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PCB设计的一次惨痛教训[

工程师
2015-01-20 15:19:32     打赏

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,就可以接听或者呼出。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,他们在本地就做的小有名气,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,通过关系将公司的最新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,摘机接听没人应答,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,却照样能完成包含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设计指南——基本概念


PCB设计指南——PCB布局


PCB设计指南——PCB布线


PCB设计指南——高速PCB设计


PCB设计指南——高密度(HD)电路的设计


PCB设计指南——关于过孔


PCB Layout中的走线策略


PCB设计的ESD抑止准则


PCB设计的原则与技巧


PCB设计指南——注意事项


PCB设计指南——几点体会


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