模擬電路印制板的布線設計

摘要：性能良好的電路裝置離不開PCB線路板正確合理的布線設計，地線的布線設計是整個電路布線設計的基礎?；诖?，主要介紹了模擬電路PCB印制板布線中地線的串聯(lián)布線與并聯(lián)布線，直流電源的布線，單元電路的去耦及回路共用地線阻抗的消除等問題，也介紹了布線設計的相關要點，為模擬電路PCB板的布線設計提供了參考。
關鍵詞：PCB；布線設計；回路；共用地線阻抗

0 引言
如何依據(jù)設計好的電路原理圖，設計出電路性能優(yōu)異的PCB印制板圖，是電路設計師十分重視的問題。模擬電路PCB印制板圖的設計依據(jù)電路的工作頻率，在排板布線方面有它自身的特點和規(guī)律，文章以收錄機電路為例就模擬電路PCB印制板的布線工作做一些討論。

1 地線的布線
電原理圖中的接地符號“┷”表示電路的參考電位，也稱地電位。所有畫“┷”的元件引線都連接在一起，處于同一個電位上，電源的負極(以下以電池負極接地為例)也與“┷”符號相連，“┷”符號在這里不代表接地或接機殼。當由電原理圖設計PCB印制板圖時，將接在參考電位上的所有元件的引腳都用銅箔連在一起，形成地線。由于銅箔有阻抗存在，地線中電流的流動，使地線上的各處電位不再完全相等，對電路的穩(wěn)定工作產(chǎn)生了影響，這種影響在高頻時更顯突出。因此在進行PCB印制板的布線時，要充分考慮到電路中的元件在地線中的接入位置和地線阻抗對電路產(chǎn)生的影響，確保電路穩(wěn)定工作。
1．1 低頻模擬電路的地線布線
低頻模擬電路的地線布置，通常按照電路的走向來安排。一般按小信號至大信號的順序采用串聯(lián)地線的布線方式將各單元電路的地線串接起來，在電源濾波電容的負極連接，最后與電源地連接。其中各單元電路的交流信號要自成回路并且不和其他回路共用地線。若電路的走向是并聯(lián)關系，則地線采用并聯(lián)地線的布線方式。

圖1是一種串聯(lián)地線布線的情況，圖中電路由前置放大電路和功率放大電路(OTL電路)兩部分組成。R1、C1是前置電路的電源去耦元件，C2是電源濾波電容，也起去耦作用。電路中I1、I2是直流電源向前置和功放電路供電的平均電流，i1是前置電路的輸出回路電流，i2、i3是功放輸出電路中的電流，通過電容C1、C2和輸出電容C3各自構成了交流回路。r1、r2、r3是印制板銅箔的等效地線阻抗。布線時的要點是：前置級是小信號放大電路，增益較高，最容易受到干擾，前置單元電路內(nèi)部的布線要避免輸入和輸出回路共用地線，還要避免后級功放電路對前置輸入電路的干擾；功放電路是大信號電路，要防止它干擾功放輸入電路和前置級電路。從圖中可以看到前置電路的i1經(jīng)過C1構成了交流回路，功放電路的i2經(jīng)過C2和C3構成了交流回路，i3也自成回路，這三個回路的電流都沒有流經(jīng)r1，I1、I2也沒有流經(jīng)r1，信號源u(t)在加到前置放大電路輸入端1、2腳的路經(jīng)上，沒有受到后級電路的干擾；大電流i2、i3也沒有流過r2，沒有對功放輸入電路造成干擾。各單元電路的地線阻抗r1、r2、r3按串聯(lián)形式連接到濾波電容C2的負極，電源的負極也連接在C2的負極。整個電路地線布置是合理的。一種不合理的地線布置例子是將電容C2接在u(t)的接地端(圖1的a點處)，使r1中有大電流i2流過，產(chǎn)生的干擾電壓與信號源u(t)串聯(lián)后加到前置電路輸入端1、2腳，將使整個電路不能正常工作。