模擬電路印制板的布線設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)，地線的布線設(shè)計(jì)是整個(gè)電路布線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。基于此，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(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)，為模擬電路PCB板的布線設(shè)計(jì)提供了參考。
關(guān)鍵詞：PCB；布線設(shè)計(jì)；回路；共用地線阻抗

0 引言
如何依據(jù)設(shè)計(jì)好的電路原理圖，設(shè)計(jì)出電路性能優(yōu)異的PCB印制板圖，是電路設(shè)計(jì)師十分重視的問題。模擬電路PCB印制板圖的設(shè)計(jì)依據(jù)電路的工作頻率，在排板布線方面有它自身的特點(diǎn)和規(guī)律，文章以收錄機(jī)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(hào)“┷”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(gè)電位上，電源的負(fù)極(以下以電池負(fù)極接地為例)也與“┷”符號(hào)相連，“┷”符號(hào)在這里不代表接地或接機(jī)殼。當(dāng)由電原理圖設(shè)計(jì)PCB印制板圖時(shí)，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(dòng)，使地線上的各處電位不再完全相等，對(duì)電路的穩(wěn)定工作產(chǎn)生了影響，這種影響在高頻時(shí)更顯突出。因此在進(jìn)行PCB印制板的布線時(shí)，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(duì)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(hào)至大信號(hào)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(fù)極連接，最后與電源地連接。其中各單元電路的交流信號(hào)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(guān)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(gòu)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(shí)的要點(diǎn)是：前置級(jí)是小信號(hào)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(jí)功放電路對(duì)前置輸入電路的干擾；功放電路是大信號(hào)電路，要防止它干擾功放輸入電路和前置級(jí)電路。從圖中可以看到前置電路的i1經(jīng)過C1構(gòu)成了交流回路，功放電路的i2經(jīng)過C2和C3構(gòu)成了交流回路，i3也自成回路，這三個(gè)回路的電流都沒有流經(jīng)r1，I1、I2也沒有流經(jīng)r1，信號(hào)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(jí)電路的干擾；大電流i2、i3也沒有流過r2，沒有對(duì)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(fù)極，電源的負(fù)極也連接在C2的負(fù)極。整個(gè)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(diǎn)處)，使r1中有大電流i2流過，產(chǎn)生的干擾電壓與信號(hào)源u(t)串聯(lián)后加到前置電路輸入端1、2腳，將使整個(gè)電路不能正常工作。