PCB的慘痛經(jīng)歷,值得工程師借鑒
PCB即印刷電路板,是電子電路的承載體。在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中,幾乎都要使用PCB. PCB設(shè)計是電路設(shè)計的最后一個環(huán)節(jié),也是對原理電路的再設(shè)計。一些新的工程師往往低估PCB設(shè)計的重要性,將這一即煩瑣又費事的工作完全交由技術(shù)員去完成。在這里我先講一個關(guān)于PCB設(shè)計的故事,由于涉及企業(yè)的隱私,故此隱去了真實的地點和企業(yè)名稱。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/270229.htm故事所涉及的企業(yè)是生產(chǎn)電話機的一家公司。普通按鍵式電話機,其實并不是什么高科技的產(chǎn)品,與早期的撥盤式電子電話機相比,它在電路中增加了一塊雙音頻/脈沖撥號控制集成電路,一些產(chǎn)品還增加了免提通話功能,用戶使用話機時,如果按下免提按鍵,無須摘機,就可以接聽或者唿出。熟悉話機電路原理的人都知道,免提電路是由“自動收/發(fā)控制電路”和“音頻功率放大電路”組成,這些電路都有現(xiàn)成的專用IC來實現(xiàn),原理上沒有需要創(chuàng)新設(shè)計的地方。
在改革開放初期,一些捷足先登的企業(yè),靠生產(chǎn)電話機發(fā)了大財。我所要說的這家企業(yè)通過關(guān)系將公司的最新產(chǎn)品送到了北京的某某首長家里試用。這種具有免提功能的按鍵式話機,確實要比當(dāng)時使用的撥盤話機好用的多。經(jīng)過一段時間試用,首長非常滿意,答應(yīng)向有關(guān)部門推薦該產(chǎn)品。
可是就在這關(guān)鍵的時刻,一天深夜,這臺話機突然鳴叫起來!
沒有特別的大事,不會有人膽敢深夜撥打首長家里的電話。更奇怪的是,摘機接聽沒人應(yīng)答,掛機后不一會,話機又繼續(xù)鳴叫,連續(xù)不斷。首長緊急叫來警衛(wèi)人員,警衛(wèi)人員又連夜叫來電信人員,最后才弄明白,原來是話機免提功能自行誤觸發(fā),導(dǎo)致虛驚一場。
首長大怒!
話機的推銷計劃,因此意外事件被延誤了好多年時間。事后查明,引起免提誤觸發(fā)的原因是電路的PCB設(shè)計不良,后來該企業(yè)的話機產(chǎn)品,免提按鍵都被要求改為機械式按鍵,這樣才獲得了電信的入網(wǎng)許可。這次事件對企業(yè)造成的直接經(jīng)濟損失高達幾千萬元以上。
一些設(shè)計人員認(rèn)為PCB設(shè)計是簡單的勞動,使用PROTEL或者其他的軟件工具,通過自動布局、自動布線,就可以完成。單面板無法布通,就用雙面板,再不行就用多層板,或者設(shè)置跳線,短跳線不行就長跳線,再不行就用跨接線,最后總可以布通。
而我認(rèn)識一位老工程師,他們早年設(shè)計PCB的時候還沒有用上電腦,卻照樣能完成包含幾百上千個元器件的電路PCB設(shè)計。而且他們設(shè)計的PCB,布局和布線都相當(dāng)工整,跳線、跨線極少,原器件排列整齊合理,并且符合工藝規(guī)范要求。我們看到的早期的國產(chǎn)黑白電視機PCB,就屬于他們那個年代的工程師的杰作。
盡管后來我設(shè)計PCB的時候,早就用上了電腦。但我仍然覺得,這些老工程師們在PCB設(shè)計上,一定有一些絕招可以借鑒,我們現(xiàn)在的年輕工程師們,是很難想象他們當(dāng)年是如何借助鉛筆和方格紙完成復(fù)雜的PCB設(shè)計。確實我也從他那里也獲得了很多的經(jīng)驗,比如:如何排列元器件可以容易走線,如何最有效地利用雙列直插IC下面的板面空間,如何在布線之前就盡可能地規(guī)劃好布局等等。
我自己的體會是:PCB設(shè)計,不僅僅是技術(shù),還是藝術(shù),是藝術(shù)就涉及很多的主觀因素,所以工程師也要注意提高自己的修養(yǎng)。
工具幫助我們完成了很多繁復(fù)的工作,但它所自動完成的并非可以最佳的應(yīng)用于每一個產(chǎn)品。因為它所幫助我們完成的是產(chǎn)品設(shè)計中普遍且通用的一面,并非自動完成產(chǎn)品的最佳優(yōu)化面設(shè)計,例如:使用PROTEL或者其他的軟件工具,通過自動布局、自動布線,就可以完成的只是通常的連接方式,從某方面講也只是把所要連接的器件連在一起了而已。所以要真正設(shè)計一個產(chǎn)品的pcb,更多的是設(shè)計者針對這一產(chǎn)品的具體情況的了解分析,從而完成獨一無二的設(shè)計。
本人為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過pcb設(shè)計,但由于要設(shè)計的原因,使用了PROTEL來進行了一個PCI板卡的設(shè)計(PROTEL現(xiàn)學(xué)的),深感pcb設(shè)計的復(fù)雜性(使用的芯片最多160引角雙面板佈線,未使用網(wǎng)絡(luò)自動佈線,結(jié)果是:能把他們連接在一起,并盡量減少高頻干擾并遵照芯片的走線長度要求設(shè)計就已經(jīng)大傷腦筋了),因為對無線電的愛好,所以對原先的黑白電視機也有過一定的了解。所以對老一輩的pcb設(shè)計者的辛勤工作,和智慧的結(jié)晶更是深感敬意。希望有機會可以真正的學(xué)到pcb設(shè)計的精髓。 呵呵,說了一堆廢話。
我是做PCB設(shè)計的,深有同感。PCB設(shè)計不是簡單意義上的電器上的連接,要懂電路知識,制作工藝和設(shè)計上的美觀,她確實是一門藝術(shù),如果要節(jié)約成本,老板一定要看重這項工作。
一個非常完善的原理圖,由于布線的不合理,都不是好產(chǎn)品。布線不合理的確會引起很多想不到的問題:比如電路自激,信噪比差,分離度差,大功率的放大電路容易燒機等。后果真的難以想象。
評論