线路板设计必备：PCB 布线与连接全解析

在电子领域，线路板设计是电子工程师的核心技能之一，而 PCB 布线更是其中的关键环节。大家对 PCB 都不陌生，但对于它的布线细节，你又了解多少呢？一块 PCB 作为整机的重要组成部分，通常无法单独构成一个完整的电子产品，必然会涉及对外连接的问题。比如，PCB 之间、PCB 与板外元器件、PCB 与设备面板之间，都需要实现电气连接。

复杂仪器设备中的插接件连接方式

在较为复杂的仪器设备线路板设计中，常采用插接件连接方式。这种 “积木式” 的结构具有诸多优势：不仅能够保证产品批量生产的质量，有效降低系统成本，还为调试和维修工作带来了极大的便利。

当设备出现故障时，维修人员无需深入检查到元器件级别（这项工作往往需要耗费大量时间），只需准确判断出哪一块线路板存在问题，即可立即进行更换，从而在最短时间内排除故障，大幅缩短停机时间，提高设备的利用率。更换下来的线路板可以在后续有充裕时间时进行维修，修好后还能作为备件使用。

线路板设计中的常见对外连接方式

标准插针连接

标准插针连接是线路板设计中常用的对外连接方式之一，尤其在小型仪器的线路板设计中应用广泛。通过标准插针将两块 PCB 连接起来，两块 PCB 一般呈平行或垂直状态，这种连接方式便于实现批量生产。

PCB 插座连接

PCB 插座连接方式是从 PCB 边缘制作印制插头，插头部分的设计需要严格按照插座的尺寸、接点数、接点距离、定位孔的位置等参数进行，以确保能与专用 PCB 插座完美匹配。

在制作线路板时，插头部分需要进行镀金处理，这样可以提高其耐磨性能，有效减少接触电阻。这种连接方式装配简单，具备良好的互换性和维修性能，适合标准化大批量生产。不过，它也存在一些缺点：会导致 PCB 造价提高，对 PCB 制造精度及工艺要求较高；可靠性相对稍差，常因插头部分被氧化或插座簧片老化而出现接触不良的情况。为了提高对外连接的可靠性，通常会把同一条引出线通过线路板上同侧或两侧的接点并联引出。

PCB 插座连接方式常用于多板结构的产品，插座与 PCB 或底板的连接有簧片式和插针式两种。

线路板设计中 PCB 布线规则

避免交叉电路

在印刷电路设计中，不允许出现交叉电路。对于可能交叉的线条，可以采用 “钻”、“绕” 两种方法解决。具体来说，就是让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处 “钻” 过去，或者从可能交叉的某条引线的一端 “绕” 过去。在一些特殊情况下，如果电路非常复杂，为了简化设计，也允许使用导线跨接来解决交叉电路问题。

组件安装方式与孔距

电阻、二极管、管状电容器等组件在线路板设计中有 “立式” 和 “卧式” 两种安装方式。立式安装是指组件体垂直于电路板进行安装和焊接，其优点是能够节省空间；卧式安装则是组件体平行并紧贴于电路板进行安装和焊接，优点是组件安装的机械强度较好。由于这两种不同的安装方式，印刷电路板上的组件孔距也会有所不同。

同一级电路接地点原则

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连接在该级接地点上。特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能相距太远，否则由于两个接地点间的铜箔过长，容易引起干扰与自激。采用 “一点接地法” 的电路，工作相对稳定，不易产生自激现象。

总地线排列顺序

总地线的排列必须严格遵循高频 - 中频 - 低频，从弱电到强电的顺序原则，切不可随意颠倒。即使级与级之间的接线可能会长一些，也一定要遵守这一规定。特别是变频头、再生头、调频头的接地线安排要求更为严格，一旦出现不当，就可能产生自激现象，导致电路无法正常工作。调频头等高频电路常采用大面积包围式地线，以确保良好的屏蔽效果。

强电流引线要求

强电流引线（如公共地线、功放电源引线等）在布线时应尽可能宽一些，这样可以降低布线电阻及其电压降，有效减小因寄生耦合而产生的自激。

不同阻抗走线规则

在布线时，阻抗高的走线应尽量缩短，而阻抗低的走线则可以适当长一些。这是因为阻抗高的走线容易发射和吸收信号，从而引起电路不稳定。像电源线、地线、无反馈组件的基极走线、发射极引线等都属于低阻抗走线。另外，射极跟随器的基极走线、收录机两个声道的地线必须分开，各自独立成一路，一直到功放末端再合并。如果两路地线相互连接，极易产生串音，导致分离度下降。

线路板设计中的 PCB 布线和连接方式直接影响着电子产品的性能和稳定性，电子工程师们需要熟练掌握这些知识，以设计出更优质的线路板。