印刷线路元件布局结构的探讨
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一台性能优良的仪器，除选择高质量的元器件、合理的电路外，印刷线路板的元件布局和电气连线方向的正确结构设计是决定仪器能否可靠工作的一个关键问题，对同一种元件和参数的电路，由于元件布局设计和电气连线方向的不同会产生各异的结果，其性能可能存在很大的差异。因此，必须把印刷线路板元件布局的结构、选择布线方向、整体仪器的工艺结构三方面联合起来考虑进行设计。工艺结构合理不但可避免因布线不当而产生的噪声干扰，同时也便于生产中的安装、调试与维修。
每一种仪器的结构必须根据具体要求(电气性能、整机结构安装及面板布局等)，采取相应的设计方案，并对几种可行设计方案进行比较和反复修改。优良“结构”很难有一个严格的“定义”和“模式”，本文只是抛砖引玉，供读者参考。
一、 印刷板电源、地总线的布线结构选择
模拟电路和数字电路中元件布局图的设计和布线方法上有许多相同和不同之处。模拟电路中由于放大器的存在，布线产生的极小噪声电压都会引起输出信号的严重失真；数字电路中，TTL噪声容限为0.4V～0.6V, CMOS噪声容限为Vcc的0.3～0.45倍,故数字电路具有较强的抗干扰能力。相当多的干扰源是通过电源和地总线产生的，其中地线引起的噪声干扰问题最多。经验表明，电源与地总线方式的合理选择是仪器可靠工作的重要保证。
二、印刷电路板图设计的基本原则
1.印刷电路板的方案设计从确定板的尺寸大小开始
电路板的尺寸受机箱外壳大小约制，以能合理安装在机箱内为宜；其次，应考虑印刷电路板与外接元器件(主要是电位器、插口或另外印刷电路板)的连接方式。印刷电路板与外接元件一般是通过塑料导线或金属隔离线进行连接。有时也设计成插座连接形式。即：印刷电路板的一边设计金手指插槽与插座对接；对于安装在印刷电路板上的体积较大的元件，通常要加金属附件固定，以提高耐振、耐冲击性能。
2.布线图设计的基本方法
首先需要对所选用元件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解；对各部件的位置安排主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度、走线短、交叉少、工作电源、地的路径以及去耦等方面考虑。部件位置确定后，按照电路图连接有关引脚。印刷线路图的布线设计主要有计算机辅助设计与手工布局设计两种方法。
最原始的是手工排列布线图，比较费事，往往要反复几次才能最后完成，在没有其它绘图设备时也不失是一种办法。在计算机辅助制图中，现有多种绘图软件流行，虽然功能各异，但总的说来对电路板绘制、修改、送出加工都较方便，并且利于保存和打印图样。
确定印刷电路板所需尺寸后，按照原理图，将各个元器件位置初步确定下来，经过几次调整使布局更加合理。
3.印刷电路板中各元件之间的接线安排方式如下：
(1)(单面板)印刷电路中不允许有交叉电路，对于可能交叉的线条，可以用“钻”、“绕”两种办法解决。即，让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去，或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去，如果电路较复杂，为简化设计也允许用导线跨接，解决交叉电路问题。
(2)电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”，“卧式”两种安装方式。立式指的是元件体垂直于电路板安装、焊接，其优点是节省空间，卧式指的是元件体平行并紧贴于电路板安装，焊接，其优点是元件安装的机械强度较好。这两种不同的安装元件，印刷电路板上的元件孔距是不一样的。
(3)同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远，否则因两个接地点间的铜箔太长会引起干扰与自激，采用这样“一点接地法”的电路，工作较稳定，不易自激。
(4)总地线必须严格按高频－中频－低频一级级地按弱电到强电的顺序排列原则，切不可随便翻来复去乱接，级与级间宁肯可接线长点，也要遵守这一规定。特别是变频头、再生头、调频头的接地线安排要求更为严格，如有不当就会产生自激以致无法工作。调频头等高频电路常采用大面积包围式地线，以保证有良好的屏蔽效果。
(5)强电流引线(公共地线，功放电源引线等)应尽可能宽些，以降低布线电阻及压降，并可减小因寄生耦合而产生的自激。
(6)阻抗高的走线尽量短，阻抗低的走线可长一些，因为阻抗高的走线容易发射和吸收信号引起电路系统不稳定。电源线、地线、无反馈元件的基极走线、发射极引线等均属低阻抗走线，射极跟随器的基极走线、收录机两个声道的地线必须分开，各自成一路，一直到功效末端再合起来，如两路地线连来连去，极易产生串音使分离度下降。
三、印刷板图设计中应注意下列几点
1.布线方向：从焊接面看，元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致，布线方向最好与电路图走线方向相一致，因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测，故这样做便于生产中的检查，调试及检修(注：指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下)。
2.元件排列分布要合理和均匀，力求达到整齐、美观、结构严谨的工艺要求。
3.电阻，二极管的放置方式：分为平放与竖放两种：
(1)平放：当电路元件数量不多，而且电路板尺寸较大的情况下，一般是采用平放较好；对于1/4W以下的电阻平放时两个焊盘间的距离一般取2/5英寸，1/2W的电阻平放时,两焊盘的间距一般取1/2英寸；二极管平放时，1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管,一般取2/5～1/2英寸。
(2)竖放：在电路元件数较多而电路板尺寸不大的情况下，常采用竖放，竖
放时两个焊盘的间距一般取1/10～1/5英寸。
4.电位器、IC座的放置原则
(1)电位器：在稳压器中用来调节输出电压时，电位器接线方向应满足顺时针调节时输出电压升高，反时针调节器节输出电压降低；在可调恒流充电器中的电位器用来调节充电电流大小，电位器布线应满足顺时针调节时，电流增大。电位器安放位置应当满足整机结构安装及面板布局的要求，应尽可能放置在板的边部，旋转柄朝外。
(2)IC插座：设计印刷板图时，在使用IC插座时，要特别注意IC座上定位槽放置的方位是否正确，并注意各个IC脚位是否正确，例如第1脚只能位于IC座的右下角线或者左上角，而且紧靠定位槽(从焊接面看)。
5.电路板进出接线端布置安排
(1)相关联的两引线端不要距离太大，一般为1/5～3/10英寸左右较合适。
(2)进出线端尽可能集中在1至2个侧面，不要太过离散。
6.设计布线图时要注意管脚排列顺序，元件脚间距要合理。
7.在保证电路性能要求的前提下，设计时应力求走线合理，少用外接跨线，并按一定顺充要求布线，力求直观，便于安装和检修。
8.设计布线图时连线尽量少拐弯，力求线条简单明了。
9.布线条宽窄和线条间距要适中，电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相符；
10.应按一定顺序方向进行，例如可以由电路板左往右或由上而下的顺序进行
引自www.EC66.com/中国电子技术信息网 (库海摘录时做了文字修订)
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