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。在現代電子產(chǎn)品中，幾乎都要使用PCB. PCB設計是電路設計的最后一個(gè)環(huán)節，也是對原理電路的再設計。一些新的工程師往往低估PCB設計的重要性，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(gè)關(guān)于PCB設計的故事，由于涉及企業(yè)的隱私，故此隱去了真實(shí)的地點(diǎn)和企業(yè)名稱(chēng)。

　　故事所涉及的企業(yè)是生產(chǎn)電話(huà)機的一家公司。普通按鍵式電話(huà)機，其實(shí)并不是什么高科技的產(chǎn)品，與早期的撥盤(pán)式電子電話(huà)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(huà)功能，用戶(hù)使用話(huà)機時(shí)，如果按下免提按鍵，無(wú)須摘機，就可以接聽(tīng)或者唿出。熟悉話(huà)機電路原理的人都知道，免提電路是由“自動(dòng)收/發(fā)控制電路”和“音頻功率放大電路”組成，這些電路都有現成的專(zhuān)用IC來(lái)實(shí)現，原理上沒(méi)有需要創(chuàng )新設計的地方。

　　在改革開(kāi)放初期，一些捷足先登的企業(yè)，靠生產(chǎn)電話(huà)機發(fā)了大財。我所要說(shuō)的這家企業(yè)通過(guò)關(guān)系將公司的最新產(chǎn)品送到了北京的某某首長(cháng)家里試用。這種具有免提功能的按鍵式話(huà)機，確實(shí)要比當時(shí)使用的撥盤(pán)話(huà)機好用的多。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間試用，首長(cháng)非常滿(mǎn)意，答應向有關(guān)部門(mén)推薦該產(chǎn)品。

　　可是就在這關(guān)鍵的時(shí)刻，一天深夜，這臺話(huà)機突然鳴叫起來(lái)!

　　沒(méi)有特別的大事，不會(huì )有人膽敢深夜撥打首長(cháng)家里的電話(huà)。更奇怪的是，摘機接聽(tīng)沒(méi)人應答，掛機后不一會(huì )，話(huà)機又繼續鳴叫，連續不斷。首長(cháng)緊急叫來(lái)警衛人員，警衛人員又連夜叫來(lái)電信人員，最后才弄明白，原來(lái)是話(huà)機免提功能自行誤觸發(fā)，導致虛驚一場(chǎng)。

　　首長(cháng)大怒!

　　話(huà)機的推銷(xiāo)計劃，因此意外事件被延誤了好多年時(shí)間。事后查明，引起免提誤觸發(fā)的原因是電路的PCB設計不良，后來(lái)該企業(yè)的話(huà)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(wàn)元以上。

　　一些設計人員認為PCB設計是簡(jiǎn)單的勞動(dòng)，使用PROTEL或者其他的軟件工具，通過(guò)自動(dòng)布局、自動(dòng)布線(xiàn)，就可以完成。單面板無(wú)法布通，就用雙面板，再不行就用多層板，或者設置跳線(xiàn)，短跳線(xiàn)不行就長(cháng)跳線(xiàn)，再不行就用跨接線(xiàn)，最后總可以布通。

　　而我認識一位老工程師，他們早年設計PCB的時(shí)候還沒(méi)有用上電腦，卻照樣能完成包含幾百上千個(gè)元器件的電路PCB設計。而且他們設計的PCB，布局和布線(xiàn)都相當工整，跳線(xiàn)、跨線(xiàn)極少，原器件排列整齊合理，并且符合工藝規范要求。我們看到的早期的國產(chǎn)黑白電視機PCB，就屬于他們那個(gè)年代的工程師的杰作。

　　盡管后來(lái)我設計PCB的時(shí)候，早就用上了電腦。但我仍然覺(jué)得，這些老工程師們在PCB設計上，一定有一些絕招可以借鑒，我們現在的年輕工程師們，是很難想象他們當年是如何借助鉛筆和方格紙完成復雜的PCB設計。確實(shí)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(xiàn)，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(xiàn)之前就盡可能地規劃好布局等等。

　　我自己的體會(huì )是：PCB設計，不僅僅是技術(shù)，還是藝術(shù)，是藝術(shù)就涉及很多的主觀(guān)因素，所以工程師也要注意提高自己的修養。

　　工具幫助我們完成了很多繁復的工作，但它所自動(dòng)完成的并非可以最佳的應用于每一個(gè)產(chǎn)品。因為它所幫助我們完成的是產(chǎn)品設計中普遍且通用的一面，并非自動(dòng)完成產(chǎn)品的最佳優(yōu)化面設計，例如：使用PROTEL或者其他的軟件工具，通過(guò)自動(dòng)布局、自動(dòng)布線(xiàn)，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。所以要真正設計一個(gè)產(chǎn)品的pcb，更多的是設計者針對這一產(chǎn)品的具體情況的了解分析，從而完成獨一無(wú)二的設計。

　　本人為系統的學(xué)習過(guò)pcb設計，但由于要設計的原因，使用了PROTEL來(lái)進(jìn)行了一個(gè)PCI板卡的設計(PROTEL現學(xué)的)，深感pcb設計的復雜性(使用的芯片最多160引角雙面板佈線(xiàn)，未使用網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)佈線(xiàn)，結果是：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(xiàn)長(cháng)度要求設計就已經(jīng)大傷腦筋了)，因為對無(wú)線(xiàn)電的愛(ài)好，所以對原先的黑白電視機也有過(guò)一定的了解。所以對老一輩的pcb設計者的辛勤工作，和智慧的結晶更是深感敬意。希望有機會(huì )可以真正的學(xué)到pcb設計的精髓。 呵呵，說(shuō)了一堆廢話(huà)。

　　我是做PCB設計的，深有同感。PCB設計不是簡(jiǎn)單意義上的電器上的連接，要懂電路知識，制作工藝和設計上的美觀(guān)，她確實(shí)是一門(mén)藝術(shù)，如果要節約成本，老板一定要看重這項工作。

　　一個(gè)非常完善的原理圖，由于布線(xiàn)的不合理，都不是好產(chǎn)品。布線(xiàn)不合理的確會(huì )引起很多想不到的問(wèn)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。