pcb设计与外壳设计_pcb设计与外壳设计哪个好

发布时间：2023-03-17 04:50:45 作者：定制工业设计网 1

大家好！今天让小编来大家介绍下关于pcb设计与外壳设计_pcb设计与外壳设计哪个好的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

1、PCB设计原理是什么？
2、画PCB图要注意什么？
3、PCB设计的设计步骤
4、结构设计时PCB到机壳尺寸一般留多少

一、PCB设计原理是什么？

印刷电路板基本上存在于电子设备也称为印刷电路板。这种由贵金属制成的绿色电路板连接设备的所有电气部件，使其正常运行。没有PCB，电子设备就无法工作。
PCB原理图是一种简单的二维电路设计，显示了不同组件之间的功能和连接。
所以PCB原理图是印刷电路板设计的第一部分。这是一种图形表示形式，无论是书面形式还是数据形式，都使用约定的符号来描述电路连接。它还提示要使用的组件及其连接方式。
顾名思义，PCB原理图是一个计划，一个蓝图。这并不意味着组件将专门放在哪里。相反，原理图列出了PCB将如何最终实现连通性，并构成了规划过程的关键部分。
蓝图完成后，下一步是PCB设计。设计是PCB原理图的布局或物理表示，包括铜线和孔的布局。PCB设计显示了上述组件的位置以及它们与铜的连接。
PCB设计是与性能相关的阶段。在PCB设计的基础上，工程师构建了真正的组件，以测试设备是否正常工作。前面说过，任何人都应该能理解PCB原理图，但是看原型并不容易理解它的功能。
这两个阶段已经完成，你对PCB的性能满意后，需要通过制造商来实现。

二、画PCB图要注意什么？

1. 一般规则
1.1 PCB板上预划分数字、模拟、DAA信号布线区域。
1.2 数字、模拟元器件及相应走线尽量分开并放置於各自的布线区域内。
1.3 高速数字信号走线尽量短。
1.4 敏感模拟信号走线尽量短。
1.5 合理分配电源和地。
1.6 DGND、AGND、实地分开。
1.7 电源及临界信号走线使用宽线。
1.8 数字电路放置於并行总线/串行DTE接口附近，DAA电路放置於电话线接口附近。
2. 元器件放置
2.1 在系统电路原理图中：
a) 划分数字、模拟、DAA电路及其相关电路；
b) 在各个电路中划分数字、模拟、混合数字/模拟元器件；
c) 注意各IC芯片电源和信号引脚的定位。
2.2 初步划分数字、模拟、DAA电路在PCB板上的布线区域(一般比例2/1/1)，数字、模拟元器件及其相应走线尽量远离并限定在各自的布线区域内。
Note:当DAA电路占较大比重时，会有较多控制/状态信号走线穿越其布线区域，可根据当地规则限定做调整，如元器件间距、高压抑制、电流限制等。
2.3 初步划分完毕后，从Connector和Jack开始放置元器件：
a) Connector和Jack周围留出插件的位置；
b) 元器件周围留出电源和地走线的空间；
c) Socket周围留出相应插件的位置。
2.4 首先放置混合型元器件(如Modem器件、A/D、D/A转换芯片等)：
a) 确定元器件放置方向，尽量使数字信号及模拟信号引脚朝向各自布线区域；
b) 将元器件放置在数字和模拟信号布线区域的交界处。
2.5 放置所有的模拟器件：
a) 放置模拟电路元器件，包括DAA电路；
b) 模拟器件相互靠近且放置在PCB上包含TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信号走线的一面；
c) TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信号走线周围避免放置高噪声元器件；
d) 对於串行DTE模块，DTE EIA/TIA-232-E
系列接口信号的接收/驱动器尽量靠近Connector并远离高频时钟信号走线，以减少/避免每条线上增加的噪声抑制器件，如阻流圈和电容等。
2.6 放置数字元器件及去耦电容：
a) 数字元器件集中放置以减少走线长度；
b) 在IC的电源/地间放置0.1uF的去耦电容，连接走线尽量短以减小EMI；
c) 对并行总线模块，元器件紧靠
Connector边缘放置，以符合应用总线接口标准，如ISA总线走线长度限定在2.5in；
d) 对串行DTE模块，接口电路靠近Connector；
e) 晶振电路尽量靠近其驱动器件。
2.7 各区域的地线，通常用0 Ohm电阻或bead在一点或多点相连。
3. 信号走线
3.1 Modem信号走线中，易产生噪声的信号线和易受干扰的信号线尽量远离，如无法避免时要用中性信号线隔离。
3.2 数字信号走线尽量放置在数字信号布线区域内；
模拟信号走线尽量放置在模拟信号布线区域内；
(可预先放置隔离走线加以限定，以防走线布出布线区域)
数字信号走线和模拟信号走线垂直以减小交叉耦合。
3.3 使用隔离走线(通常为地)将模拟信号走线限定在模拟信号布线区域。
a) 模拟区隔离地走线环绕模拟信号布线区域布在PCB板两面，线宽50-100mil；
b) 数字区隔离地走线环绕数字信号布线区域布在PCB板两面，线宽50-100mil，其中一面PCB板边应布200mil宽度。
3.4 并行总线接口信号走线线宽>10mil(一般为12-15mil)，如/HCS、/HRD、/HWT、/RESET。
3.5 模拟信号走线线宽>10mil(一般为12-15mil)，如MICM、MICV、SPKV、VC、VREF、TXA1、TXA2、RXA、TELIN、TELOUT。
3.6 所有其它信号走线尽量宽，线宽>5mil(一般为 10mil)，元器件间走线尽量短(放置器件时应预先考虑)。
3.7 旁路电容到相应IC的走线线宽>25mil，并尽量避免使用过孔。
3.8 通过不同区域的信号线(如典型的低速控制/状态信号)应在一点(首选)或两点通过隔离地线。如果走线只位於一面，隔离地线可走到PCB的另一面以跳过信号走线而保持连续。
3.9 高频信号走线避免使用90度角弯转，应使用平滑圆弧或45度角。
3.10 高频信号走线应减少使用过孔连接。
3.11 所有信号走线远离晶振电路。
3.12 对高频信号走线应采用单一连续走线，避免出现从一点延伸出几段走线的情况。
3.13 DAA电路中，穿孔周围(所有层面)留出至少60mil的空间。
4. 电源
4.1 确定电源连接关系。
4.2 数字信号布线区域中，用10uF电解电容或钽电容与0.1uF瓷片电容并联后接在电源/地之间.在PCB板电源入口端和最远端各放置一处，以防电源尖峰脉冲引发的噪声干扰。
4.3 对双面板，在用电电路相同层面中，用两边线宽为 200mil的电源走线环绕该电路。(另一面须用数字地做相同处理)
4.4 一般地，先布电源走线，再布信号走线。
5. 地
5.1双面板中，数字和模拟元器件(除DAA)周围及下方未使用之区域用数字地或模拟地区域填充，各层面同类地区域连接在一起，不同层面同类地区域通过多个过孔相连:Modem DGND引脚接至数字地区域，AGND引脚接至模拟地区域;数字地区域和模拟地区域用一条直的空隙隔开。
5.2 四层板中，使用数字和模拟地区域覆盖数字和模拟元器件(除DAA)；Modem DGND引脚接至数字地区域，AGND引脚接至模拟地区域;数字地区域和模拟地区域用一条直的空隙隔开。
5.3 如设计中须EMI过滤器，应在接口插座端预留一定空间，绝大多数EMI器件(Bead/电容)均可放置在该区域;未使用之区域用地区域填充，如有屏蔽外壳也须与之相连。
5.4 每个功能模块电源应分开。功能模块可分为：并行总线接口、显示、数字电路(SRAM、EPROM、Modem)和DAA等，每个功能模块的电源/地只能在电源/地的源点相连。
5.5 对串行DTE模块，使用去耦电容减少电源耦合，对电话线也可做相同处理。
5.6 地线通过一点相连，如可能，使用Bead；如抑制EMI需要，允许地线在其它地方相连。
5.7 所有地线走线尽量宽，25-50mil。
5.8 所有IC电源/地间的电容走线尽量短，并不要使用过孔。
6. 晶振电路
6.1 所有连到晶振输入/输出端(如XTLI、XTLO)的走线尽量短，以减少噪声干扰及分布电容对Crystal的影响。XTLO走线尽量短，且弯转角度不小於45度。(因XTLO连接至上升时间快，大电流之驱动器)
6.2 双面板中没有地线层，晶振电容地线应使用尽量宽的短线连接至器件上
离晶振最近的DGND引脚，且尽量减少过孔。
6.3 如可能，晶振外壳接地。
6.4 在XTLO引脚与晶振/电容节点处接一个100 Ohm电阻。
6.5 晶振电容的地直接连接至 Modem的GND引脚，不要使用地线区域或地线走线来连接电容和Modem的GND引脚。
7. 使用EIA/TIA-232接口的独立Modem设计
7.1 使用金属外壳。如果须用塑料外壳，应在内部贴金属箔片或喷导电物质以减小EMI。
7.2 各电源线上放置相同模式的Choke。
7.3 元器件放置在一起并紧靠EIA/TIA-232接口的Connector。
7.4 所有EIA/TIA-232器件从电源源点单独连接电源/地。电源/地的源点应为板上电源输入端或广东会芯片的输出端。
7.5 EIA/TIA-232电缆信号地接至数字地。
7.6 以下情况EIA/TIA-232电缆屏蔽不用接至Modem外壳;空接;通过Bead接到数字地;EIA/TIA-232电缆靠近Modem外壳处放置一磁环时直接连到数字地。
8. VC及VREF电路电容走线尽量短，且位於中性区域。
8.1 10uF VC电解电容正极与0.1uF VC电容的连接端通过独立走线连至Modem的VC引脚(PIN24)。
8.2 10uF VC电解电容负极与0.1uF VC电容的连接端通过Bead后用独立走线连至Modem的AGND引脚(PIN34)。
8.3 10uF VREF电解电容正极与0.1uF VC电容的连接端通过独立走线连至Modem的VREF引脚(PIN25)。
8.4 10uF VREF电解电容负极与0.1uF VC电容的连接端通过独立走线连至Modem的VC引脚(PIN24)；注意与8.1走线相独立。
VREF ------+--------+
┿ 10u ┿ 0.1u
VC ------+--------+
┿ 10u ┿ 0.1u
+--------+-----~~~~~---+ AGND
使用之Bead应满足：
100MHz时，阻抗=70W;;
额定电流=200mA;;
最大电阻=0.5W。
9. 电话和Handset接口
9.1 Tip和Ring线接口处放置Choke。
9.2 电话线的去耦方法与电源去耦类似，使用增加电感组合体、Choke、电容等方法。但电话线的去耦比电源去耦更困难也更值得注意，一般做法是预留这些器件的位置，以便性能/EMI测试认证时调整。
PCB设计的一般原则
内容:印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件．它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电于技术的飞速发展，PGB的密度越来越高。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大．因此，在进行PCB设计时．必须遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。
PCB设计的一般原则
要使电子电路获得最佳性能，元器件的布且及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB．应遵循以下一般原则：
1.布局
首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后．再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。
在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：
(1)尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。
(2)某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
(3)重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。
(4)对于电位器、可调电感线圈、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，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
(5)应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。
根据电路的功能单元．对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：
(1)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。
(2)以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上．尽量减少和缩短各元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。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观．而且装焊容易．易于批量生产。
(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。长宽比为3：2成4：3。电路板面尺寸大于200x150mm时．应考虑电路板所受的机械强度。
2．布线
布线的原则如下；
(1)输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。
(2)印制摄导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决定。
当铜箔厚度为0.05mm、宽度为1~15mm时．通过2A的电流，温度不会高于3℃，因此导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02~0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线．尤其是电源线和地线。
导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5~8mm。
(3)印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则．长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状.这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。
3.焊盘
焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。
PCB及电路抗干扰措施
印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。
1.电源线设计
根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。
2.地段设计
地线设计的原则是；
(1)数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而租，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。
(2)接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在2~3mm以上。
(3)接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成团环路大多能提高抗噪声能力。
3.退藕电容配置
PCB设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则是：
(1)电源输入端跨接10~100uf的电解电容器。如有可能，接100uF以上的更好。
(2)原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4~8个芯片布置一个1~10pF的但电容。
(3)对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如RAM、ROM存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。
(4)电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外，还应注意以下两点：
(1在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时．操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用附图所示的RC电路来吸收放电电流。一般R取1~2K，C取2.2~47UF。
(2CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。
经常使用排阻做为上拉或下拉。
排阻的公共端接电源或地线，在实际使用过程中发现，如果排阻值较大则通过公共端耦合引起误动作。
排阻值较小则增加系统功耗。
结论：排阻阻值要慎选，公共端接线或电源线要粗，最好有退耦电容。

三、PCB设计的设计步骤

在PCB中，特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的元器件、发热量大的元器件，以及一些异性元器件，这些特殊元器件的位置需要仔细分析，做带布局合乎电路功能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题，从而导致 PCB设计的失败。
在设计中如何放置特殊元器件时首先考虑PCB尺寸大小。快易购指出pcb尺寸过大时，印刷线条长，阻抗增加，抗燥能力下降，成本也增加；过小时，散热不好，且临近线条容易受干扰。在确定PCB的尺寸后，在确定特殊元件的摆方位置。最后，根据功能单元，对电路的全部元器件进行布局。特殊元器件的位置在布局时一般要遵守以下原则：
1、尽可能缩短高频元器件之间的连接，设法减少他们的分布参数及和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互离的太近，输入和输出应尽量远离。
2一些元器件或导线有可能有较高的电位差，应加大他们的距离，以免放电引起意外短路。高电压的元器件应尽量放在手触及不到的地方。
3、重量超过15G的元器件，可用支架加以固定，然后焊接。那些又重又热的元器件，不应放到电路板上，应放到主机箱的底版上，且考虑散热问题。热敏元器件应远离发热元器件。
4、对与电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元器件的布局应考虑整块扳子的结构要求，一些经常用到的开关，在结构允许的情况下，应放置到手容易接触到的地方。元器件的布局到均衡，疏密有度，不能头重脚轻。
一个产品的成功，一是要注重内在质量。而是要兼顾整体的美观，两者都比较完美的扳子，才能成为成功的产品。 1、放置与结构有紧密配合的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接器等。
2、放置特殊元器件，如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。
3、放置小的元器件。 1、电路板尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合。
2、元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。
3、各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要私印的层面是否合理。
3、常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。
4、热敏元器件与发热元器件距离是否合理。
5、散热性是否良好。
6、线路的干扰问题是否需要考虑。

四、结构设计时PCB到机壳尺寸一般留多少

结构设计时PCB到机壳尺寸一般留1.2-2mm,要根据装配方式来定的

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