【精选】03.印制电路板设计

印制电路板设计讲义印制电路板也叫做印制线路板，可简称印制板印制电路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用，是电子设备中一种极其重要的组装部件。它可以实现电路中各个元器件的电气连接，代替复杂的布线，减少了传统方式下的接线工作量，简化了电子产品的装配、焊接、调试工作；缩小了整机体积，降低了产品成本，提高了电子设备的质量和可靠性；印制电路板具有良好的产品一致性，它可以采用标准化设计，有利于在生产过程中实现机械化和自动化；使整块经过装配调试的印制电路板作为一个备件，便于整机产品的互换和维修。由于以上优点，印制电路板已经广泛应用于各种收音机、录音机、电视机、通讯设备、计算机、仪器仪表等电子产品的生产制造中。印制板设计，是根据设计人员的意图，将电路原理图转换成印制板图、选择材料和确定加工技术要求的过程。它包括选择印制板材质、确定整机结构；考虑电气、机械、元器件的安装方式、位置和尺寸；决定印制导线的宽度、间距和焊盘的直径、孔径；设计印制插头或连接器的结构；根据电路要求设计布线草图；准备印制板生产必须的全部资料和数据。印制板设计通常有两种方式一种是人工设计，另一种是计算机辅助设计。无论采取哪种方式，都必须符合原理图的电气连接和产品电气性能、机械性能的要求，并要考虑印制板加工工艺和电子装配工艺的基本要求。一印制板设计前的准备印制板在电子产品中是实现整机功能的主要部件之一，印制板的设计是整机工艺设计中的重要一环。设计质量不仅关系到元器件在焊接装配、调试中是否方便，而且直接影响整机的技术性能。印制板设计不象电路原理设计那样需要严谨的理论和精确的计算，而只有一些基本的设计原则和设计技巧，在设计过程中具有很大的灵活性和离散性。同一张原理图，几十人分别去设计，各人设计的思路不同，习惯不同，技巧各异，便会出现几十种方案。但这并不是说印制板的设计可以随心所欲，草草从事。因为在众多的方案中，总可以遵循一定的原则选出最佳的设计方案。通常评价印制电路板的设计质量，主要考虑下列因素线路的设计是否给整机带来干扰电路的装配与维修是否方便基板材料的性能价格比是否最佳电路板的对外引线是否可靠元器件的排列是否均匀、整齐版面布局是否合理、美观1印制板的设计前提1一般首先要进行电路方案实验，这是在研制电子产品时设计印制板的前提之一；按照由产品的设计目标使用功能、电气性能确定的电路方案，用电子元器件把电路搭出来。通过对电气信号的测量，调整电路元器件的参数，改进电路的设计方案；根据元器件的特点、数量、大小以及整机的使用性能要求，考虑整机的结构尺寸；从实际电路的功能、结构与成本，分析产品适用性。并且，在电路方案实验的时候，必须审核考察产品在工业化生产过程中的加工可行性和生产费用，以及产品的工作环境适应性和运行、维护、保养消耗。在电路方案取得成功后，才能设计印制板，开始制作实际的电子产品。这种电路方案实验，不仅是原理性和功能性的，同时也应当是工艺性的验证。2进行电路方案实验，通常需要一块电路实验板。该板起到承载、固定、连接各个元器件的作用。3在进行电路方案实验的时候，要慎重地选用电子元器件。仔细地查阅所用元器件的技术资料，使之工作在合理的工作状态下。对于集成电路和其它新型元器件，应该在使用前了解它们的各种特性规格和质量参数，熟悉它们的管脚排列。4对电路实验的结果进行分析电路的设计思想、工作原理、整机的应用应达到以下几个目的熟悉原理图中出现的每个元器件，确定它们的电气参数和机械参数；找到线路中可能产生的干扰源和容易受外界干扰的敏感元器件；了解这些元器件是否容易买到，是否能够保证批量供应。5整机的机械结构和使用性能必须确定，以便于决定印制电路板的结构、形状、尺寸和厚度。根据产品的原理分析和电路方案实验，电路使用的元器件必须全部选定。掌握每个元器件的外形尺寸、封装形式、引线方式、管脚排列顺序、各管脚的功能及其形状；确定哪些元件需要安装散热片，并计算散热片面积；考虑哪些元器件应该安装在印制板上，哪些必须安装在板外。2印制电路板的设计目标不同的制板要求，决定了加工的复杂程度和费用，也影响到整机的成本。要根据产品的性质，既产品处于预研性试制、设计性试制、生产性试制或批量性生产中的哪个阶段，或对产品未来的市场前景进行预测，决定印制电路板的设计目标。对于印制电路板的设计目标，通常从准确性、可靠性、工艺性和经济性四个方面的因素进行考虑。1准确性元器件和印制导线的连接关系必须符合印制板的电气原理图。2可靠性影响印制板可靠性的因素很多，其中有基板材料、制板加工和装配连接工艺等几个方面。3工艺性分析整机结构及机内的体积空间，确定印制电路板的面积、形状和尺寸。印制板外形尺寸的确定，应该尽量符合标准化的尺寸系列，形状力求简单，少用异形孔、槽，减少生产模具成本，简化加工程序。在此基础上，考虑装配、调试、维修性能，决定印制板的结构。根据电路的复杂程度、元器件的数量和机内的空间大小，考虑元器件在印制板上的安装、排列方式及焊盘、走线形式。根据不同特点，通常有如下对应关系元件卧式安装规则排列圆形焊盘；元件立式安装不规则排列岛形焊盘。4经济性印制板的经济性与前几方面的内容密切相关。根据成本分析从生产制造的角度，选择覆铜板的板材、质量、规格和印制电路板的工艺技术要求。对于相同的制板面积来说，双面板的制造成本是一般单面板的34倍以上，而多层板至少要贵到20倍以上。通常希望印制板的制造成本在整机成本中只占有很小的比例。3板材、形状、尺寸和厚度的确定1确定板材对于印制电路板的基板材料的选择，不同板材的机械性能与电气性能有很大的差别。目前，国内常见覆钢板的种类有覆铜酚醛纸质层压板，覆铜环氧纸质层压板，覆铜环氧玻璃布层压板等。确定板材主要是依据整机的性能要求、使用条件以及销售价格，同时必须考虑性能价格比。对于印制板的种类，一般应该选用单面板或双面板。分立元器件的引线少，排列位置便于灵活变换，其电路常用单面板。双面板多用于集成电路较多的电路。在印制板的选材中，不仅要了解覆铜板的性能指标，还要熟悉产品的特点，才可能在确定板材时获得良好的性能价格比。2印制板的形状印制电路板的形状由整机结构和内部空间的大小决定，外形应该尽量简单，一般为矩形正方形或长方形，长宽；32或43。避免采用异形板。3印制板尺寸尺寸应该接近标准系列值，要从整机的内部结构和板上元器件的数量、尺寸及安装、排列方式来决定。元器件之间要留有一定间距，特别是在高压电路中，更应该留有足够的间距；要注意发热元器件安装散热片占用面积的尺寸；板的净面积确定以后，还要向外扩出5一L0MM，便于印制板在整机中的安装固定。4板的厚度在确定板的厚度时，主要考虑对元器件的承重和振动冲击等因素。如果板的尺寸过大或板上的元器件过重，都应该适当增加板的厚度或对电路板采取加固措施，否则电路板容易产生翘曲。按照电子行业的部颁标准，覆铜板材的标准厚度有02、05、07、08、15、16、24、32、64MM等标准。当印制板对外通过插座连线时如图1所示，插座槽的间隙一般为15MM。板材过厚则插不进去，图1印制板经插座对外引线过薄则容易造成接触不良。4印制板对外连接方式的选择印制板是整机的一个组成部分，必然存在对外连接的问题。例如，印制板之间、印制板与板外元器件、印制板与设备面板之间，都需要电气连接这些连接引线的总数要尽量少，并根据整机结构选择连接方式，总的原则应该使连接可靠，安装、调试、维修方便，成本低廉。1导线焊接方式一种最简单、廉价而可靠的连接方式，不需要任何接插件，只要用导线将印制板上的对外连接点与板外的元器件或其它部件直接焊牢。这种方式的优点是成本低，可靠性高，可以避免因接触不良而造成的故障，缺点是维修不够方便。这种方式一般适用于对外引线较少的场合如图2所示。采用导线焊接方式应该注意以下几点线路板的对外焊点尽可能引到整板的边缘，按统一尺寸排列，以利于焊接与维修。为提高导线连接的机械强度，避免因导线受到拉扯将焊盘或印制线条拽掉，应该在印制板焊点的附近钻孔，让导线从板的焊接面穿绕过通孔，再从元件面插入焊盘孔进行焊接。如图3所示。将导线排列或捆扎整齐，通过线卡或其它紧固件将线与板固定，避免导线因移动而折断。如图4所示。2插接件连接在比较复杂的仪器设备中，经常采用接插件连接方式。这种“积木式”的结构不仅保证了产品批量生产的质量，降低了成本，为调试、维修提供了极为方便的条件。印制板插座如图1所示。板的一端做为插头，插头部分按照插座的图2焊接式对外引线图3对外引线焊接方式图4用紧固件将引线固定在板上图5插针式对外连接方式图6带状电缆对外连接方式尺寸、接点数、接点距离、定位孔的位置等进行设计。此方式装配简单、维修方便，可靠性稍差，常因插头部分被氧化或插座簧片老化而接触不良。插针式接插件插座可以装焊在印制板上，在小型仪器中用于印制电路板的对外连接。如图5所示。带状电缆接插件一种扁平电缆，几十根导线并排粘合在一起。带状电缆插头是电缆两端的连接器，它与电缆的连接不用焊接而是靠压力使连接端上的刀口刺破电缆的绝缘层实现电气连接，工艺简单可靠。带状电缆接插件的插座部分直接装焊在印制电路板上。如图6所示。此方式用于低电压、小电流的场合，能够可靠的同时连接几路到几十路微弱信号，不适合用在高频屯路中。二印制电路板的排版布局为使整机能够稳定地可靠地工作，要对元器件在印制板上进行合理的排版布局。苎电子元器件在一定的制板面积上合理的布局排版，是设计印制板的第一步。排版设计，不单纯是按照电路原理把元器件通过印制线简单地连接起来。为使整机能够可靠地工作，要对元器件及其连接在印制板上进行合理的排版布局。如果排版布局不合理，就有可能出现各种干扰，以至合理的原理方案不能实现，或使整机技术指标下降。有些排版设计虽然能够达到原理的技术参数，但元器件的排列蔬密不匀、杂乱无章，不仅影响美观，也会给装配和维修带来不便。这样的设计也不能算是合理的。1按信号流走向的布局原则对整机电路的布局原则是把整个电路按照功能划分成若干个电路单元，按照电信号的流向，逐个依次安排各个功能电路单元在板上的位置，使布局便于信号流通，并使信号流尽可能保持一致的方向。信号流向安排成从左到右或从上到下。与输入、输出端直接相连的元器件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的地方。以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。一般是以三极管或集成电路等器件作为核心元件，根据它们各电极的位置，排布其它元器件。2优先确定特殊元器件的位置电子整机产品的干扰问题比较复杂，它可能由电、磁、热、机械等多种因素引起。所以在着手设计印制板的版面、决定整机电路布局的时候，应该分析电角原理，首先决定特殊元器件的位置，然后在安排其他元器件，尽量避免可能产生干扰的因素。3操作性能对元件位置的要求1对于电位器、可变电容器或可调电感线圈等调节元件的布局，要考虑整机结构的安排。2为了保证调试、维修的安全，特别要注意带高电压的元器件，尽量布置在操作时人手不易触及的地方。2元器件的安装与布局1元器件的布局在印制板的排版设计中，元器件布设是至关重要的，它决定了板面的整齐美观程度和印制导线的长短与数量，对整机的可靠性也有一定的影响。布设元器件应该遵循的几条原则是元器件在整个版面上分布均匀、蔬密一致。元器件不要占满板面，注意板边四周要留有一定空间。留空的大小要根据印制板的面积和固定方式来确定，位于印制板边上的元器件，距离印制板的边缘应该大于2MM。电子仪器内的印制板四周，一般每边都留有510MM。元器件应该布设在板的一面，每个元器件的引出脚要单独占用一个焊盘。相邻的两个元件之间，要保持一定间距。避免元件之间相互碰接。如果相邻元器件的电位差较高，则应当保持安全距离。一般环境中的间隙安全电压是220VMM。尤其要注意的是元器件的布设不能上下交叉。如图7所示。元器件的安装高度要尽量低，一般元件体和引线离开板面不要超过5MM，过高则承受振动和冲击的稳定性变差，容易倒伏与相邻元器件碰接。根据印制板在整机中的安装位置及状态，确定元件的轴线方向。规则排列的元器件应该使体积较大的元器件的轴线方向在整机中处于竖立状态，可以提高元器件在板上的稳定性。如图8所示。元件两端焊盘的跨距应稍大于元件体的轴向尺寸。引线不要齐根弯折，应该留有一定的距离至少2MM，以免损坏元件。如图9所示。2元器件的安装方式在印制板上，元器件有立式与卧式两种安装方式。卧式是指元器件的轴线方向与印制板面平行，立式则是垂直的，如图10所示。图7元件布设图8元件布设方向图9元件装配图10元器件的安装方式立式安装；立式固定的元器件占用面积小，单位面积上容纳元器件的数量多。这种安装方式适合于元器件排列密集紧凑的产品。立式固定的元器件要求体积小、重量轻，过大、过重的元器件不宜立式安装卧式安装；和立式相比，元器件安装具有机械稳定性好、版面排列整齐等优点。卧式固定使元器件的跨距加大，两个焊点之间容易走线，导线布设十分有利。3元器件的排列格式元器件在印制板上的排列格式有不规则排列和规则排列两种方式，在印制板上可以单独采用，也可同时出现不规矩排列；如图11所示元器件的轴线方向彼此不一致，在板上的排列顺序也没有一定规则。用这种方式排列元器件，看起采显得杂乱无章，但由于元器件不受位置与方向的限制，使印制导线布设方便，可以缩短、减少元器件的连线，降低了版面印制导线的总长度。这对于减少线路板的分布参数、抑制干扰很有好处，特别对于高频电路极为有利。此方式一般还在立式安装固定元器件时被采纳。规则排列如图12所示。元器件的轴线方向排列一致，并与板的四边垂直、平行。除了高频电路之外，一般电子产品中的元器件都应当尽可能平行或垂直地排列，卧式安装固定元器件的时候，更要以规则排列为主。此方式特别适用于版面相对宽松、元器件种类相对较少而数量较多的低频电路。电子仪器中的元器件常采用这种排列方式。元器件的规则排列要受到方向和位置的一定限制，印制板上导线的布设要复杂一些，导线的长度也会相应增加。4元器件焊盘的定位元器件的每个引出线都要在印制板上占据一个焊盘，焊盘的位置随元器件的尺寸及其固定方式而改变。对于立式固定和不规则排列的版面，焊盘的位置可以不受元器件尺寸与间距的限制；对于规则排列的版面，要求每个焊盘的位置及彼此间的距离应该遵守一定标准。无论采用哪种固定方式或排列规则，焊盘的中心距离印制板的边缘一般应在25MM以上，至少应该大于板的厚度。焊盘的位置一般要求落在正交网格的交点上如图13所示在国际IEC标准中正交网格的标准是254MM；国内的标准是25MM。这一格距标准只在计算机自动化设计、元器件自动化焊接才有实际意义。对于人工钻孔图11元件不规则排列图12元件不规则排列图13正交网格和手工装配，除了集成电路的管脚以外，其它元器件焊盘的位置可以不受此格距的约束。但在版面设计中，焊盘位置应该尽量使元器件排列整齐一致，尺寸相近的元件，其焊盘间距应力求统一。这样，不仅整齐、美观，而且便于元器件装配及引线弯脚。如图14所示。三焊盘与导线元器件在印制板上的固定，是靠引线焊接在焊盘上实现的，元器件彼此之间的电气连接是依靠印制导线。1焊盘元器件通过板上的引线孔。用焊锡焊接固定在印制板上，印制导线把焊盘连接起来，实现元器件在电路中的电气连接。引线孔及其周围的铜箔称为焊盘。1引线孔的直径引线孔钻在焊盘中心，孔径应该比焊接的元器件引线的直径略大一些，才能方便地插装元器件；但孔径也不能太大，否则在焊接时不仅用锡量多，并且容易因为元器件的活动而造成虚焊，使焊接的机械强度变差。元器件引线孔的直径优先采用05、08和12MM等尺寸。在同一块电路板上，孔径的尺寸规格应少一些，要尽量避免异型孔，以便加工。2焊盘的外径焊盘的外经一般应当比引线孔的直径大13MM以上，即如果焊盘的外径为D，引线孔的孔径为D，应有DD十13MM在高密度的电路板上，焊盘的最小直径可以是DMIND十1MM如果外径太小，焊盘就容易在焊接时粘断或剥落；但也不能太大，否则不容易焊接并且影响印制板的布线密度。3焊盘的形状岛形焊盘如图15所示。焊盘与焊盘之间的连线合为一体，尤如水上小岛，故称为岛形焊盘。岛形焊盘常用于元件的不规则排列，特别是当元器件采用立式不规则固定时更为普遍。岛形焊盘适合于元器件密集固定，可大量减少印制导线的长度与数量，能在一定程度上抑制分布参数对电图14规则排列中的灵活性图15岛行焊盘图16圆形焊盘路造成的影响。焊盘与印制导线合为一体后，铜箔的面积加大，焊盘和印制导线的抗剥强度增加能降低覆铜板的挡次，降低产品成本。圆形焊盘如图16所示。焊盘与引线孔是同心圆。焊盘的外径一般为孔径的23倍。设计时，如果版面的密度允许，焊盘就不宜过小，因为太小的焊盘在焊接时容易脱落。在同一块板上，除个别大元件需要大孔以外，一般焊盘的外径应取为一致，这样不仅美观，而且容易绘制。圆形焊盘多在元件规则排列方式中使用，双面印制板也多采用圆形焊盘。方形焊盘如图17所示。印制版上元器件体积大，数量少且线路简单时，多采用方形焊盘。这种形式的焊盘设计制作简单，精度要求低，容易实现。在一些手工制作的印制板中，常用这种方式，因为只需用刀刻断或刻掉一部分钢箔即可。在一些大电流的印制板上也多用这种形式，它可以获得大的载流量。4灵活设计的焊盘在印制电路的设计中，不必拘泥于一种形式的焊盘，要根据实际情况灵活变换。当印制板上的线条过于密集，焊盘有与邻近导线短路的危险，因此可切掉部分焊盘，以保安全。如图18所示。集成电路两引脚之间的距离只有25MM，如此小的距离里还要走线，可将圆形焊盘拉长，改成近似椭圆的长焊盘。这种焊盘目前已成为标准焊盘。如图19所示。2印制导线1印制导线的宽度印制电路板上连接焊盘的印制导线的宽度，主要由铜箔与绝缘基板之间的粘附强度和流过导线的电流强度来决定，宽窄要适度，与整个版面及焊盘的大小相协调。一般，导线的宽度可选在032MM之间，现在国内专业制板厂家的技术水平，已经有能力保证线宽和间距在025MM以下的高密度印制板的制作工艺质量。导线的宽度一般选在1一15MM左右，完全可以满足电路的要求。对于集成电路的信号线，导线宽度可以选在LMM以下，甚至025MM，为了保证导线在板上的抗剥强度和工作可靠性，线条不宜太细。只要板上的面积及线条密度允许，应该采用较宽的导线；特别是电源线、地线及大电流的信号线，更要适当加大宽度。2印制导线的间距导线之间距离的确定，应当考虑导线之间的绝缘电阻和击穿电压在最坏的工作条件下的要求。印制导线越短，间距越大，绝缘电阻按比例增加。导线之间的距离在15MM时，绝缘电阻超过L0M，允许的工作电压可达到300V图17方型焊盘图18灵活设计焊盘图19椭圆焊盘以上，间距为LMM时，允许电压为200V。为了保证产品的可靠性，应该尽量使导线间距不要小于LMM。3避免导线的交叉在设计版图时，应尽量避免导线的交叉。对于双面板比较容易实现，单面板相对要困难一些。在设计单面板时，可能遇到导线绕不过去而不得不交的情况，可以用绝缘导线跨接交叉点，这种跨接线应尽量少。4印制导线的走向与形状关于印制导线的走向和形状，如图20所示。在设计时应该注意以下几点印制导线的走向不能有急剧的拐弯和尖角，拐角不得小于90度，否则会引起印制导线剥离或翘起。最佳的拐弯形式是平缓的过渡，即拐角的内角和外角最好都是圆弧。导线通过两个焊盘之间而不与它们连通的时候，应该与它们保持最大而相等的间距；同样，导线之间的距离也应当均匀地相等并保持最大。导线与焊盘的连接处的过度也要圆滑，避免出现小尖角。焊盘之间导线的连接当焊盘之间的中心距小于一个焊盘的外径D时，导线的宽度可以和焊盘的直径相同；如果焊盘之间的中心距比D大时，应减小导线的宽度；如果一条导线上有三个以上焊盘，它们之间的距离应该大于2D。5布线时应先考虑信号线，后考虑电源线和地线。因为信号线一般比较集中，布置的密度比较高，而电源线和地线比信号线宽得多，对长度的限制要小一些。3印制导线的干扰和屏蔽1地线布置的干扰电路中接地点的概念表示零电位，其它电位均相对于这一点而言。在实际的印制电路板上，地线并不能保证是绝对零电位，往往存在一个很小的非零电位值。由于电路中的放大作用，这小小的电位便可能产生影响电路性能的干扰。要克服由于地线布设不合理而造成的干扰，在设计印制电路时应当尽量避免不同回路的电流同时流经某一段共用地线。尤其是在高频电路和大电流回路中，更要讲究地线的接法。把“交流电”和“直流电”分开，是减少噪声通过地线串扰的有效方法。2电源产生的干扰任何电子仪器都需要电源供电，绝大多数直流电源是由交流市电通过降压、整流、稳压后供出的。供电电源的质量会直接影响整机的技术指标。除了原理设计的问题外，电源的工艺布线或印制板设计不合理，也都会引起电源的质图20印制导线的形状与方向量不好，特别是交流电源对直流电源的干扰。3磁场的干扰印制板使元器件紧凑，连接密集，这一特点是印制板的优点。如果设计不当，这个特点也会给整机带来麻烦。避免印制导线之间的寄生耦合两条相距很近的平行导线，他们之间的分布参数可以等效为相互耦合的电感和屯容，当信号从一条线中通过时，另外一条线路内也会产生感应信号。感应信号的大小与原始信号的频率及功率有关，感应信号便是分布参数的干扰源。印制导线屏蔽有时某种信号线密集地平行排列，而且无法摆脱较强信号的干扰。减少磁性元件对印制导线的干扰。扬声器、电磁铁、永磁式仪表等产生的恒定磁场和高频变压器、继电器等产生的交变磁场，对周围的印制导线也会产生影响。要注意分析磁性元件的磁场方向，减少印制导线对磁力线的切割。五印制板的草图设计所谓草图，是指能够准确反映元器件在印制板上的位置与连接的设计图纸，是绘制黑白底图的依据。在草图中，要求焊盘的位置及间距、焊盘问的相互连接、印制导线的走向及形状、整板的外形尺寸等，均应按照印制板的实际尺寸或按一定比例绘制出来，绘制草图是把印制板设计图形化的关键和主要的工作量，设计过程中考虑的各种因素都要在草图上体现出来。电子工程技术人员应该全面掌握设计印制板的原则，才能设计出成功的草图。既使采用计算机设计印制板，虽然可以不用在纸上设计草图，直接在计算机上绘制黑白底图，但草图的设计原则仍然要体现在CAD软件的应用过程中。1草图设计的原则完成准备工作后，就可以开始绘制草图。除了应该注意处理各类干扰并解决接地问题以外，草图排版设计的主要原则是保证印制导线不交叉地连通。要做好这一点并不容易，草图设计的主要工作量也在于绘制不交叉单线草图。在绘制原理图时，一般只要表现出信号的流程及元器件在电路中的作用，便于分析与阅读电路原理，从来不用去考虑元器件的尺寸、形状以及引出线的排列顺序。因此，原理图中走线交叉的现象很多，这对读图毫无影响。而在印制电路板上，导线交图21原理图与单线不交叉草图叉现象是不能允许的。所以，在草图设计时，首先要绘制不交叉单线图。1通过重新排列元器件的位置，使元器件在同一平面上按照电路接通，并且彼此之间的连线不能交叉。如果遇到交叉就要重新调整元器件的排列位置与方向，来解决或避免这种情况。如图21所示。在设计过程的开始阶段，不要过早地定死每个元器件的排列顺序和方向。如果为了保证两条引线不交叉，让其中一条导线拐弯抹角地拉得很长，在设计中要尽量避免这种现象。为此，可以采用“飞线”采解决印制导线过长的问题。但“飞线”不宜过多。2不交叉单线图基本完稿以后，即可以着手绘制排版草图。要求元器件的位置及尺寸大体固定，印制导线排定，并尽量做到短、少、疏。通常需要多次调整元器件位置和方向，才能达到满意的结果。3为了制作印制板的黑白底图，应该绘制一张正式排版的草图。要求版面尺寸、焊盘位置、印制导线的连接与走向、板上各孔的尺寸及位置等，都要与实际版面相同，并明确地标出来。图的比例可根据印制板上图形的密度和精度决定，可以取11、21、41等不同比例。2草图绘制的步骤草图绘制的具体步骤如图22所示。1按照草图尺寸，在方格纸或坐标纸上绘制；2画出版面轮廓尺寸，并在边框的下面留出一定空间，用于说明技术要求。3版面内四周留出不设置焊盘与导线的一定间距510MM。绘制印制板的定位孔和板上各元器件的固定孔。4用铅笔画出各元器件的外形轮廓。注意各元器件的轮廓尺寸与实物对应，元器件的间距要均匀一致。5确定并标出各焊盘的位置。此时不要考虑焊盘的间距是否整齐一致，而要根据元器件的大小形状确定。6勾画印制导线。只标明导线的走向及路径，不需要把印制导线按照实际宽度画出来，但要考虑导线间的距离。7将铅笔绘制的草图反复核对无误以后，用铅笔重描焊点及印制导线。图22草图绘制过程8标明焊盘尺寸及导线宽度。六作业在PROTEL上绘制如下图（A）和图（B）的SCH原理图和PCB图。建议在MISCELLANEOUSDEVICESLIB库中寻找元器件的SCH图。图（A）闪光灯电路图（B）声音的产生和放大测量学模拟试卷得分评卷人复查人1经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差（A）。A180B0C90D270215000地形图的比例尺精度是（D）。A5MB01MMC5CMD50CM3以下不属于基本测量工作范畴的一项是（C）。A高差测量B距离测量C导线测量D角度测量4已知某直线的坐标方位角为220，则其象限角为（D）。A220B40C南西50D南西405由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为（A）。A坐标正算B坐标反算C导线计算D水准计算6闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差（A）。A为一不等于0的常数B与导线形状有关C总为0D由路线中两点确定7在地形图中，表示测量控制点的符号属于（D）。A比例符号B半依比例符号C地貌符号D非比例符号8在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为（A）。A后方交会B前方交会C侧方交会D无法确定9两井定向中不需要进行的一项工作是（C）。A投点B地面连接C测量井筒中钢丝长度D井下连接10绝对高程是地面点到（C）的铅垂距离。A坐标原点B任意水准面C大地水准面D赤道面11下列关于等高线的叙述是错误的是（A）A高程相等的点在同一等高线上B等高线必定是闭合曲线，即使本幅图没闭合，则在相邻的图幅闭合C等高线不能分叉、相交或合并一、单项选择题（每小题1分，共20分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。D等高线经过山脊与山脊线正交12下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是（B）A几何图形符号，定位点在符号图形中心B符号图形中有一个点，则该点即为定位点C宽底符号，符号定位点在符号底部中心D底部为直角形符号，其符号定位点位于最右边顶点处13下面关于控制网的叙述错误的是（D）A国家控制网从高级到低级布设B国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等C国家控制网分为平面控制网和高程控制网D直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网14下图为某地形图的一部分，各等高线高程如图所视，A点位于线段MN上，点A到点M和点N的图上水平距离为MA3MM，NA2MM，则A点高程为（A）A364MB366MC374MD376M15如图所示支导线，AB边的坐标方位角为，转折角如图，则CD边30125AB的坐标方位角为（B）CDABCD3075301530453029516三角高程测量要求对向观测垂直角，计算往返高差，主要目的是（D）A有效地抵偿或消除球差和气差的影响B有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响C有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响D有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响17下面测量读数的做法正确的是（C）A用经纬仪测水平角，用横丝照准目标读数ANM373635100301303010030DCBAB用水准仪测高差，用竖丝切准水准尺读数C水准测量时，每次读数前都要使水准管气泡居中D经纬仪测竖直角时，尽量照准目标的底部18水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是（D）。A对中整平瞄准读数A整平瞄准读数精平C粗平精平瞄准读数D粗平瞄准精平读数19矿井平面联系测量的主要任务是（D）A实现井上下平面坐标系统的统一B实现井上下高程的统一C作为井下基本平面控制D提高井下导线测量的精度20井口水准基点一般位于（A）。A地面工业广场井筒附近B井下井筒附近C地面任意位置的水准点D井下任意位置的水准点得分评卷人复查人21水准测量中，为了进行测站检核，在一个测站要测量两个高差值进行比较，通常采用的测量检核方法是双面尺法和。22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_磁北方向_和坐标纵线方向。23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_和不依比例符号。24井下巷道掘进过程中，为了保证巷道的方向和坡度，通常要进行中线和_的标定工作。25测量误差按其对测量结果的影响性质，可分为系统误差和_偶然误差_。26地物注记的形式有文字注记、_和符号注记三种。27象限角的取值范围是090。28经纬仪安置通常包括整平和对中。29为了便于计算和分析，对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示，这个数学曲面称为参考托球面。二、填空题（每空2分，共20分）30光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和差分。得分评卷人复查人31竖盘指标差竖盘分划误差32水准测量利用水准仪测定两点间的高差33系统误差由客观原因造成的具有统计规律性的误差34视准轴仪器望远镜物镜和目镜中心的连线得分评卷人复查人35简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。对中，整平，定向，测角。观测角度值减去定向角度值三、名词解释（每小题5分，共20分）四、简答题（每小题5分，共20分）36什么叫比例尺精度它在实际测量工作中有何意义图上01毫米在实地的距离。可以影响地物取舍37简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。38高斯投影具有哪些基本规律。得分评卷人复查人39在12000图幅坐标方格网上，量测出AB20CM,AC16CM,AD39CM,AE52CM。试计算AB长度DAB及其坐标方位角AB。40从图上量得点M的坐标XM1422M,YM8671M；点A的坐标为XA4234M,YA8500M。试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。ABDCEBA1200140016001800五、计算题（每小题10分，