原创 电路板设计入门 第十五天 记 20180715

电源线和地线
电源线和地线是最初先设计的，对于两面板和四层板来说，其布线的构成是完全不同的，因为电源和地线设定在内层，
注意力主要集中在信号线的布局就可以。对于初学者来说，建议从四层板的设计学起。电源线和地线的布线对电气和杂波的影响都非常大，所以要谨慎设计。

以两面板为例:
○电源线和地线同层设计，效果最差
○地线在表层，电源线在焊接层 一般设计
○地线在表层，电源线在焊接层，以铜箔方式布线，抗杂波效果较好，
因为CAD设计的不可控性，设计上花费时间要比单纯布线的时间长。 注意要保证最小布线宽度，确保不会发生断线，阻流现象。

简单来说：电源线和地线就相当人体的主动脉和静脉。也可以单纯地认为水管。线幅越宽，可通过电流流量越大，散热快。线幅越窄，同样电压下，受到的阻力越大，可通过电流流量越小，散热慢。
 
                              表面                                                                                          焊接面
对于电源线和地线采用的是大范围铜箔布线的方式。

两层电路板电源线，地线布线的注意事项
通常情况下，电源线布线在焊接面，地线布线在表面，用铜箔广面积布线，然后在电源线和地线之间多追加一些电容，基本就没什么问题了。但如果涉及到电磁干扰，问题就不一样了。当超过8MHz，就可能出现这样那样的问题，当超过25MHz，就会相当不安定起来。这时需要在重要元件的周边围上地线铜箔，并在焊接面也设计地线铜箔。


                           晶振的布线
为了抗干扰，其元件的四周尽量用地线铜箔围起来，图中没有显示的是，在焊接层晶振的下方也可以布上地线铜箔，然后表面和焊接面用连接孔连接起来。加强抗干扰能力。

阻热焊盘的使用
电源线和地线使用大块铜箔布线时，尽可能用阻热焊盘的方法来设计。这是因为元件焊盘直接与大块铜箔相连的话，在焊接时，热量会散失的很快，融化焊锡的温度不够，造成焊接不良，或虚焊。

　　　　　　阻热焊盘

模拟电路的电源
输出部分要靠近电源，高感度的输入部分为了不受输出部分的影响，要与输出部分离开一定距离。
    
        
                                          模拟电路示意图                                       数字电路与模拟电路部分分离的示意图                                  

电源输入部分
DC电源:当从外部提供电源时，必先通过电解电容，再提供给内部电路。布线方法通常如下。


两层面板，不是通过A点，而是通过B点，向内部电路提供电源。多层面板，也是通过B点之后，向内层导入电源。

使用AC100V电源的时候
当AC100V电源直接接入电路板时，电源与金属板支架之间需要有耐压500V到1KV的绝缘。从支架引出FG线与电路板的地线GND之间需要接入耐压2KV的1000pF电容。

本人在设计中对地线的理解，仅供参考。
GND:泛指地线
PG :（PowerGND）电源的基准电位地线
AG :（AnalogSignalGND）模拟信号的基准电位地线
SG :（SignalGND）信号的基准电位地线，通常用于数字信号的标识。
FG :（FrameGND）框架地线
ETH: (EARTH)与大地相接地线。

AC电源部的走线还需要进行1.5KV的浪涌实验，在进行设计时，要存有这个意识。AC电源部走线间距虽然没有什么规格，但设计的时候，需要根据世界通用的间隔设定和以往的经验，设计出自己的走线间距。本人以往的经验是走线间距通常设计为5mm。

使用光电耦合器的时候
因为其绝缘的特性，可以想象其输入与输出之间加有高压。
光电耦合器 1次-2次间耐压通常可达到2KV,4KV,对于DIP元件来说，1次-2次间的焊盘间距大约为6.2mm，本人的设计中其耐压规格仅能对应2KV,当光电耦合器表面有污垢时，进一步降低了耐压性。这个时候通常需要在1次-2次间的电路板上切出一个2mm宽的割线，增大表面间距来增大耐压性。如果元件下方有内层，内层的铜箔也需要进行分离。
如果耐压需求达到4KV时候，焊盘间距需更大，这个时候通常使用浪涌抑制器来降低电压。




介于本人专业水平有限，难免有错误以及疏漏。还请大家阅读后给予批评和建议。