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PCB 设计的一次惨痛教训设计的一次惨痛教训 设计的一次惨痛教训设计的一次惨痛教训 PCB 即印刷电路板，是电子电路的承载体。在现代电子产品中，几乎都要使用PCB 。 PCB 设计是电路设计的最后一个环节，也是对原理电路的再设计。一些新的工程师往往低估PCB 设计的重要性，将 这一即烦琐又费事的工作完全交由技术员去完成。在这里我先讲一个关于PCB 设计的故事，由于涉及企业的隐私，故 此隐去了真实的地点和企业名称。 故事所涉及的企业是生产电话机的一家公司。普通按键式电话机，其实并不是什么高科技的产品，与早期的拨盘式电 子电话机相比，它在电路中增加了一块双音频/脉冲拨号控制集成电路，一些产品还增加了免提通话功能，用户使用话 机时，如果按下免提按键，无须摘机，就可以接或者呼出。熟悉话机电路原理的人都知道，免提电路是由“ 自动收/ 发控制电路”和“音频功率放大电路”组成，这些电路都有现成的专用 IC 来实现，原理上没有需要创新设计的地方。 在改革开放初期，一些捷足先登的企业，靠生产电话机发了大财。我所要说的这家企业就是其中之一，投产初期，他 们在地就做的小有名气，希望扩大市场，把产品销往全国各地。公关的第一步进展的非常顺利，通过关系将公司的 必威体育精装版产品送到了北京的某某首长家里试用。这种具有免提功能的按键式话机，确实要比当时使用的拨盘话机好用的 多。经过一段时间试用，首长非常满意，答应向有关部门推荐该产品。 可是就在这关键的时刻，一天深夜，这台话机突然鸣叫起来！ 没有特别的大事，不会有人胆敢深夜拨打首长家里的电话。更奇怪的是，摘机接没人应答，挂机后不一会，话机又 继续鸣叫，连续不断。首长紧急叫来警卫人员，警卫人员又连夜叫来电信人员，最后才弄明白，原来是话机免提功能 自行误触发，导致虚惊一场。首长大怒！ 话机的推销计划，因此意外事件被延误了好多年时间。事后查明，引起免提误触发的原因是电路的PCB 设计不良，后 来该企业的话机产品，免提按键都被要求改为机械式按键，这样才获得了电信的入网许可。这次事件对企业造成的直 接经济损失高达几千万元以上。 一些设计人员认为 PCB 设计是简单的劳动，使用PROTEL 或者其他的软件工具，通过自动布局、自动布线，就可以 完成。单面板无法布通，就用双面板，再不行就用多层板，或者设置跳线，短跳线不行就长跳线，再不行就用跨接 线，最后总可以布通。 而我认识一位老工程师，他们早年设计PCB 的时候还没有用上电脑，却照样能完成包几百上千个元器件的电路 PCB 设计。而且他们设计的PCB ，布局和布线都相当工整，跳线、跨线极少，原器件排列整齐合理，并且符合工艺规 范要求。我们看到的早期的国产黑白电视机PCB ，就属于他们那个年代的工程师的杰作。 尽管后来我设计 PCB 的时候，早就用上了电脑。但我仍然觉得，这些老工程师们在PCB 设计上，一定有一些绝招可 以借鉴，我们现在的年轻工程师们，是很难想象他们当年是如何借助铅笔和方格纸完成复杂的PCB 设计。确实我也从 他那里也获得了很多的经验，比如：如何排列元器件可以容易走线，如何最有效地利用双列直插 IC 下面的板面空 间，如何在布线之前就尽可能地规划好布局等等。 我自己的体会是：PCB 设计，不仅仅是技术，还是艺术，更是对原理电路的再设计。以下是我撰写或者收集的关于 PCB 设计技术的一些文章，供各位学习或参考。 PCB Layout 中的走线策略 布线 （Layout ）是PCB 设计工程师最基的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个系统的性能，大多数高速的 设计理论也要最终经过 Layout 得以实现并验证，由此可见，布线在高速PCB 设计中是至关重要的。下面将针对实际 布线中可能遇到的一些情况，分析其合理性，并给出一些比较优化的走线策略。主要从直角走线，差分走线，蛇形线 等三个方面来阐述。 1． 直角走线 直角走线一般是 PCB 布线中要求尽量避免的情况，也几乎成为衡量布线好坏的标准之一，那么直角走线究竟会对信号 传输产生多大的影响呢？从原理上说，直角走线会使传输线的线宽发生变化，造成阻抗的不连续。其实不光是直角走 线，顿角，锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。 直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面：一是拐角可 以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间；二是阻抗不连续会造成信号的反射；三是直角尖端产生的EMI 。