浅谈电路设计的技术与技巧

浅谈电路设计的技术与技巧

梁志永

深圳市大地和电气股份有限公司广东深圳518000

摘要：电路设计是电子行业中一项基本的工作，电路的设计直接关系着电子产品的可靠性、实用性和寿命，所以我们应该加强对电路设计工作的重视，在实际的设计工作中重视发展相关设计技术，并在设计中多应用一些实用性的技巧，在传统的电路设计基础上进行技术上的优化。本文就对电路设计的技术和技巧进行分析研究，主要对接地技术和印制电路的设计原理与方法进行介绍，并全面的阐述了产品可制造性分析的相关技术，为电路设计相关工作的开展提供参考。

关键词：电路设计；技术；技巧

前言

电子电路的设计是电子产品制造的核心，是电子行业发展的重要环节。电子电路设计是一项理论与实际相结合的工作，在行业发展中，就要求相关技术人员在工作中不仅要注重自己理论知识的积累，而且要加强自己实践训练，可以更好的完成电路设计这项复杂的工作，保证电子产品的质量，促进我国电子行业的快速发展。

1.电路设计中的接地技术

接地技术是电路设计中一项重要的技术，接地的操作可以抑制噪声，并防止干扰的产生。而在具体的电路设计中，我们应该根据实际工作环境、工作频率等要求来选择适合的接地方式，以满足电路设计降噪、防干扰的效果。常见的接地方式有：悬浮接地、单点接地、多点接地等。悬浮接地中，电路本身就有零电位，所以净电荷无法有效的的排出，达不到接地常规效果，但是可以避免与其他电路互相影响，因此这种接地方式主要用于一些低频的电子设备的电路设计中。单点接地是电路设计最经常采用的一种方式，其在接地时先将所有线路的接地线集中于一点，操作较为方便，线路之间互不干扰，对于大多数的电路都可以实现其基本的接地效果。但是对于一些高频设备的电路设计，我们就不能采取单点的接地方式。这时就要采取多点接地的方式，以防止接地点之间的电压差而造成更大的噪声干扰。

2.印制电路设计

印制电路（PCB）设计属于电路的物理设计，属于工程设计范畴。印制电路的设计是建立在电路的基本器件和连接方式设计的基础上的，在此基础上，印制电路设计要按照印制板制作的原则，将上述电路的基本设计体现在电路板上。

2.1布局设计

局部设计是电路设计中最关键的部分，布局设计的情况将直接影响着后期布线设计工作的开展。为了达到电子电路的美观性、科学性、实用性，在电路布局的设计时我们要注意以下的一些问题：首先考虑到布局的科学性和美观性，应该防止较长的走线，这样在设计的时候就应该尽量的将具有连接关系的器件放在一起，但是要考虑到去耦电容要尽量靠近器件的正极端。为了达到完全的防干扰的效果，在设计时应尽量的将数字和模拟器隔离起来。考虑到器件的散热要求，在电路设计时应该在允许的情况下控制各个器件之间的间隙。而为了进一步提高布局的效率，在设计时我们可以多使用设计软件提供的Array和Union功能【1】。

2.2布线技巧

布线是PCB设计的一个关键的环节，所有的准备工作以及布局设计都是为布线设计服务的。在布线设计中，我们应该遵循几个原则。首先，布线应该讲究一个顺序，一般来说，要先对电源线和地线进行布线。控制好地线和电源线之间的关系，一般是地线要比电源线稍宽。而且电源线和地线应该尽可能的靠近，以减小回路面积，降低辐射耦合。布线设计时要格外注意一些高频数字线等要求比较严格的线，这类线在设计时应该尽量细一些，保证其高精度的要求。而除了这些要求严格的线，其余的线在设计时都要尽量粗一些，以减少导线的电阻造成的不必要的损失。折线的布线设计会增大高频信号的辐射，所以在设计时应该避免。所有的信号线在设计时都要尽量避免环形回路，即使是不可避免的设计，也应该尽量减小环路的面积，以降低噪声的干扰。在一块印制板上，各种元器件和线路的布置应该不能太靠边，否则在安装调试时会容易受到损坏。最后在布线的原理图设计完成后，应该根据实际情况在对布线进行优化，优化之后再投入生产。

2.3布线工艺要求

布线工艺对线、焊盘、孔洞以及其位置和间距都有一定的要求。我们一般要求线的宽度是地线＞电源线＞信号线。当然对地线和电源线之间的大小关系要求不明确，但是信号线的宽度必须要小于地线和电源线，此外，线与线之间，线与焊盘之间的距离一定要控制在一个范围内，如果实际情况有变，可以适当的额增大距离，但不可以减小。对于印制板上的元件器预留孔的要求是，预留孔应该比实际元件管脚的尺寸大一些。这种元件过孔的设计应该尽量减少，以减少不必要的损失。

3.产品可制造性分析

SMT（表面组装技术）是当前电子组装行业的一种基本技术，电子产品从设计到生产，一定要利用SMT技术进行组装。该技术的组装密度高，可以尽量减小电子产品的体积，提高产品的可靠性。目前SMT技术已经基本实现了自动化生产，生产效率较高。SMT的基本工艺流程为：印刷-贴片-焊接-检修。这只是简化的流程示意，事实上SMT技术的工艺很复杂，并在在每一步完成之后都要进行必要的质量检查。目前，SMT技术常使用的焊接方法为波峰焊和回流焊，在实际的工作中，应该根据产品的实际用途和精度的要求来选择不同的焊接方法。

3.1制服串扰

串扰实际上就是邻近导线之间产生的耦合。电路设计中的串扰主要就是发生在相互平行的较长的，相互距离小的导线之间，所以我们在设计时就应该考虑到串扰的影响，尽量避免将两长导线完全平行布置。但是考虑到电路板的面积有限，我们制服串扰还可以采取加设屏蔽带的方法，具体的做法就是在会产生串扰的两条平行长导线间加设一条地线，操作较为简单，只是会影响电路板的美观。另外一种制服串扰的有效方法就是减小线路的阻抗，因为阻抗越低的线路受到信号互耦干扰的程度就越小。

3.2慎用自动布线

现代科学技术快速发展，为了提高电路设计工作的效率，电路自动设计布线的软件不断出现，但是随着我们应用的增多，自动布线软件所呈现的问题也很多。因为软件的设计都是人为规定好的既定的方案，布线的原则也是充分利用布线板的空间，这种设计知识大体上满足设计要求，但是细节上很难做到适用于每一类型的产品电路设计，所以，我们应该慎用自动布线，防止其出现严重的安全问题。

4.结语

综上所述，电子电路的设计是一项复杂的工作，其设计过程中需要遵循的原则很多，而且其设计技术与技巧很多，对于一种特点的电路设计，会有很多专门的技巧，但是电路的设计又是电子产品的设计核心，作为电路设计的工作人员，我们应该不断提高自己的知识水平，总结相关技巧，确保电子产品的质量，促进我国电子行业的发展。

参考文献：

[1]骆雪汇，李亮贤.电子电路设计实用性设计技巧分析[J].科技视界，2014（9）：89-90.

[2]李永娟.教学中使用PCB布线技巧探索[J].产业与科技论坛，2013，12（7）：122-124.