走在焊接面，特別是通孔工藝的PCB。盡量少用過孔、跳線。
　　4.5模擬電路
　　對模擬電路來說處理地的問題是很重要的，地上產生的噪聲往往不便預料，可是一旦產生將會帶來極大的麻煩，對于功放電路，極微小的地噪聲都會因為后級的放大對音質產生明顯的影響；在高精度A/D轉換電路中，如果地線上有高頻分量存在將會產生一定的溫漂，影響放大器的工作。這時可以在板子的４角加退藕電容，一腳和板子上的地連，一腳連到安裝孔上去（通過螺釘和機殼連），這樣可將此分量慮去，放大器及A/D也就穩定了。
　　4.6電磁兼容問題
　　在目前人們對環保產品倍加關注的情況下顯得更加重要了。一般來說電磁信號的來源有３個：信號源，輻射，傳輸線。晶振是常見的一種高頻信號源，在功率譜上晶振的各次諧波能量值會明顯高出平均值。可行的做法是控制信號的幅度，晶振外殼接地，對干擾信號進行屏蔽，采用特殊的濾波電路及器件等。
　　5調整完善
　　完成布線后，要做的就是對文字、個別元件、走線做些調整以及敷銅（這項工作不宜太早，否則會影響速度，又給布線帶來麻煩），同樣是為了便于進行生產、調試、維修。
　　敷銅通常指以大面積的銅箔去填充布線后留下的空白區，可以鋪GND的銅箔，也可以鋪VCC的銅箔（但這樣一旦短路容易燒毀器件，最好接地，除非不得已用來加大電源的導通面積，以承受較大的電流才接VCC）。包地則通常指用兩根地線（TRAC）包住一撮有特殊要求的信號線，防止它被別人干擾或干擾別人。
　　如果用敷銅代替地線一定要注意整個地是否連通，電流大小、流向與有無特殊要求，以確保減少不必要的失誤。
　　6檢查核對網絡
　　有時候會因為誤操作或疏忽造成所畫的板子的網絡關系與原理圖不同，這時檢察核對是很有必要的。所以畫完以后切不可急于交給制版廠家，應該先做核對，后再進行后續工作。
　　[1]唐俊翟，張群瞻.ProtelDXP原理與應用[M].北京：冶金工業出版社，2003
　　[2]袁鵬平，ProtelDXP電路設計實用教程[M].北京：化學工業出版社，2007
　　[3]清源科技，Protel2004電路原理圖及PCB設計[M].北京：機械工業出版社，2005
　　[4]王力，電路設計與制版-Protel99SE典型實例[M].北京：人民郵電出版社，2006