電路板設(shè)計精選(九篇)
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第1篇：電路板設(shè)計范文
隨著IC輸出開關(guān)速度的提高，不管信號周期如何，幾乎所有設(shè)計都遇到了信號完整性問題。即使過去你沒有遇到SI問題，但是隨著電路工作頻率的提高，今后一定會遇到信號完整性問題。
信號完整性問題主要指信號的過沖和阻尼振蕩現(xiàn)象，它們主要是IC驅(qū)動幅度和跳變時間的函數(shù)。也就是說，即使布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒有變化，只要芯片速度變得足夠快，現(xiàn)有設(shè)計也將處于臨界狀態(tài)或者停止工作。我們用兩個實例來說明信號完整性設(shè)計是不可避免的。
在通信領(lǐng)域，前沿的電信公司正為語音和數(shù)據(jù)交換生產(chǎn)高速電路板(高于500MHz)，此時成本并不特別重要，因而可以盡量采用多層板。這樣的電路板可以實現(xiàn)充分接地并容易構(gòu)成電源回路，也可以根據(jù)需要采用大量離散的端接器件，但是設(shè)計必須正確，不能處于臨界狀態(tài)。
SI和EMC專家在布線之前要進(jìn)行仿真和計算，然后，電路板設(shè)計就可以遵循一系列非常嚴(yán)格的設(shè)計規(guī)則，在有疑問的地方，可以增加端接器件，從而獲得盡可能多的SI安全裕量。電路板實際工作過程中，總會出現(xiàn)一些問題，為此，通過采用可控阻抗端接線，可以避免出現(xiàn)SI問題。簡而言之，超標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計可以解決SI問題。
下面介紹設(shè)計過程通用的SI設(shè)計準(zhǔn)則。
2設(shè)計前的準(zhǔn)備工作
在設(shè)計開始之前，必須先行思考并確定設(shè)計策略，這樣才能指導(dǎo)諸如元器件的選擇、工藝選擇和電路板生產(chǎn)成本控制等工作。就SI而言，要預(yù)先進(jìn)行調(diào)研以形成規(guī)劃或者設(shè)計準(zhǔn)則，從而確保設(shè)計結(jié)果不出現(xiàn)明顯的SI問題、串?dāng)_或者時序問題。有些設(shè)計準(zhǔn)則可以由IC制造商提供，然而，芯片供貨商提供的準(zhǔn)則(或者你自己設(shè)計的準(zhǔn)則)存在一定的局限性，按照這樣的準(zhǔn)則可能根本設(shè)計不了滿足SI要求的電路板。如果設(shè)計規(guī)則很容易，也就不需要設(shè)計工程師了。
在實際布線之前，首先要解決下列問題，在多數(shù)情況下，這些問題會影響你正在設(shè)計(或者正在考慮設(shè)計)的電路板，如果電路板的數(shù)量很大，這項工作就是有價值的。
3電路板的層疊
某些項目組對PCB層數(shù)的確定有很大的自，而另外一些項目組卻沒有這種自，因此，了解你所處的位置很重要。與制造和成本分析工程師交流可以確定電路板的層疊誤差，這時還是發(fā)現(xiàn)電路板制造公差的良機(jī)。比如，如果你指定某一層是50Ω阻抗控制，制造商怎樣測量并確保這個數(shù)值呢？
其它的重要問題包括︰預(yù)期的制造公差是多少？在電路板上預(yù)期的絕緣常數(shù)是多少？線寬和間距的允許誤差是多少？接地層和信號層的厚度和間距的允許誤差是多少？所有這些信息可以在預(yù)布線階段使用。
根據(jù)上述數(shù)據(jù)，你就可以選擇層疊了。注意，幾乎每一個插入其它電路板或者背板的PCB都有厚度要求，而且多數(shù)電路板制造商對其可制造的不同類型的層有固定的厚度要求，這將會極大地約束最終層疊的數(shù)目。你可能很想與制造商緊密合作來定義層疊的數(shù)目。應(yīng)該采用阻抗控制工具為不同層生成目標(biāo)阻抗范圍，務(wù)必要考慮到制造商提供的制造允許誤差和鄰近布線的影響。
在信號完整的理想情況下，所有高速節(jié)點應(yīng)該布線在阻抗控制內(nèi)層(例如帶狀線)，但是實際上，工程師必須經(jīng)常使用外層進(jìn)行所有或者部分高速節(jié)點的布線。要使SI最佳并保持電路板去耦，就應(yīng)該盡可能將接地層/電源層成對布放。如果只能有一對接地層/電源層，你就只有將就了。如果根本就沒有電源層，根據(jù)定義你可能會遇到SI問題。你還可能遇到這樣的情況，即在未定義信號的返回通路之前很難仿真或者仿真電路板的性能。
4串?dāng)_和阻抗控制
來自鄰近信號線的耦合將導(dǎo)致串?dāng)_并改變信號線的阻抗。相鄰平行信號線的耦合分析可能決定信號線之間或者各類信號線之間的“安全”或預(yù)期間距(或者平行布線長度)。比如，欲將時鐘到數(shù)據(jù)信號節(jié)點的串?dāng)_限制在100mV以內(nèi)，卻要信號走線保持平行，你就可以通過計算或仿真，找到在任何給定布線層上信號之間的最小允許間距。同時，如果設(shè)計中包含阻抗重要的節(jié)點(或者是時鐘或者專用高速內(nèi)存架構(gòu))，你就必須將布線放置在一層(或若干層)上以得到想要的阻抗。
5重要的高速節(jié)點
延遲和時滯是時鐘布線必須考慮的關(guān)鍵因素。因為時序要求嚴(yán)格，這種節(jié)點通常必須采用端接器件才能達(dá)到最佳SI質(zhì)量。要預(yù)先確定這些節(jié)點，同時將調(diào)節(jié)元器件放置和布線所需要的時間加以計劃，以便調(diào)整信號完整性設(shè)計的指針。
6技術(shù)選擇
不同的驅(qū)動技術(shù)適于不同的任務(wù)。信號是點對點的還是一點對多抽頭的？信號是從電路板輸出還是留在相同的電路板上？允許的時滯和噪聲裕量是多少？作為信號完整性設(shè)計的通用準(zhǔn)則，轉(zhuǎn)換速度越慢，信號完整性越好。50MHZ時鐘采用500PS上升時間是沒有理由的。一個2-3NS的擺率控制器件速度要足夠快，才能保證SI的品質(zhì)，并有助于解決象輸出同步交換(SSO)和電磁兼容(EMC)等問題。
在新型FPGA可編程技術(shù)或者用戶定義ASIC中，可以找到驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)越性。采用這些定制(或者半定制)器件，你就有很大的余地選定驅(qū)動幅度和速度。設(shè)計初期，要滿足FPGA(或ASIC)設(shè)計時間的要求并確定恰當(dāng)?shù)妮敵鲞x擇，如果可能的話，還要包括引腳選擇。
在這個設(shè)計階段，要從IC供貨商那里獲得合適的仿真模型。為了有效的覆蓋SI仿真，你將需要一個SI仿真程序和相應(yīng)的仿真模型(可能是IBIS模型)。
最后，在預(yù)布線和布線階段你應(yīng)該建立一系列設(shè)計指南，它們包括：目標(biāo)層阻抗、布線間距、傾向采用的器件工藝、重要節(jié)點拓?fù)浜投私右?guī)劃。
7預(yù)布線階段
預(yù)布線SI規(guī)劃的基本過程是首先定義輸入?yún)?shù)范圍(驅(qū)動幅度、阻抗、跟蹤速度)和可能的拓?fù)浞秶?最小/最大長度、短線長度等)，然后運(yùn)行每一個可能的仿真組合，分析時序和SI仿真結(jié)果，最后找到可以接受的數(shù)值范圍。
接著，將工作范圍解釋為PCB布線的布線約束條件?？梢圆捎貌煌浖ぞ邎?zhí)行這種類型的“清掃”準(zhǔn)備工作，布線程序能夠自動處理這類布線約束條件。對多數(shù)用戶而言，時序信息實際上比SI結(jié)果更為重要，互連仿真的結(jié)果可以改變布線，從而調(diào)整信號通路的時序。
在其它應(yīng)用中，這個過程可以用來確定與系統(tǒng)時序指針不兼容的引腳或者器件的布局。此時，有可能完全確定需要手工布線的節(jié)點或者不需要端接的節(jié)點。對于可編程器件和ASIC來說，此時還可以調(diào)整輸出驅(qū)動的選擇，以便改進(jìn)SI設(shè)計或避免采用離散端接器件。
8布線后SI仿真
一般來說，SI設(shè)計指導(dǎo)規(guī)則很難保證實際布線完成之后不出現(xiàn)SI或時序問題。即使設(shè)計是在指南的引導(dǎo)下進(jìn)行，除非你能夠持續(xù)自動檢查設(shè)計，否則，根本無法保證設(shè)計完全遵守準(zhǔn)則，因而難免出現(xiàn)問題。布線后SI仿真檢查將允許有計劃地打破(或者改變)設(shè)計規(guī)則，但是這只是出于成本考慮或者嚴(yán)格的布線要求下所做的必要工作。
9后制造階段
采取上述措施可以確保電路板的SI設(shè)計品質(zhì)，在電路板裝配完成之后，仍然有必要將電路板放在測試平臺上，利用示波器或者TDR(時域反射計)測量，將真實電路板和仿真預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。這些測量數(shù)據(jù)可以幫助你改進(jìn)模型和制造參數(shù)，以便你在下一次預(yù)設(shè)計調(diào)研工作中做出更佳的(更少的約束條件)決策。
第2篇：電路板設(shè)計范文
1．1學(xué)習(xí)內(nèi)容分析銅的溶解是中學(xué)元素化合物復(fù)習(xí)中比較簡單的知識,“腐蝕電路板中的銅”這一問題情境,從物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度學(xué)生可以說出很多種方法,如濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸、三氯化鐵、電解、雙氧水但這次我們沒有停留在紙上談兵的程度,而是讓學(xué)生選擇方案進(jìn)行實驗,當(dāng)學(xué)生自己實驗時,學(xué)生的獨(dú)立思考能力和運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力及見解或意識被大大激發(fā)了,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了更大的思考空間和展示個性才華的平臺．1．2學(xué)生情況分析學(xué)生已經(jīng)完成了高三元素化合物的一輪復(fù)習(xí),基本建構(gòu)了含有同種元素但具有不同化合價物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,也具備了從類別、氧化還原、水溶液的離子平衡等角度認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)．但面對具體問題,在未知角度的前提下,如何分析復(fù)雜情境,發(fā)現(xiàn)問題,主動使用氧化還原、化學(xué)平衡、元素周期律等原理對化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行解釋說明及對實驗方案進(jìn)行分析、評價和創(chuàng)新的學(xué)科能力有待訓(xùn)練．
2教學(xué)目標(biāo)設(shè)計
2．1知識與技能1)基于物質(zhì)性質(zhì),選擇溶解銅的試劑或方法．2)利用氧化還原原理、速率平衡原理預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì),調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生．3)以刻蝕廢液中FeCl2的電解處理為例,解釋說明電解原理．2．2過程與方法1)通過對電路板刻蝕速率的調(diào)控,學(xué)會基于科學(xué)推理的實驗分析方法,提高分析問題、解決問題的能力．2)通過廢液的處理引導(dǎo)學(xué)生更深入地了解運(yùn)用化學(xué)的知識和原理解決地球有限資源再生利用的重要意義,向?qū)W生傳遞化學(xué)資源環(huán)境保護(hù)的重要作用．2．3情感態(tài)度與價值觀贊賞化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻(xiàn),能運(yùn)用已有知識和方法綜合分析化學(xué)可能對自然帶來的各種影響,引導(dǎo)學(xué)生積極參與有關(guān)化學(xué)問題的討論．
3教學(xué)重難點
1)重點:利用氧化還原反應(yīng)原理來預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì),調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生．2)難點:電解池的工作原理．
4教學(xué)過程設(shè)計
環(huán)節(jié)1課前任務(wù)———電路板的制作(去除印好電路的覆銅板上的銅)．【課題引入】展示電路板,介紹電路板制作的過程,提供印有線路的覆銅板,請同學(xué)們設(shè)計實驗方案,除去的銅．【學(xué)生活動】拿到任務(wù)后,思考、設(shè)計實驗方案,寫出需要的試劑、儀器．【教師活動】將學(xué)生按所選方案分組:氯化鐵組、雙氧水組、硝酸組、硫酸組、電解組．提供實驗儀器、試劑．(設(shè)計意圖:利用所學(xué)元素化合物知識解決具體問題———溶解銅,選擇合適的氧化劑或方法,在實施的過程中培養(yǎng)學(xué)生主動探索、主動思考、主動實踐的能力以及發(fā)現(xiàn)問題、應(yīng)用知識解決實際問題的能力,突出化學(xué)的學(xué)科作用．)環(huán)節(jié)2實驗組匯報展示．【氯化鐵組】介紹試劑選擇的思路———常見氧化劑,闡述FeCl3刻蝕的優(yōu)點,講述實驗過程,展示成品,反思實驗改進(jìn)(設(shè)計成原電池反應(yīng)速率還可以更快)．【硫酸組】先加熱氧化覆銅板,再浸入硫酸中,灼燒過程中油墨線路被燒,改用濃硫酸后,常溫?zé)o明顯變化,加熱后油墨、樹脂基板均被腐蝕,溶液變黑,實驗失敗．【硝酸組】怕反應(yīng)速率太快,侵蝕電路,因此考慮通過調(diào)節(jié)硝酸濃度來控制反應(yīng)速率．先是將35mL蒸餾水與5mL12molL－1的濃硝酸混合,放入覆銅板,無明顯變化,然后通過每次加入5mL濃硝酸逐漸調(diào)高硝酸濃度,當(dāng)物質(zhì)的量濃度為6molL－1時,反應(yīng)速率適中,且始終未見紅棕色氣體產(chǎn)生．找到合適的反應(yīng)濃度后,重新在通風(fēng)櫥中完成實驗,耗時約15min,得到產(chǎn)品及藍(lán)色溶液．【雙氧水組】雙氧水的氧化性隨酸性增強(qiáng)而增大,通過查閱資料可知,工業(yè)用蒸餾水、30％H2O2、濃鹽酸按4∶2∶2混合可以加快反應(yīng)速率．實驗中按此比例,向燒杯中分別加入40、20、20mL溶液混合,放入覆銅板,溶液變綠,有一定量氣泡逸出,分析原因可能是生成的銅離子催化了雙氧水的自身分解,很快反應(yīng)速率大大減慢,不得已又加入10mL雙氧水,有少量刺激性氣味氣體產(chǎn)生,可能是氯氣(需要后繼的實驗研究),銅板很快溶解,總耗時約5min,得到產(chǎn)品及綠色溶液．反思1)該方案中雙氧水的原子利用率不高,很多雙氧水都在銅離子催化下自身分解了．2)溶液顯綠色可能是由于銅離子濃度高所致,為驗證猜想,向該綠色溶液中加入蒸餾水,隨蒸餾水的加入溶液變藍(lán)色．【電解組】將銅單質(zhì)溶解即轉(zhuǎn)化為銅離子,需加入氧化劑,考慮到電解是最強(qiáng)力、方便便宜的氧化還原手段,故選用電解的方案．實驗中用覆銅板作為陽極,石墨作為陰極,稀硫酸(1∶4)作為電解液,將電壓調(diào)為6V進(jìn)行電解,反應(yīng)初始觀察到陰極有大量氣泡產(chǎn)生,陽極銅板逐漸溶解,并有部分碎屑掉落,像粗銅精煉中掉落的陽極泥,溶液逐漸變藍(lán),開始在陰極有紅色銅析出,反應(yīng)逐漸停止后,有部分斑駁的銅未溶解,更換夾持位置后又部分溶解,但始終有少量銅未溶解,實驗失敗．反思可能是的樹脂將部分銅板變?yōu)椤肮聧u”,變成斷路,反應(yīng)停止．(設(shè)計意圖:在實施實驗方案時,學(xué)生會遇到很多意想不到的問題,分析解決問題的過程就是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識的過程,培養(yǎng)了學(xué)生主動探索、主動思考、主動實踐的能力,以及發(fā)現(xiàn)問題、應(yīng)用知識解決實際問題的能力,突出化學(xué)的學(xué)科作用．)環(huán)節(jié)3質(zhì)疑討論．【學(xué)生提問1】氯化鐵組的溶液為什么是黑色的?【實驗組】所配溶液很濃(將氯化鐵固體溶于濃鹽酸后稀釋,濃度大概有3molL－1),顏色是深紅棕色．【學(xué)生提問2】電解組電解時,油墨能否保護(hù)電路?【實驗組】可以．(展示產(chǎn)品,盡管有銅斑未溶解,但摳除油墨,電路完好．)【教師解釋】電解質(zhì)溶液導(dǎo)電與金屬導(dǎo)體導(dǎo)電方式不同,電解質(zhì)溶液與導(dǎo)體必須接觸才能完成得失電子的過程,若金屬表面被絕緣層覆蓋,可以保護(hù)銅．【學(xué)生提問3】雙氧水組反應(yīng)后溶液的體積是大于硝酸組的,刻蝕的銅的物質(zhì)的量應(yīng)該差不多,應(yīng)該是雙氧水組的銅離子濃度更小些,溶液綠色是因為銅離子濃度變大嗎?【討論】是不是溫度的原因?是不是有亞銅離子?【教師引導(dǎo)】分析反應(yīng)過程中的熱變化,回顧降溫前后溶液顏色無明顯變化,亞銅離子在酸性環(huán)境下不穩(wěn)定,會歧化為銅離子和單質(zhì)．【學(xué)生】估計是陰離子的緣故,以前見過硫酸銅晶體和硝酸銅晶體都是藍(lán)色的,氯化鐵晶體是綠色的．【教師】展示資料卡片:“氯化銅溶液顏色多變的原因”———[Cu(H2O)4]2＋＋4Cl－⇌[CuCl4]2－＋4H2O．【雙氧水組】重新解釋綠色溶液稀釋變藍(lán)的原因———平衡移動．【教師提問】電解組未刻蝕完全是因為電流斷路了嗎?【學(xué)生討論】甲:應(yīng)該不會斷路,盡管銅變成“孤島”,但溶液中的離子會起到導(dǎo)體的作用．乙:可能是斷路了吧,畢竟溶液里電阻很大圖1【教師引導(dǎo)】為了驗證是否會斷,我們可以做個簡單實驗———展示實驗裝置如圖1,請預(yù)測實驗現(xiàn)象．【學(xué)生討論】若銅絲上有氣泡,則是通路．【實驗現(xiàn)象】靠近石墨陽極一端的銅絲端有氣泡逸出．【學(xué)生解釋說明】溶液中的離子起到導(dǎo)體作用,在電場力作用下定向移動,遇到導(dǎo)體,發(fā)生電子得失,導(dǎo)體中電子定向運(yùn)動．【學(xué)生提問】若是將銅絲豎過來呢?【討論】陽極端電勢高,銅絲右側(cè)做陰極,有氣泡產(chǎn)生,銅絲左側(cè)電勢相對石墨陰極電勢高,做陽極,銅絲溶解,電解一段時間,銅絲右側(cè)又會有銅析出．【教師引導(dǎo)】那么我們再來反思一下,電解組沒成功的原因可能是什么呢?【學(xué)生】孤島銅可能一邊溶解一邊析出;或者是因為電解池串聯(lián)了無數(shù)個微小的電解池,電壓總和不變,每處電解池的電壓太?。?設(shè)計意圖:通過質(zhì)疑討論引導(dǎo)學(xué)生深刻思考和積極反思,在解決實際問題的過程中超越對具體知識的追求,發(fā)展“學(xué)科觀念”．)環(huán)節(jié)4廢液回收處理方案討論．【總結(jié)】若你作為總設(shè)計師,會選擇哪種刻蝕方案?簡述理由．【學(xué)生】氯化鐵組,因為條件簡單,無尾氣、原料無毒、廢液可回收處理．【教師】展示“綠色化學(xué)”的設(shè)計原則,肯定學(xué)生想法．請設(shè)計回收處理廢液的流程．(設(shè)計意圖:體會化學(xué)給生產(chǎn)生活帶來的改變．)
5教學(xué)設(shè)計特色說明
第3篇：電路板設(shè)計范文
【關(guān)鍵詞】印制電路板，設(shè)計，布線，技巧
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、前言
近年來隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)業(yè)迅速興起。在電子產(chǎn)品中，PCB的布局布線是最重要的。本文主要探討的就是印制電路板設(shè)計過程中的布線技巧及一般布線的注意事項。
二、印制電路板的整體布局
整體布局是PCB設(shè)計的第一步，合理的布局不但可以增加PCB的視覺美感，
還可以提高產(chǎn)品的電磁兼容水平，一般來說，器件的整體布局應(yīng)遵循以下原則：
1、圍繞各功能電路的核心元件進(jìn)行布局，保證各元器件沿同一方向整齊、緊湊排列，易受干擾的元器件不能相鄰布置，以防止信號間耦合；
2、處理敏感信號的元件要遠(yuǎn)離電源、大功率器件等，并且不允許敏感信號線穿過大功率器件，熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件，溫度敏感元件宜置于溫度最低的區(qū)域；
3、加大具有高電位差元器件之間的距離，防止它們放電而引發(fā)短路,并可在無鉛時代減少CAF (Conductive Anodic Filament)發(fā)生的可能性。同時，高電壓元器件應(yīng)盡量布設(shè)在調(diào)試時手不易觸及的地方，并加以絕緣保護(hù)；
4、對于高頻電路，推薦采用鏈布線或星形布線，并且高速數(shù)字信號應(yīng)布置在與地線相鄰的信號層,并且信號線盡可能短；
5、一個過孔會帶來約0.5pF的分布電容,因此,減少過孔數(shù)量可顯著提高運(yùn)行速度。
三、印制電路板設(shè)計的布線原則
1、輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免生反饋藕合。
2、印制導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.05mm、寬度為1～15mm時.通過2A的電流，溫度不會高于3℃，因此導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選O.02～0.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至5～8mm。
3、印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則長時間受熱時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時，最好用柵格狀，這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熟產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。
四、印制電路板的布線技巧分析
PCB的布線是整個設(shè)計流程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，布線的是否合理科學(xué)，布線時間的長短，線路的是否合理等多方面的因素都會對整個電路的運(yùn)行狀況有著是否嚴(yán)重的影響，因此，做好布線工作，有著重要的經(jīng)濟(jì)意義和安全效益。
1、確定PCB的層數(shù)
電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設(shè)計初期確定。布線層的數(shù)量以及層疊(stack-up)方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度，實現(xiàn)期望的設(shè)計效果。目前多層板之間的成本差別很小，在開始設(shè)計時最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布。
2、組件的布局
組件的布局是布線中比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，布局會受到可制造性設(shè)計規(guī)則的限制，在裝配單位要求可以元件的移動時候，便于電路的優(yōu)化組合，便于實施布線的自動化。一般而言，組件的布局要重點關(guān)注幾個關(guān)鍵點，首先，在電源線的布置過程，在PCB布局中要把電源的退耦電路安排在相關(guān)電路附近，避免和電源相近，其次，電路內(nèi)部的電流方向安排，要堅持按照優(yōu)先級來進(jìn)行供電，比如從最后一級到最前面一級的開始供電，一般而言，電源的濾波電容會設(shè)計在最后最末尾的一級，最后是對主流電流通道的設(shè)計，要在印制導(dǎo)線上設(shè)計電流的缺口，方便后續(xù)調(diào)試和監(jiān)測。
在組件的布局中，要把穩(wěn)壓電源安排在單獨(dú)的印制板上，當(dāng)不得不合用時候，要盡力讓電路中的各種元件的布置分開，且不能讓電源和電路的地線相互重合或者是發(fā)生共用。
3、扇出設(shè)計
在扇出設(shè)計階段，表面貼裝器件的每一個引腳至少應(yīng)有一個過孔，以便在需要更多的連接時，電路板能夠進(jìn)行內(nèi)層連接、在線測試和電路再處理。為了使自動布線工具效率最高，一定要盡可能使用最大的過孔尺寸和印制線，間隔設(shè)置為50mil較為理想。要采用使布線路徑數(shù)最大的過孔類型。經(jīng)過慎重考慮和預(yù)測，電路在線測試的設(shè)計可在設(shè)計初期進(jìn)行，在生產(chǎn)過程后期實現(xiàn)。根據(jù)布線路徑和電路在線測試來確定過孔扇出類型，電源和接地也會影響到布線和扇出設(shè)計。
4、手動布線以及關(guān)鍵信號的處理
手動布線是在整個印制板電路設(shè)計布線中的重要環(huán)節(jié)之一。通過手動布線可以讓自動布線工具能更方便更順利的實施自動布線過程，在手動布線中，手動選出網(wǎng)絡(luò)，并加以固定，有利于形成自動布線的可靠布線路徑。
在手動布線過程中，要科學(xué)對關(guān)鍵信號實施布線設(shè)計，實施手動布線為主，并采用自動布線工具輔助，在關(guān)鍵信號布線完成后，必須要有專業(yè)人員進(jìn)行質(zhì)量檢測，看各種標(biāo)準(zhǔn)是否符合國家要求。在檢測完成后，可以把已經(jīng)布置好的線路固定，再實施對剩下的信號布線。
在手動布線中，地線中存在阻抗，使得電路中存在一定的阻抗干擾，故在布線過程中，要謹(jǐn)慎連接帶有地線符號點的連接，否則會產(chǎn)生耦合壞損，電路難以正常運(yùn)行。
5、自動布線技術(shù)
對關(guān)鍵信號的布線需要考慮在布線時控制一些電參數(shù)，比如減小分布電感等，在了解自動布線工具有哪些輸入?yún)?shù)以及輸入?yún)?shù)對布線的影響后，自動布線的質(zhì)量在一定程度上得到保證。
在對信號進(jìn)行自動布線時應(yīng)該采用通用規(guī)則。通過設(shè)置限制條件和禁止布線區(qū)來限定給定信號所使用的層以及所用到的過孔數(shù)量，布線工具就能按照工程師的設(shè)計思想來自動布線。在設(shè)置好約束條件和應(yīng)用所創(chuàng)建的規(guī)則后，自動布線將會達(dá)到與預(yù)期相近的結(jié)果，在一部分設(shè)計完成以后，將其固定下來，以防止受到后邊布線過程的影響。布線次數(shù)取決于電路的復(fù)雜性和所定義的通用規(guī)則的多少?，F(xiàn)在的自動布線工具功能非常強(qiáng)大，通?？赏瓿?00%的布線。但是，當(dāng)自動布線工具未完成全部信號布線時，就需對余下的信號進(jìn)行手動布線。
五、走線的注意事項
1、印刷電路板導(dǎo)線線走線時拐彎一般取斜45度線,直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣性能。在雙面布線時,兩面的導(dǎo)線應(yīng)該相互垂直、斜交或彎曲走線,避免相互平行,以減少寄生電容。
2、導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定,一般要求2000V電位差之間線距離應(yīng)該大于2mm。在布線密度低的情況下,間距應(yīng)該盡可能的大,通常線間距最好不要低于0.3mm。
3、當(dāng)使用過孔完成走線的換層時,注意過孔的位置不能放在數(shù)字芯片下方。因為這樣會引入不必要的電磁干擾,使元件工作不穩(wěn)定。
4、元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致,布線方向最好與電路圖走線方向相一致,因為焊接過程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測,故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查,調(diào)試及檢修。
5、同一級電路的接地點應(yīng)盡量靠近,并且本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級接地點上。特別是本級晶體管基極、發(fā)射極的接地點不能離得太遠(yuǎn),否則因兩個接地點間的銅箔太長會引起干擾與自激,采用這樣“一點接地法”的電路,工作較穩(wěn)定,不易自激。
六、結(jié)束語
以上是對印制電路板設(shè)計過程中的布線技巧的分析與探討，在實際操作中，布線是否合理嚴(yán)重影響的電子產(chǎn)品的功效，因此施工人員應(yīng)該本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕B(tài)度、科學(xué)的布線技巧進(jìn)行印制電路板的布線，這樣才能顯示自己的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能，切實可行地提高人民的生活品質(zhì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]周斌 趙肖運(yùn) 印制電路板的電磁兼容性設(shè)計 中國集成電路-2010年5期
[2]賀寧 印刷電路板設(shè)計中的布線布局技巧 科技與生活-2010年11期
第4篇：電路板設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)；硬件電路板；可靠性
中圖分類號：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）06-0097-02
常規(guī)意義上的監(jiān)控系統(tǒng)主要有硬件部分以及軟件部分所構(gòu)成。同時，在現(xiàn)階段的實際工作當(dāng)中，各種電子裝置與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)所設(shè)置的電路板裝配方式仍然以印刷電路板為主。在印刷電路板的作用之下，電路板負(fù)擔(dān)著完成電子設(shè)備大量應(yīng)用功能的工作任務(wù)。由此，不難發(fā)現(xiàn)，即便電路原理圖能夠保障設(shè)計的正確與有效，但由于印制電路板設(shè)計的誤差，也勢必會對整個電子設(shè)備應(yīng)用的可靠性產(chǎn)生極為不利的影響。從這一角度上來說，電子設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中硬件電路板的可靠性設(shè)計是至關(guān)重要的工作內(nèi)容之一，本文試對其作詳細(xì)分析與說明。
1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件可靠性指標(biāo)
在整個監(jiān)控系統(tǒng)硬件當(dāng)中，系統(tǒng)所對應(yīng)的可靠性指標(biāo)主要涉及以下幾個方面：
①可靠度以及可靠度函數(shù)?？煽慷戎笜?biāo)主要是指產(chǎn)品在（0，t）時間范圍之內(nèi)不發(fā)生失效反應(yīng)的概率，而可靠度函數(shù)則是建立在既定工作時間、產(chǎn)品故障前運(yùn)行時間基礎(chǔ)之上的函數(shù)關(guān)系。
②故障分布函數(shù)以及故障密度。故障分布函數(shù)主要是指產(chǎn)品在運(yùn)行條件以及運(yùn)行時間均表現(xiàn)為恒定狀態(tài)下，喪失規(guī)定功能的總概率函數(shù)，而故障密度所指的則是在t時刻后的一個單位時間內(nèi)，出現(xiàn)故障產(chǎn)品數(shù)與總產(chǎn)品數(shù)之間的對應(yīng)比值。
③失效率函數(shù)。該指標(biāo)主要是指在條件既定狀態(tài)下，產(chǎn)品在某時刻后單位時間內(nèi)出現(xiàn)失效的概率。
④平均壽命指標(biāo)。對于不可修復(fù)的產(chǎn)品而言，該指標(biāo)是指在產(chǎn)品發(fā)生故障之前所對應(yīng)的工作時間。而對于可修復(fù)的產(chǎn)品而言，該指標(biāo)是指在產(chǎn)品前一次發(fā)生故障與本次故障之間的工作時間間隔。
⑤指數(shù)分布指標(biāo)。主要是其壽命的指數(shù)分布的服從特征。
2 監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路板的可靠性分析
對于監(jiān)控系統(tǒng)而言，壽命是衡量硬件電路板可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)之一。在現(xiàn)階段的可靠性工程當(dāng)中，針對監(jiān)控板而言，比較常見的壽命分布模式可以分為以下幾種類型：二項分布、泊松分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布。由于監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的監(jiān)控板主要是由相關(guān)電子元器件所構(gòu)成的。結(jié)合有關(guān)電子器件的失效理論可以得出：絕大部分電子設(shè)備與裝置的壽命分布呈現(xiàn)出明顯的指數(shù)分布狀態(tài)，針對于監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控板而言同樣如此。
結(jié)合上述分析，在有關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性框圖的構(gòu)建過程當(dāng)中，需要結(jié)合監(jiān)控板所運(yùn)行任務(wù)的差異性做出相應(yīng)的考量，主要可以分為以下兩種情況：首先，從基本任務(wù)的角度上來說，整個監(jiān)控系統(tǒng)所對應(yīng)的可靠性框圖最為核心的思想在于保障監(jiān)控系統(tǒng)整體運(yùn)行的正常與規(guī)范。在剔除各種運(yùn)行故障的基礎(chǔ)之上，確保監(jiān)控系統(tǒng)功率輸出的正常與有效。其次，從特殊任務(wù)的角度上來說，整個監(jiān)控系統(tǒng)所對應(yīng)的可靠性框圖最核心的思想在于保障整個監(jiān)控系統(tǒng)的不停機(jī)性。對于監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控板而言，即便當(dāng)中的一部分出現(xiàn)了運(yùn)行故障，但仍然需要將整個系統(tǒng)的輸出功率限制在一定的允許范圍當(dāng)中，可適當(dāng)允許系統(tǒng)的運(yùn)行功能有所降低，但需要最大限度的避免因無功率輸出而引發(fā)的停運(yùn)事故。
對于我國而言，現(xiàn)階段針對電子設(shè)備所采取的可靠性計算方法可基本概括為：首先對相關(guān)電子元器件所對應(yīng)的失效率數(shù)值加以判定，進(jìn)而計算得出各個模塊分別對應(yīng)的失效率數(shù)值，最后將可靠性框圖當(dāng)中所涵蓋的模塊所對應(yīng)失效率進(jìn)行統(tǒng)計，由此獲取最為精確與全面的可靠性數(shù)值。
對于監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路板而言，首先，在有關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路板分立元器件可靠性的計算過程當(dāng)中，電阻裝置、電容設(shè)備、以及二極管裝置均屬于監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路板中分立元器件的組成部分。以電容裝置為例，其在正常運(yùn)行狀態(tài)下所對應(yīng)的工作失效率模型可按照如下方式進(jìn)行構(gòu)建，如式（1）：
失效率（單位：10-6/h）=基本失效率×環(huán)境系數(shù)×質(zhì)量系數(shù)×電容量系數(shù)×串聯(lián)電阻系數(shù)×種類系數(shù) （1）
在該計算模型當(dāng)中，相關(guān)的失效率及系數(shù)取值大小均可通過對電路板所處工作環(huán)境的判定，以及相關(guān)元器件在出廠狀態(tài)下的理論參數(shù)來進(jìn)行判定，最終可計算得出電容器所對應(yīng)的工作失效率數(shù)值。
其次，在有關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)硬件各模塊電路的可靠度計算過程當(dāng)中，首先需要完成對各個模塊當(dāng)中所涵蓋電路工作失效率數(shù)值的計算，進(jìn)而將所計算得出的電路失效率數(shù)值進(jìn)行匯總處理，得到的是相對于單獨(dú)運(yùn)行模塊而言的失效率。在此基礎(chǔ)之上，通過對可靠度計算公式的應(yīng)用，即可計算得出監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路板當(dāng)中相關(guān)模塊的可靠度取值情況。
3 監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路板（PCB）設(shè)計檢查要點與布
線原則
①根據(jù)電子學(xué)設(shè)計的邊界條件（空間真空環(huán)境），對重點發(fā)熱元器件在印制電路板的位置和發(fā)熱等情況，建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行EDA仿真熱分析，計算元器件、印制板的溫度，檢驗元器件工作溫度范圍是否滿足要求，檢驗元器件的結(jié)溫是否滿足降額要求；發(fā)熱量大的元器件通過熱管等散熱器件將熱量引出，元器件的散熱途徑（導(dǎo)熱散熱途徑和輻射散熱途徑）是否通暢和連貫，同時，應(yīng)盡可能使導(dǎo)熱路徑最短；對于熱功耗大的元器件，應(yīng)在器件下面與電路板接地部分設(shè)計熱過孔，填充金屬材料，實現(xiàn)熱傳導(dǎo)功能。
②一般情況下，首先應(yīng)對電源線和地線進(jìn)行布線，以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi)，盡量加寬電源、地線寬度，它們的關(guān)系是：地線>電源線>信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3 mm，最細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07 mm，電源線一般為1.2～2.5 mm。
4 硬件電路板信號完整性設(shè)計
在監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路板設(shè)計的過程中，對于電路板信號的完整性設(shè)計也是影響其可靠性的關(guān)鍵因素，因此必須要注重電路板信號完整性的設(shè)計。其中應(yīng)當(dāng)遵循的準(zhǔn)則包括以下幾個方面：
①在進(jìn)行正式的設(shè)計工作之前，必須要對所使用的元器件以及相關(guān)的工藝進(jìn)行科學(xué)的選擇，并且據(jù)此進(jìn)行設(shè)計方案的確定，才能確保設(shè)計的科學(xué)性與合理性。
②預(yù)布線階段是對電路板層疊誤差和接地信號等問題進(jìn)行處理的階段，這一階段主要是對各種可能出現(xiàn)的問題以及計算誤差進(jìn)行科學(xué)的處理，以此保證線路層疊的有效性。同時，盡可能讓接地層與電源層成對布放，這樣能夠更加有效的保證信號的完整性。對于信號的完整性規(guī)劃需要根據(jù)信號參數(shù)以及其必須的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)范圍進(jìn)行仿真模擬，才能從中找到最為理想的參數(shù)范圍，并且將此范圍作為布線的最終依據(jù)，成為PCB布線的主要約束條件。
③串?dāng)_是信號線之間不希望有的耦合，鄰近信號線的耦合會導(dǎo)致串?dāng)_而且改變信號線的阻抗。我們必須減少串?dāng)_。比如我們可以根據(jù)相鄰平行信號線的耦合分析來確定信號線間距或平行線長度。
④對于信號延遲以及其產(chǎn)生的影響是在布線時必須要充分考慮的關(guān)鍵問題，因此在實際的工作中，我們可以利用終端接線器的使用來對信號的完整性質(zhì)量進(jìn)行控制，從而有效的減少信號延遲所帶來的不利影響。
⑤轉(zhuǎn)換器是設(shè)計工作中常用的一種設(shè)備，轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度越慢則信號完整性越好，同時利用不同的驅(qū)動技術(shù)也可以完成不同的轉(zhuǎn)換任務(wù)，所以我們可以在設(shè)計過程中，利用新的可編程技術(shù)，充分利用不同驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)越性，使其作用能夠充分發(fā)揮，以此來提升信號的完整性。
⑥當(dāng)簡單的布線以及裝配工作完成之后，需要進(jìn)行完整的電路板測試，將其測試結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對比，從中發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中存在的不足之處，以此作為依據(jù)，為后續(xù)的設(shè)計工作提供更充分的數(shù)據(jù)參考。
5 結(jié) 語
隨著社會和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，集成電路和新型器件的應(yīng)用也日漸廣泛，從另一方面來說，這也使得電路板的設(shè)計日漸復(fù)雜，因此對于電路板設(shè)計的可靠性要求也越來越高。監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會中必不可少的硬件設(shè)備，對于監(jiān)控系統(tǒng)電路板的設(shè)計工作，必須要對其可靠性的相關(guān)因素進(jìn)行充分的考慮，才能確保各項設(shè)計成果的有效性，從而保證產(chǎn)品性能的安全性和完整性，促進(jìn)相關(guān)工作的持續(xù)開展。
參考文獻(xiàn)：
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第5篇：電路板設(shè)計范文
在電子設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計中，最重要的是元器件的選擇尤其是有源器件的正確選擇和印刷電路板（PCB）的設(shè)計。本文從電磁兼容性、可靠性方面出發(fā), 闡明了相關(guān)應(yīng)用理論和強(qiáng)制規(guī)定, 提出了PCB 設(shè)計過程中選材、布局、主要元器件的選擇信號線的布線規(guī)則及其相關(guān)注意事項。
關(guān)鍵詞 共模輻射 差模輻射 表面安裝技術(shù) PCB的設(shè)計 電磁兼容
一、元器件的選擇
電阻、電容、電感， 一般也可選用SMT 的、容量大的電容， 可適情考慮應(yīng)用其它形式器件。
SMT器件環(huán)流面積最小最合適，且集成度高可靠性好， 所以作為首選對象
小結(jié)：選用器件不主張功率越大越好， 速度越快越好， 而是推薦只要滿足設(shè)計功能要求， 采用兼容各指標(biāo)的設(shè)計， 且能降低成本，又能完美達(dá)到設(shè)計目標(biāo)， 這種設(shè)計組合認(rèn)為是最佳組合， 當(dāng)然各種不同類型、等級的機(jī)器就有不同的最佳組合。
二、線路板上的電磁騷擾輻射
線路板的輻射主要產(chǎn)生于兩個源：一個是PCB走線，另一個是I/O電纜。電纜輻射往往是更主要的輻射源。因為電纜是效率很高的輻射天線。有些電纜盡管傳輸?shù)男盘栴l率很低，但由于PCB上的高頻率信號會耦合到電纜上，也會產(chǎn)生較強(qiáng)的高頻輻射。
線路板上的輻射以共模和差模的方式輻射。
差模輻射的抑制
減小差模輻射的方法：（1）降低電路工作頻率；（2）減小信號環(huán)路的面積；（3）減小信號電流的強(qiáng)度。
高速的處理速度是所有軟件工程師所追求的，而高速的處理速度是靠高度的時鐘頻率來保證的，因此限制系統(tǒng)的工作頻率有時是不允許的。這里所說的限制頻率指的是減少不必要的高頻成分。主要指1/itr頻率以上的頻率。
最現(xiàn)實而有效的方法是控制信號環(huán)路的面積。通過減小信號環(huán)路面積能夠有效減小環(huán)路的輻射，下面給出了不同裸機(jī)電路為了滿足EMI指標(biāo)要求所允許的環(huán)路面積。這是對于10m處，電磁輻射極限值在30~230MHZ之間為30dBeV/m，在230~1000MHz之間為37dBeV/m的情況下的面積限制。絕不意味著只要電路滿足了這個條件PCB就能滿足EMI指標(biāo)要求。因為線路板的輻射不僅有差模輻射，還有共模輻射。而共模輻射往往比差模輻射更強(qiáng)。但如果不滿足這些條件，PCB肯定會產(chǎn)生超標(biāo)電磁輻射。
印制板輻射主要產(chǎn)生于兩個源， 一個是由各芯片組成的回路輻射， 即前面已提過的差模輻射。另一個就是印制板的各種電纜線， 工作時產(chǎn)生的共模輻射。當(dāng)傳輸信號的導(dǎo)體的電位與鄰近導(dǎo)體的電位不同時，（特別是電纜與地線及其他導(dǎo)體之間）在兩者之間就會產(chǎn)生電流（有形地） ， 即使兩者之間沒有任何導(dǎo)體連接， 高頻電流也會通過寄生電容流動（無形地）， 這種電流稱為共模電流， 由這種共模電流產(chǎn)生的輻射稱之為共模輻射。
由于共模電壓都是設(shè)計意圖之外的， 因此共模輻射比差模輻射更難預(yù)測和抑制。
有些電子干擾、輻射是不可預(yù)先知道的， 無形地線上發(fā)出的干擾、輻射往往很關(guān)鍵， 但很多設(shè)計人員不了解此類問題。
三、印制板設(shè)計中的元器件布局
當(dāng)印制板外形尺寸決定后， 首先應(yīng)進(jìn)入關(guān)鍵的元器件布局設(shè)計， 它的設(shè)計好壞直接影響安全、電磁兼容等四大因素， 往往新設(shè)計人員對此無一比較正確的規(guī)則， 隨自己意愿或某些想法來布局， 結(jié)果帶來許多不利因素， 有時由于一、二根布線不當(dāng)， 造成無可挽回而告知失敗的結(jié)果。下面推薦兩種比較理想的PCB 布局方式。
1、星形輻射法
該模式可將重要器件: 高頻的晶體、晶振、時鐘電路、CPU 等放在中央緊靠電源、地線輸出端位置， 其它與它們有關(guān)的邏輯相關(guān)器件安排在上述器件的周圍， 然后再連接其它邊緣器件， 整個布局形成由中心向四周輻射狀態(tài)。
這種布局最大特點: 壓縮布局空間， 中心至各引線距離基本相同， 線路阻抗基本一致，關(guān)鍵主要電路布線最短， 環(huán)流面積小。
2、電源線、地線印制板插接法
此種形式相當(dāng)普遍， 其布局應(yīng)在電源地線引入端近處放置高速電路， 重要電路， 然后再布中速、低速電路。
四、印刷電路板（PCB）的設(shè)計
PCB是所有精密電路設(shè)計中往往容易忽略的一種部件。由于很少把印刷電路板的電特性到電路里去，所以整個效應(yīng)對電路功能可能是有害的。如果印刷電路板設(shè)計得當(dāng)，它將具有減少騷擾和提高抗擾度的優(yōu)點。反之，將使印刷電路板發(fā)生電磁兼容性問題。
在設(shè)計印刷電路板時，設(shè)計的目的是控制下述指標(biāo)：
（1） 來自PCB電路的輻射；（2） PCB電路與設(shè)備中的其他電路間的耦合；（3） PCB電路對外部干擾的靈敏度；（4） PCB上各種電路間的耦合。
印刷電路板的制造涉及許多材料和工藝過程，以及各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計處理準(zhǔn)則應(yīng)符合GB4588. 3-88《印刷電路板設(shè)計和使用》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了PCB涉及和使用的基本原則、要求和數(shù)據(jù)等。它對PCB設(shè)計和使用起指導(dǎo)作用。其中第6章“印刷電路板的布局設(shè)計”方法對電磁兼容性設(shè)計有一定的作用，是設(shè)計師應(yīng)當(dāng)遵守的設(shè)計準(zhǔn)則。
印制板布線前要正確認(rèn)識電源、地線干擾及輻射情況是十分重要的， 當(dāng)電源、地線在瞬態(tài)出現(xiàn)增加或減少電流時， 由于有電感和電容的作用， 在電源、地線上出現(xiàn)干擾狀況，四層板原則上頂層為信號線層， 第二層為直流地線層， 第三層為直流電源層， 第四層為信號線層。當(dāng)印制板IC 電路全部為開關(guān)電路或全部為模擬電路， 那它們的地線不必隔離分開。有時， 在直流電源層中往往有幾種電源， 一般都用空隙隔離方法來分割解決。當(dāng)印制板中出現(xiàn)有邏輯電路又有模擬電路的情況， 通過分析， 可將邏輯電路地線與模擬電路地線分區(qū)隔離(隔離帶寬度> 3mm) 單處短接或用磁珠等方法聯(lián)接取得同電位參照地。
當(dāng)印制板中的邏輯電路與模擬電路的聯(lián)線有幾十根， 情況非常復(fù)雜， 那必須掌握它們各自要有獨(dú)立的電源、地線區(qū)， 又要考慮到有聯(lián)結(jié)關(guān)系的IC 回路， 其環(huán)流面積最小的原則去設(shè)計， 并保證有極低阻抗的地線。
參考文獻(xiàn)
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第6篇：電路板設(shè)計范文
關(guān)鍵詞： 模擬集成電路；剖析調(diào)查；縮版設(shè)計
0 引言
電子產(chǎn)品的發(fā)展，得益于制造技術(shù)的進(jìn)步——晶園廠舊線的提升、新線的不斷涌現(xiàn)。但我們也看到在產(chǎn)能升級、產(chǎn)品繁榮的同時也促進(jìn)了模擬消費(fèi)類電路不斷削減售價，尤其是量大的產(chǎn)品，出廠價一年不如一年已是不爭的事實。這樣迫使設(shè)計制造商不斷尋找方法來改善芯片版圖設(shè)計、工藝制造過程，以達(dá)到更好的控制成本降本增效的目的。不可否認(rèn)，縱觀國內(nèi)模擬消費(fèi)類電路市場，早些年國內(nèi)設(shè)計生產(chǎn)商設(shè)計方法可以說95%以上屬于仿制國外樣品，給人的印象就是照抄。然而近年來，隨著新生代尤其海歸派的加盟，新設(shè)計公司雨后春筍般涌現(xiàn)。為了爭奪市場，保持盈利，眾多公司不得不拋棄傳統(tǒng)仿制法，另辟蹊徑走自己的路，使出各自招式，以開拓、創(chuàng)新手法將版本優(yōu)化，如把元器件按比例規(guī)則縮小、布線單層改雙層，翻新老版本來面對日益嚴(yán)峻的市場考驗實現(xiàn)收入利潤最大化。
傳統(tǒng)仿制，贏市場獲利潤將變得越來越困難，因芯片成本占電路成本很大一部份，降芯片成本對于電路設(shè)計制造商而言就是利潤、體現(xiàn)效益。縮版是創(chuàng)新，縮版設(shè)計將會越來越受到業(yè)界的重視，優(yōu)良的電路縮小改進(jìn)版本將會源源不斷的登上電路創(chuàng)新舞臺。
1 縮版策略
1.1 產(chǎn)品選擇性
模擬消費(fèi)類集成電路產(chǎn)品眾多，五花八門，產(chǎn)品縮版要有選擇性。因為縮版不同于一般的仿制，必將帶來設(shè)計時間、人工成本的增加，并伴有加大投片的風(fēng)險。對短、平、快的產(chǎn)品，批量小、生命周期比較短的產(chǎn)品，不適宜、不主張縮版；而對產(chǎn)量需求大，競爭劇烈，價格敏感，工藝支持、版圖可縮，生命力長的產(chǎn)品最適用縮版。總之，市場是無情的，對產(chǎn)品要評估，做到心中有數(shù)，有的放矢，避免食之無味，棄之可惜的煩惱，該縮版的縮版，立項不猶豫。
1.2 支撐環(huán)境
產(chǎn)品的縮版是建立在工藝技術(shù)可行、環(huán)境支撐上的。象我公司4吋、5吋線設(shè)備不同，制備工藝，加工能力就不同。一個產(chǎn)品縮版首先就得決策部門根據(jù)綜合因素評估決定產(chǎn)品走哪條線，然后根據(jù)加工能力確定版圖設(shè)計規(guī)則。
1.3 技術(shù)可行性
1.3.1 線路圖優(yōu)化
從芯片表面觀察，線路圖整理過程中發(fā)現(xiàn)國外很多電路都存在有冗余部份的元件。如果把原來芯片上電路元件全部照搬到基片上，必將會浪費(fèi)基片的面積。通過線路模擬、仿真，適當(dāng)修改，合理取舍冗余元件對縮版有積極意義，其面積貢獻(xiàn)值得關(guān)注。
1.3.2 結(jié)構(gòu)、布局設(shè)計
1）壓點、元件分島。通常原版都考慮得較周全，縮版一般不輕易去變更。但有些隨工藝變動后，如單層改雙層，減少了橋島例外。
2）雙層布線優(yōu)選。雙層工藝雖然比單層工藝難度增大，生產(chǎn)成本增加，但它能有效的縮小芯片面積，并且芯片單位成本獲取的利潤貢獻(xiàn)比工藝增加的成本更大，所以雙層應(yīng)列縮版優(yōu)選。雙層布線避免了橋島的使用、橋電阻的引入，使布線設(shè)計方便、靈活，走線避免迂回，鋁線得到優(yōu)化，能更大地減少信號網(wǎng)走線的不利影響。
3）布局安排。模擬電路的布局結(jié)果對電路性能會產(chǎn)生直接影響。電路元件之間的相互關(guān)系諸如對稱、靠近、遠(yuǎn)離，成組以及一些節(jié)點連線需特殊處理的因素等。要重點關(guān)注大信號元件、功放輸出管的合理布置，充分考慮散熱問題，地線、電源線串?dāng)_問題。
4）元件幾何圖形。電路的好壞由元件的性能來確保，而元件的電特性與其幾何圖形密切相關(guān)。圖形縮小的規(guī)則宜按比例縮減為好，當(dāng)圖形類型較多時可適當(dāng)歸整。對輸出管、緩沖管等，從功率、可靠性考慮不宜同小管子一樣按比例縮小，縮減應(yīng)保守些；要通過調(diào)查、參考管子Hfe/Ic變化趨勢，結(jié)合峰值電流大小，確定管子面積，總之得留有余量。另外縮版電路元件縱向尺寸、橫向尺寸都有不同程度收縮，對噪聲的影響也要引起關(guān)注，從降低噪聲設(shè)計考慮盡可能減少發(fā)射區(qū)周長面積比和基區(qū)表面寬度，電阻條寬宜寬些，有些矛盾要折衷考慮。
2 設(shè)計模擬討論
近年來，公司在應(yīng)對市場策略，運(yùn)用縮版設(shè)計手段推出新品種、打市場方面取得了可喜的佳績。通過縮版設(shè)計，使人們豐富了知識，開闊了視野，提高、增長了分析、處理應(yīng)變能力，積累了不少經(jīng)驗，大批設(shè)計人員得到了鍛煉。這里，通過一解剖調(diào)查實例，試圖結(jié)合即將要進(jìn)行縮版設(shè)計的一品種（CD2822）作一設(shè)計討論。
2.1 電路解剖調(diào)查情況
表1 芯片面積比較
上表中可直觀的看出國內(nèi)廠家產(chǎn)品縮版一貌，也能聞出市場競爭的火藥味。
2.2 Cd2822縮版的幾點思路、想法
1）根據(jù)公司綜合安排計劃，認(rèn)真論證目前4吋線工藝加工水平，確定CD2822C所用設(shè)計規(guī)則。
2）線路圖選擇。選擇原版功能完整圖為好。（國內(nèi)商家情況：A公司（M代碼）、C公司（YG代碼，單層鋁）均用原始線路圖；B公司版圖按原線路布元件，但鋁版有二管棄連）
3）樣板借鑒。經(jīng)解剖、讀圖、分析多個版本，覺得B公司的版本設(shè)計風(fēng)格最緊湊、活潑，芯片利用率高，可作為重點借鑒版本。（B公司版本具有創(chuàng)新、開拓性，勇氣可敬。若無專利之慮，有成功先例，大膽借用。）
4）元件幾何圖形優(yōu)化。小信號前置部份晶體管原則上按比例縮小，并適當(dāng)合理歸類，慎重處理好比例恒流源成組管的結(jié)構(gòu)及比例關(guān)系（K336的處理方式本人認(rèn)為有值得商榷之處）；大信號輸出管面積宜采用保守縮法，取比“M”版大1/4～1/3，其發(fā)射區(qū)采取工字狀，這對周長、面積有利，對開二鋁通孔也方便。
5）布局、布線。由于我們安排上的是4吋線，技術(shù)支持的環(huán)境與B公司不同，設(shè)計規(guī)則有一定的差異，但在布局、布線上有可借鑒之處：第1、3腳保護(hù)管排在壓點下；PN結(jié)電容排在4a、5壓點下（若需更大些還可以4b、8也利用起來）；二輸出地、二前置地均采取合二為一；主要地線布、電源線走中間?；娣e將得到充分利用（見附圖）。
6）主要工藝技術(shù)。ρvg 0.8～1.0Ω·cm；Tvg 5～6μm；2～3μm套刻；對通隔離；離子注入；雙層布線工藝。
3 結(jié)語
1）TDA2822產(chǎn)品自意大利SGS公司推出后，產(chǎn)品行銷全球。進(jìn)入國內(nèi)，因其市場需求量巨大，銷量也長久不衰，從而仿制的公司也眾多。但價格已不可與往日相比，只能適者生存。面對嚴(yán)峻的市場，我們的現(xiàn)版本想贏利已顯得力不從心，所以也只有走繼續(xù)縮版，降低芯片的單位成本，增強(qiáng)競爭力。目前的縮版計劃盡管我們將采取的設(shè)計規(guī)則比“M”版要大，但通過上面的分析，可以預(yù)見經(jīng)過精心的、合理的設(shè)計后，我們能達(dá)到、也一定能達(dá)到其“M”版芯片面積的水平。更重要一點，領(lǐng)導(dǎo)決策放棄5吋上4吋，雖然芯片面積犧牲了些，但對調(diào)節(jié)、保證4吋線滿負(fù)荷生產(chǎn)將發(fā)揮重要作用。
2）調(diào)研能發(fā)現(xiàn)最新動態(tài)，能更好的了解競爭對手。開展縮版評估，進(jìn)行縮版設(shè)計在近一段時期內(nèi)將是雙極IC設(shè)計、制造商面對嚴(yán)峻收益挑戰(zhàn)取勝之法寶。
附圖：
第7篇：電路板設(shè)計范文
關(guān)鍵詞： 溫度控制； 半導(dǎo)體激光器； TEC； PID
中圖分類號： TN722?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）20?0153?03
0 引 言
通過對半導(dǎo)體激光器特性的研究，可知溫度對激光器的正常工作有著重要的影響。溫度會直接影響到半導(dǎo)體激光器的工作參數(shù)包括[1]：閾值電流、V?I關(guān)系、輸出波長、P?I關(guān)系等。同時高溫也會對激光器產(chǎn)生極大的影響，嚴(yán)重影響其使用壽命和效率。本文采用ADN8831溫度控制芯片[3]為激光器提供恒定且可調(diào)的工作溫度來保證激光器高效率工作。
1 溫度控制芯片介紹
根據(jù)半導(dǎo)體激光器對溫度的要求，選定ADN8831作為激光器的溫度控制主芯片。ADN8831芯片是目前最優(yōu)秀的單芯片高集成度、高輸出效率和高性能的TEC驅(qū)動模塊之一。ADN8831的最大溫漂電壓低于250 mV，能夠使設(shè)定溫度誤差控制在±0.01 ℃左右。在工作過程中，ADN8831輸入端的電壓值對應(yīng)一個設(shè)定好的目標(biāo)溫度。適當(dāng)大小的電流流過TEC，使TEC加熱或制冷，在這個過程中使激光器表面溫度向設(shè)定溫度值靠近[2]。此芯片還有過流保護(hù)功能，可編程開關(guān)頻率最高可達(dá)1 MHz。
2 TEC控制原理
TEC（Thermo Electric Cooler）實際上是用兩種材料不同半導(dǎo)體（P型和N型）組成PN結(jié)，當(dāng)PN結(jié)中有直流電流通過時，由于兩種材料中的電子和空穴在跨越PN結(jié)移動過程中產(chǎn)生吸熱或放熱效應(yīng)（帕爾帖效應(yīng)[4]），就會使PN結(jié)表現(xiàn)出制冷或制熱的效果，改變電流方向即可實現(xiàn)TEC加熱或制冷，調(diào)節(jié)電流大小即可控制加熱或制冷量的輸出[5]。利用TEC穩(wěn)定激光器溫度方法的系統(tǒng)框圖[6]如圖1所示。
圖1中貼著激光器右側(cè)的是溫度傳感器，這里使用具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。這個熱敏電阻是用來測量安放在TEC表面上的激光器的溫度。期望的激光器溫度用一個固定的電壓值來表示，與熱敏電阻產(chǎn)生的電壓值通過高精度運(yùn)算放大器進(jìn)行比較，比較后產(chǎn)生的誤差電壓通過高增益的放大器放大，同時補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)對因為激光器的冷熱端引起的相位延遲進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后驅(qū)動H橋輸出，H橋不僅控制TEC電流的大小還能控制TEC電流的方向。當(dāng)激光器的溫度值低于設(shè)定點溫度值時，H橋會朝TEC一個方向按一定的幅值驅(qū)動電流，此時TEC處于加熱狀態(tài)；當(dāng)激光器的溫度值高于設(shè)定點溫度值時，H橋會減少TEC的電流大小甚至?xí)淖僒EC的電流方向，這時TEC就處于制冷狀態(tài)。當(dāng)控制環(huán)路達(dá)到平衡時，TEC的電流的大小和方向就調(diào)整好了，激光器溫度就會慢慢的向設(shè)定好溫度靠近。
3 溫控電路設(shè)計
3.1 輸入部分設(shè)計
3.2 補(bǔ)償電路設(shè)計
PID（Proportion Integrator Differentiator）比例積分微分調(diào)節(jié)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)是TEC溫控電路中最關(guān)鍵的部分，它決定了TEC控制器的響應(yīng)速度和溫度穩(wěn)定性。PID相當(dāng)于放大倍數(shù)可調(diào)的放大器，用比例運(yùn)算和積分運(yùn)算來提高調(diào)節(jié)精度，用微分運(yùn)算加速過渡過程，較好地解決了調(diào)節(jié)速度與精度的矛盾。PID的數(shù)學(xué)模型可用式（4）表示：
式中：KP為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。
在進(jìn)行修正時，一般采用調(diào)節(jié)補(bǔ)償電路參數(shù)的方法來使TEC控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間和精度變得更優(yōu)[9]。在電路設(shè)計時，把前級誤差運(yùn)放的輸出連接到溫度補(bǔ)償電路的輸入管腳上，這樣就完成了溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計，具體電路連接圖如圖4所示。
由于本文中測溫目標(biāo)為激光器，根據(jù)設(shè)計要求和計算，系統(tǒng)的參數(shù)通常這樣選取[10]：R5=100 kΩ，RH=1 MΩ，RF=200 kΩ，C1=1 μF，C2=10 μF和一個330 pF的反饋電容。
3.3 輸出部分設(shè)計
ADN8831是一個差分輸出方式的TEC控制器。搭建一個H橋電路產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾娏鱽眚?qū)動TEC，使其對半導(dǎo)體激光器加熱或制冷。如圖5所示。
圖中的P1，P2，N1，N2，OUTA，OUTB分別連到ADN8831的P1，P2，N1，N2，OUTA，OUTB引腳上。TEC控制器設(shè)在H橋中間，構(gòu)成一個不對稱橋。ADN8831對H橋的左支采用開關(guān)方式驅(qū)動，右支采用線性方式驅(qū)動，即當(dāng)開關(guān)管N1導(dǎo)通、開關(guān)管P1關(guān)閉、P2常通、N2常閉時，電流從TEC的OUTB端經(jīng)TEC流向OUTA端，此為制冷狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)管N1關(guān)閉、開關(guān)管P1導(dǎo)通、P2常閉、N2常通時，電流從TEC的OUTA端經(jīng)TEC流向OUTB端，此為致熱狀態(tài)。這種靈活又方便的外接H橋，能更好的提高電源效率，減小紋波電流，增加了散熱路徑。
用非對稱H橋驅(qū)動TEC，其中器件的選擇要考慮兩個因素：
（1）TEC工作的最大電流是多少；
（2）導(dǎo)通電阻最小可以是多少（考慮功率耗散問題）。
本文采用的是FAIRCHILD SEMICONDUCTOR公司的FDW2520C芯片。該芯片由一對PMOS和NMOS管構(gòu)成，其中PMOS管能夠提供的最大電流為4.4 A，導(dǎo)通電阻為35 mΩ；NMOS管能夠提供的最大電流為6 A，導(dǎo)通電阻[2]為18 mΩ。
3.4 濾波電路
為了使ADN8831有效地驅(qū)動TEC，其電壓必須穩(wěn)定，上述的H橋電路產(chǎn)生的是0～VCC的脈沖寬度調(diào)制方波。所以，這時候就需要設(shè)計一個濾波電路來實現(xiàn)驅(qū)動的目的。設(shè)計采用R?L?C低通濾波網(wǎng)絡(luò)，其等效電路如圖6所示。
圖6中，RL表示TEC電阻，R1是C1的等效串聯(lián)電阻，R2等于L1的寄生電阻加上Q1或Q2的導(dǎo)通電阻，并且R1和R2要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RL，VX是在PVDD和PGND之間變化的脈沖寬度調(diào)制電壓，這個電路構(gòu)成了一個二階的低通濾波網(wǎng)絡(luò)[12]。
4 保護(hù)與檢測電路
ADN8831內(nèi)部提供了相關(guān)保護(hù)電路，這樣起到保護(hù)TEC防止激光器因過熱而損壞。因為有時候通過TEC的電流有可能大于額定工作電壓，這樣會燒壞TEC和半導(dǎo)體激光器，造成經(jīng)濟(jì)上的損失。圖7為保護(hù)與檢測電路。
5 結(jié) 語
通過實驗及分析得到，溫度控制偏差為±0.01 ℃。系統(tǒng)的恒溫控制精度取決于溫度采樣值與溫度設(shè)定值的特性，傳感器本身的精度較高，其靈敏度取決于其本身特性。若是想得到高穩(wěn)定性的電壓設(shè)定值，則需要使用高穩(wěn)定性、高精度、低溫漂的穩(wěn)壓源。此外，系統(tǒng)電路也要使用低溫漂、高穩(wěn)定性的器件。
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第8篇：電路板設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：道路橋梁；設(shè)計；要點；結(jié)構(gòu)
中圖分類號：U448文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
公路事業(yè)的快速發(fā)展，也促進(jìn)了橋梁技術(shù)的進(jìn)步，同時伴隨著機(jī)械、材料、工藝等方面技術(shù)的提高，橋梁設(shè)計、施工技術(shù)也取得了一定成果。但由于橋梁在規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工和使用過程中受到環(huán)境、材料、地區(qū)、建設(shè)周期、施工方式等諸多因素的影響，這就使得橋梁建設(shè)的質(zhì)量和使用時的性能成為多種因素組合影響產(chǎn)生的結(jié)果。本文嘗試從橋梁勘察設(shè)計階段進(jìn)行論述分析。
1、公路橋梁設(shè)計設(shè)計的基本原則與基本要求
1.1公路橋梁設(shè)計的基本原則
一般公路橋梁或獨(dú)立橋梁項目，上構(gòu)在選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)式時橋梁上部的跨徑應(yīng)小于十米，跨徑大于十米的，能采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑的，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)跨徑。在受到地形限制時，還應(yīng)該根據(jù)橋梁上部的彎曲度選取預(yù)制結(jié)構(gòu)。對于公路橋梁下部而言，設(shè)計的基本原則應(yīng)圍繞橋臺以及橋墩內(nèi)容展開，設(shè)計橋臺時需要考慮填土的高度，設(shè)計橋墩時則根據(jù)不同的橋梁構(gòu)型選擇斜角，以保證橋梁既實用又美觀。
1.2公路橋梁設(shè)計的基本要求
（1）使用上的要求
適用性是橋梁設(shè)計中應(yīng)當(dāng)首先考慮的問題。橋上行車道和人行道應(yīng)有合適的寬度，既能滿足當(dāng)前交通量的需要，也要照顧到日后交通量的增長。橋梁應(yīng)具有足夠的孔徑和橋下凈空，以滿足洪水渲泄、安全行船和橋下交通順暢。此外，作為永久性建筑物，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)保證使用年限，并便于檢查、養(yǎng)護(hù)和維修。
（2）強(qiáng)度及構(gòu)造上的要求
橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)當(dāng)合理，并具有足夠的承載能力，能夠保證橋上車輛和行人通暢便利，行駛安全。同時要求在制造、運(yùn)輸、安裝、使用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。
（3）美觀上的要求
橋梁應(yīng)以合理的受力結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過合理的建筑輪廓，具有美觀的外形。特別對于城市和旅游地區(qū)的橋梁建筑，應(yīng)反映時代風(fēng)貌，注意空間比例、節(jié)奏、明暗和穩(wěn)定感，分清主次，局部服從主體。
2、公路橋梁設(shè)計存在的問題
2.1道路橋梁設(shè)計方案陳舊
當(dāng)前社會和交通對于道路橋梁的規(guī)模、功能、數(shù)量、施工、進(jìn)度、質(zhì)量等方面要求正在變得越來越嚴(yán)格，而在實際的道路橋梁設(shè)計工作中，很多設(shè)計人員采用簡便的方法，沿用傳統(tǒng)落后的道路橋梁設(shè)計方案，不僅沒有考慮市場、社會的波動，也沒有重視影響道路橋梁工程的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等各種因素，導(dǎo)致道路橋梁設(shè)計工作失去了本身的意義，容易給道路橋梁留下各種問題和隱患。依據(jù)陳舊的道路橋梁設(shè)計方案還有一個不可忽視的缺陷，那就是對新材料和新工藝應(yīng)用的缺失，這樣不但不能夠形成新穎的道路橋梁結(jié)構(gòu)，還會提高道路橋梁造價，延長道路橋梁的建設(shè)周期。
還有一些道路橋梁設(shè)計人員看到了其他新穎道路橋梁的設(shè)計，在沒有有效理解和進(jìn)一步創(chuàng)新的前提下盲目照搬，這會使道路橋梁設(shè)計缺乏創(chuàng)新元素，而且容易給道路橋梁施工帶來困難與問題，更會給道路橋梁建設(shè)和運(yùn)營帶來隱患。
2.2公路橋梁設(shè)計思想以及構(gòu)造體系存在漏洞
公路橋梁在設(shè)計期間不僅要考慮企業(yè)的實際經(jīng)濟(jì)情況，更要關(guān)注橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性能，并且對數(shù)據(jù)需要進(jìn)行科學(xué)的分析，重視對新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用，只有這樣才能達(dá)到國家的基本要求，滿足企業(yè)的長期效益。然而目前設(shè)計人員在處理該方面的內(nèi)容時往往只重視材料的價位，對其構(gòu)造、耐磨性質(zhì)沒有進(jìn)行充分的了解。這與目前公路橋梁設(shè)計思想以及構(gòu)造體系存在漏洞有著密不可分的關(guān)聯(lián)。
2.3設(shè)計工作水平普遍較低
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路橋梁的建設(shè)在與日俱增，然而關(guān)于公路橋梁坍塌問題以及損壞現(xiàn)象卻屢見不鮮。這一問題的產(chǎn)生主要是由于前期設(shè)計工作水平普遍較低造成的，沒有根據(jù)科學(xué)有效的計算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，在出現(xiàn)較大誤差時，也沒有第一時間采取行為有效的措施，設(shè)計期間的偷工減料、濫竽充數(shù)現(xiàn)象也頻繁發(fā)生。久而久之，公路橋梁的質(zhì)量問題便展現(xiàn)出來。
3、橋梁設(shè)計應(yīng)注意的問題
3.1注意橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇
橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇是橋梁設(shè)計首先要進(jìn)行的工作內(nèi)容，選擇橋型時應(yīng)充分考慮施工、經(jīng)濟(jì)和安全等多方面的因素，對于橋下凈空有特殊要求的橋梁，盡量選擇合適的橋型來控制橋梁的建筑高度。綜合考慮總跨徑和單孔跨徑的大小，選擇合理的構(gòu)造形式，如單孔跨徑超過20m的橋梁，盡量避免使用空心板上部構(gòu)造，而選擇受力條件更好和承載能力更強(qiáng)的箱梁、T型梁等上部結(jié)構(gòu)形式。針對不同的道路等級，橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇也各部相同，例如，高速公路的多跨橋梁，上部結(jié)構(gòu)適宜采用連續(xù)式的結(jié)構(gòu)類型；小橋涵或通道由于橋下凈空較低，且無過大的通行及行洪要求，具備搭設(shè)支架的條件，為了提高其整體受力的性能，可以采用現(xiàn)澆的上部結(jié)構(gòu)形式。橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇與到達(dá)橋梁的運(yùn)輸條件也存在很大的關(guān)系，對于運(yùn)輸條件較好的平坦地區(qū)，可以在同一工程中采用盡量統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式，便于進(jìn)行集中預(yù)制。為了有效的降低混凝土裂縫對橋梁結(jié)構(gòu)使用壽命的不利影響，對于單孔跨徑大于13m的橋梁，多采用預(yù)應(yīng)力的上部結(jié)構(gòu)，可以有效的控制混凝土裂縫的發(fā)生。
3.2公路橋梁設(shè)計與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)
公路橋梁設(shè)計需要綜合考慮，橋梁對水文、地質(zhì)甚至是造價都會產(chǎn)生一定影響，為了減少其對個各方面的副作用，需要注意以下要點。（1）充分應(yīng)用橋梁樁基鉆孔技術(shù)，該技術(shù)目前在我國得到了良好的研究，不僅實施手段較為多樣，而且對周圍環(huán)境的影響也是極其微小的。為了提升工程的質(zhì)量，應(yīng)該引用新的技術(shù)，從而達(dá)到降低工期、減少環(huán)境污染的目的。（2）公路橋梁建設(shè)區(qū)域為山區(qū)時，更要嚴(yán)格控制挖掘面積，要靈活運(yùn)用設(shè)計方式，在地質(zhì)復(fù)雜的情況下才能既保證施工安全，又避免過度砍伐的現(xiàn)象。
3.3注意橋梁結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計
橋梁結(jié)構(gòu)是由眾多結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，對于每一個構(gòu)件的細(xì)部進(jìn)行充分的考慮，將會極大的提高橋梁整體的設(shè)計水平。下面就簡單介紹一些橋梁設(shè)計的細(xì)部構(gòu)造措施：橋面瀝青鋪裝層的厚度及結(jié)構(gòu)組成應(yīng)與所在道路的路面結(jié)構(gòu)保持一致，以利于路面瀝青施工時能夠進(jìn)行連續(xù)攤鋪。為了加強(qiáng)橋面的排水，可以在瀝青鋪裝層之下設(shè)置防水層，防水層的選擇要滿足防水、荷載作用、層間粘結(jié)、溫度效應(yīng)、便于施工的成熟材料和施工工藝，防止因防水層漏洞造成的其他病害，并考慮排除鋪裝層間水的構(gòu)造要求，合理的設(shè)置足夠數(shù)量的泄水管，并使泄水管口下緣低于防水層頂面，可考慮在橋面兩側(cè)設(shè)置縱向的碎石盲溝的構(gòu)造方式。排水管出口應(yīng)與橋梁側(cè)緣有一定的距離，使排水原來橋梁結(jié)構(gòu)，防止沿結(jié)構(gòu)蜒流。橋面的水泥混凝土鋪裝層應(yīng)盡量采用防水混凝土，且保證其強(qiáng)度等級不小于主梁，并根據(jù)主梁的負(fù)彎矩、預(yù)拱度等因素確定其設(shè)置厚度，并能滿足鋪設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)的構(gòu)造要求。為了增強(qiáng)鋪裝層與主梁之間的連接力，保證其與主梁形成共同的受力體系，應(yīng)在梁板頂部預(yù)埋豎向的剪力鋼筋，并通過與鋪裝鋼筋網(wǎng)的綁扎，提高其整體性。
3.4做好橋梁的加固工作
要確保橋梁的穩(wěn)定就必須做好抗負(fù)載和抗震設(shè)計，要不斷應(yīng)用各種橋梁加固方式，以提高橋梁對負(fù)載和地震的抵抗能力。在提高和完善橋梁結(jié)構(gòu)物的各項功能的基礎(chǔ)上，提高橋梁抗負(fù)載和抗震的穩(wěn)定性，應(yīng)該在橋梁設(shè)計實踐過程當(dāng)中結(jié)合公路橋梁的特點，這是加固橋梁的關(guān)鍵，也是有效提高我國公路橋梁設(shè)計能力和建設(shè)水平的重點。
3.5巖溶地區(qū)樁基處理技術(shù)
（1）擠石造壁。對于巖溶裂隙水壓不大或者存在地下水情況，從處理成本來看，可以考慮采取擠石造壁方案。但對于需要處理溶洞較大情況下，則這種方案需要較大回填方量，則不適宜采取該方案。對于采用該方案處理溶洞時，首先應(yīng)當(dāng)對孔位周圍事先準(zhǔn)備足夠的小片石、粘土或風(fēng)化石，同時把粘土做成餅狀或者是泥球狀，然后為了避免干裂，應(yīng)當(dāng)采用薄膜包裹，如孔內(nèi)有裂隙水則還應(yīng)準(zhǔn)備一定數(shù)量的袋裝水泥。
（2）靜壓注漿法。對于該處理方法主要是適用于溶洞填滿填充物等，或當(dāng)溶洞為空洞或填充物不滿(水洞)，在鉆孔樁施工前先進(jìn)行預(yù)處理，采用本方法固結(jié)填充物和流沙，在樁體周圍形成防水帷幕，另一方面，可以通過提高溶洞中土體抗剪能力以及其承載力來避免塌孔。
（3）護(hù)筒跟進(jìn)法。該方法通過利用鋼護(hù)筒壁厚δ=12～18mm的鋼板，孔深10m以上時采用12mm厚的鋼板，孔深10～30m時采用14mm厚的鋼板，孔深30m以上時采用18mm厚的鋼板，在廠家用機(jī)械集中卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節(jié)制作長度為3．0m、6．0m、9．0m，制作內(nèi)鋼護(hù)筒的內(nèi)徑D′=d+20cm(d為設(shè)計樁徑)。
3.6堅持橋梁設(shè)計的科學(xué)原理
在橋梁設(shè)計的過程中，應(yīng)該從客觀實際和環(huán)境出發(fā)，將各種原理和科學(xué)知識應(yīng)用于橋梁設(shè)計中，這樣橋梁設(shè)計才能具有實際的意義，也才能使橋梁設(shè)計更加符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，使橋梁設(shè)計得到合理化與科學(xué)化發(fā)展的基礎(chǔ)。
結(jié)束語
橋梁設(shè)計過程中如果對相關(guān)要點和因素不嚴(yán)格控制，極容易引發(fā)安全與結(jié)構(gòu)問題的積累，進(jìn)而影響橋梁施工和使用等后續(xù)工作，形成各種病害而影響橋梁。作為橋梁設(shè)計人員，應(yīng)該對設(shè)計工作進(jìn)行強(qiáng)化，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的經(jīng)驗與措施，將先進(jìn)的設(shè)計理念、科學(xué)的橋梁結(jié)構(gòu)體系更好地應(yīng)用到橋梁設(shè)計之中，在不斷創(chuàng)新的同時，達(dá)到推進(jìn)橋梁設(shè)計質(zhì)量與水平雙提高的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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第9篇：電路板設(shè)計范文
設(shè)計電路
課時
第
周
第
3
課時
科學(xué)概念
1.如果電能從一點流到另一點，兩點之間一定有導(dǎo)體連接，這兩點之間就構(gòu)成一個電的通路，否則就是斷路，理解什么是短路。
2.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路是兩種用不同連接方法組成的電路。
教學(xué)目標(biāo)
1.認(rèn)識電路元件，會畫電路圖。
2.嘗試用不同的方法設(shè)計電路，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
3.培養(yǎng)勇于挑戰(zhàn)、設(shè)計電路并畫圖再看圖連接。
4.樂于交流自己的觀點和同伴交流自己的意見。
教學(xué)重
點
掌握串并聯(lián)電路特點，會畫簡單電路圖。
教學(xué)難
點
設(shè)計電路并讓其工作
教學(xué)準(zhǔn)備
兩組電池(配電池盒)、三個小燈泡(帶燈座)、開關(guān)、導(dǎo)線幾根，實驗記錄單。
教學(xué)過程
動態(tài)修改部分
一、談話引入：
生活中處處都有電路，找找身邊的電路，說說他們?yōu)槭裁催@么設(shè)計？
如果讓你來當(dāng)設(shè)計師，你覺得設(shè)計電路應(yīng)該考慮那些因素?（節(jié)約、美觀、方便和實用）
為了幫助大家更好的設(shè)計電路，我們一起來復(fù)習(xí)一下知識。
知識一：說說簡單電路的相關(guān)知識。
知識二：畫電路圖的要求
二、比較兩種不同的電路連接：
活動一：電池的兩種不同連接方法
1、發(fā)給每組兩節(jié)電池、兩個電池盒、一個小燈泡、一個燈座和四根導(dǎo)線，要求學(xué)生用這些材料組裝不同的電路，讓小燈泡亮起來，看看有幾種不同的方法。
2、啟發(fā)思考：嘗試畫電路圖再連接，在不同的兩種方法中，你有什么發(fā)現(xiàn)。
3、學(xué)生匯報時在臺上展示兩種不同的鏈接，為什么一個亮一個不太亮。（串聯(lián)和并聯(lián)：一節(jié)電池的電壓是1.5V，兩節(jié)電池串聯(lián)起來的電壓是3V，所以小燈泡會特別亮。兩節(jié)電池并聯(lián)起來，電壓還是1.5V，所以小燈泡不太亮。）對我們設(shè)計的幫助。
活動二：小燈泡的兩種不同連接方法
1、發(fā)給學(xué)生兩個小燈泡、兩個小燈座、一節(jié)電池、一個電池盒和四根導(dǎo)線，要求學(xué)生用這些材料組裝不同的電路，讓小燈泡都亮起來?？纯茨苡袔追N方法。
2、啟發(fā)思考：在不同的連接方法中，你有什么發(fā)現(xiàn)？
3、學(xué)生匯報后，教師作適當(dāng)講解。掌握串并聯(lián)電路的特點，對電路設(shè)計的重要作用。
（說明：“比較兩種不同的電路連接”這一活動，在教學(xué)中還可以采用讓學(xué)生直接用教師提供的材料，按照教科書上的電路連接方式連接電路，重點放在讓學(xué)生觀察兩種連接方法有什么不同，觀察小燈泡的亮度有什么不同上。這樣做更有利于讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并聯(lián)電路和串聯(lián)電路的本質(zhì)不同。）
三、拓展活動：設(shè)計紅綠燈
提供學(xué)生若干材料，以小組為單位自由設(shè)計電路，比一比誰的設(shè)計的美觀、大方、節(jié)約和實用。
板書設(shè)計
電路設(shè)計
實用
節(jié)約
美觀
方便
兩種不同的電路連接
串聯(lián)電路
