PCB设计中最常见的问题及其分析

PCB（Printed Circuit Board）是电子产品中相当核心的一块，几乎被应用在从小到大，从计算机、电信到军工硬件等不同领域的所有电器中。简单来说，PCB在电子产品的功能实现中起着举足轻重的作用。

然而，设计电路板绝非易事，必须妥善处理层、组件或电路之间的许多关联。一个经过深思熟虑的设计在电子系统内部工作时可能会带来故障甚至灾难。尽管PCB设计本身具有难度属性，但可以总结出一些常见的问题，以便所有PCB设计人员在PCB制造阶段提前了解并学会处理。

注：本文基于 Altium Designer 软件参与讨论 PCB 设计问题及解决方案。

原理图上的 PCB 设计问题

问题1：根据ERC报告，管脚上没有访问信号。
分析：
a.建立封装时应在管脚上定义I/O；
b．在建立或放置元件时，可以修改不合格属性，使引脚和线路保持松散；
c．建立元件时，pin反方向。

问题#2：组件超出纸张。
分析：组件库纸张中心没有创建文件。

问题3：创建的工程文件网表只能部分访问PCB。
分析：生成网表时“global”项没有被选中。

问题#4：组件无法旋转。
分析：输入法应该切换了。

PCB上的PCB设计问题

问题#1：在网络加载过程中，没有出现报告NODE。
分析：
a．原理图中的元器件可能利用了元器件库中没有的封装；
b．原理图中的元件使用的封装与元件库中使用的封装不兼容；

问题#2：DRC报告网络分为几个部分。
分析：这个问题表明这个网络没有连接，可以使用CONNECTED COPPER来遍历文件。

问题3：运行过程中尽量少用蓝屏。
分析：文件可以多次导出，生成新的DDR文件，以减小文件大小。在设计复杂的PCB时不建议使用自动布线。

布线是PCB设计中相当重要的一步，之前的所有步骤都是它的准备工作。在 PCB 设计中，布线要求最高。 PCB走线可分为单面走线、双面走线和多面走线。有两种路由方法可用：自动路由和交互式路由。在自动布线之前，交互式布线可以预先用于相对复杂的系统。输入和输出端的边线应避免相互平行，以免产生射频干扰。必要时应增加地线，相邻两层的布线应相互垂直。平行线往往会产生寄生耦合。自动布线的布线速率取决于经过深思熟虑的布局，并且可以预先设置布线规则。一般而言，可以先进行基于查询的路由，并从整体上优化路由路径。然后将关闭已布线的线路并实施重新布线，以提高整体效果。就组件密集型 PCB 的设计而言，仅靠通孔几乎算不上大量布线通道的浪费。因此，产生了盲埋孔技术。它们不仅起到通孔的作用，而且还节省了许多布线通道。因此，路由可以更容易、更顺畅、更好。

PCB设计中的干扰问题及其解决方案

电子设备在调试和应用过程中总是会出现干扰，其原因是多方面的。在所有的原因中，不合理的布线和元件的放置不当是除了环境造成的干扰之外，大部分的干扰。干扰可能会导致电气设备无法正常工作甚至出现故障。因此，在PCB设计阶段应抑制可能的干扰。

问题一：地线干扰的产生与控制。

分析及解决方案：

如果地线指示零电位，则整个电路中每个接地点的相对电位差也应为零。但是，要保证电位差绝对为零几乎是不可能的，微小的电位差经过放大电路放大后，可能会产生干扰信号，影响整个电路的正常运行。

为抑制干扰，可采用以下方法： a．应始终遵循正确的接地准则；湾。数字地线应与模拟地线分开； C。地线应尽可能加粗； d。接地线应尽可能涂上一层。

问题2：电源干扰和约束。

分析及解决方案：电源干扰可能源于不合理的原理图设计、布线或布局。因此，AC-DC回路在布线时不能相互连接，地线不应该与大回路并联。另外，电源线和信号线不能靠得太近，不能平行。必要时可在电源输出端与电器之间加装滤波器。

问题3：EMI（电磁干扰）及其抑制。

由于元器件密集放置，如果实施不合理的设计，就会引起EMI，如分布参数干扰和元器件EMI。应对不同的干扰采取相应的措施。

分析及解决方案：

一个。印刷电路之间的寄生耦合。两条短距离平行引线之间分布参数的影响相当于电感和电容相互耦合的影响。信号流经一根导线，而感应信号由另一根导线产生。因此，在PCB设计时，信号线永远不能设计成相互平行，或者可以使用屏蔽线来抑制微弱的干扰信号，从而阻止干扰。

湾。磁性部件之间的干扰。扬声器和电磁铁产生恒定磁场，而高压变压器和继电器产生交变磁场。两种磁场都会对外围元件和印刷线路产生干扰，可根据不同情况采取相应的抑制措施：
• 应减少磁线路对印刷线路的切割。
• 两个磁性部件的位置应沿两个不同的磁方向保持相互垂直，以减少两个部件之间的耦合。
• 干扰源应进行磁屏蔽，屏蔽罩应良好接地.

问题#4：热干扰和抑制。

分析及解决方案：大功率电器在工作时，通常温度很高，电路中有热源，对印制电路产生干扰。因此，在PCB布局设计时，温度敏感元件应远离发热部件，热源应放置在板外空气处，以阻止产生的热量传递或产生热量散失。如有必要，应配备散热片。

本文仅涵盖了我们在 PCB 设计中经常遇到的最常见问题及其解决方案。其实更多的问题在你的实际设计经验中有望发现。

有用的资源
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