代换IC技巧，让PCB电路设计更完美！（附7大PCB布局原则）
（EDA365陆妹整理）
在PCB电路设计中会遇到需要代换IC的时候，下面就来分享一下代换IC时的技巧，帮助设计师在PCB电路设计时能更完美。
直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC，代换后不影响机器的主要性能与指标。
其代换原则是：代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同，还应注意逻辑极性相同，即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。性能指标是指IC的主要电参数（或主要特性曲线）、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。
同一型号IC的代换一般是可靠的，安装集成PCB电路时，要注意方向不要搞错，否则，通电时集成PCB电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC，虽型号、功能、特性相同，但引脚排列顺序的方向是有所不同的。例如，双声道功放ICLA4507，引脚有“正”、“反”之分，其起始脚标注（色点或凹坑）方向不同：没有后缀与后缀为“R”，的IC等，例如M5115P与M5115RP。
2、型号前缀字母相同、数字不同IC的代换
这种代换只要相互间的引脚功能完全相同，其内部PCB电路和电参数稍有差异，也可相互直接代换。如：伴音中放ICLA1363和LA1365，后者比前者在IC第5脚内部增加了一个稳压二极管，其它完全一样。
一般情况下，前缀字母是表示生产厂家及PCB电路的类别，前缀字母后面的数字相同，大多数可以直接代换。但也少数特例，虽数字相同，但功能却完全不同。例如，HA1364是伴音IC，而uPC1364是色解码IC；数字是4558的，8脚的是运算放大器NJM4558，14脚的是CD4558数字PCB电路；故二者完全不能代换。所以一定还要看引脚功能。
有的厂家引进未封装的IC芯片，然后加工成按本厂命名的产品，还有为了提高某些参数指标而改进的产品。这些产品常用不同型号进行命名或用型号后缀加以区别。例如，AN380与uPC1380可以直接代换，AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代换。
二、非直接代换
非直接代换是指不能进行直接代换的IC稍加修改外围PCB电路，改变原引脚的排列或增减个别元件等，使之成为可代换的IC的方法。
代换原则：代换所用的IC可与原来的IC引脚功能不同、外形不同，但功能要相同，特性要相近；代换后不应影响原机性能。
1、不同封装IC的代换
相同类型的IC芯片，但封装外形不同，代换时只要将新器件的引脚按原器件引脚的形状和排列进行整形。例如，AFTPCB电路CA3064和CA3064E，前者为圆形封装，辐射状引脚：后者为双列直插塑料封装，两者内部特性完全一样，按引脚功能进行连接即可。双列ICAN7114、AN7115与LA4100、LA4102封装形式基本相同，引脚和散热片正好都相差180度。前面提到的AN5620带散热片双列直插16脚封装、TEA5620双列直插18脚封装，9、10脚位于集成PCB电路的右边，相当于AN5620的散热片，二者其它脚排列一样，将9、10脚连起来接地即可使用。
2、PCB电路功能相同但个别引脚功能不同lC的代换
代换时可根据各个型号IC的具体参数及说明进行。如电视机中的AGC、视频信号输出有正、负极性的区别，只要在输出端加接倒相器后即可代换。
3、类塑相同但引脚功能不同IC的代换
这种代换需要改变外围PCB电路及引脚排列，因而需要一定的理论知识、完整的资料和丰富的实践经验与技巧。
4、有些空脚不应擅自接地
内部等效PCB电路和应用PCB电路中有的引出脚没有标明，遇到空的引出脚时，不应擅自接地，这些引出脚为更替或备用脚，有时也作为内部连接。
5、组合代换
组合代换就是把同一型号的多块IC内部未受损的PCB电路部分，重新组合成一块完整的IC，用以代替功能不良的IC的方法。对买不到原配IC的情况下是十分适用的。但要求所利用IC内部完好的PCB电路一定要有接口引出脚。
非直接代换关键是要查清楚互相代换的两种IC的基本电参数、内部等效PCB电路、各引脚的功能、IC部元件之间连接关系的资料。实际操作时予以注意。
（1）集成PCB电路引脚的编号顺序，切勿接错；
（2）为适应代换后的IC的特点，与其相连的外围PCB电路的元件要作相应的改变；
（3）电源电压要与代换后的工C相符，如果原PCB电路中电源电压高，应设法降压；电压低，要看代换IC能否工作；
（4）代换以后要测量IC的静态工作电流，如电流远大于正常值，则说明PCB电路可能产生自激，这时须进行去耦、调整。若增益与原来有所差别，可调整反馈电阻阻值；
（5）代换后IC的输入、输出阻抗要与原PCB电路相匹配；检查其驱动能力；
（6）在改动时要充分利用原PCB电路板上的脚孔和引线，外接引线要求整齐，避免前后交叉，以便检查和防止PCB电路自激，特别是防止高频自激；
（7）在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表，降压电阻阻值由大到小观察集成PCB电路总电流的变化是否正常。
6、用分立元件代换IC
有时可用分立元件代换IC中被损坏的部分，使其恢复功能。代换前应了解该IC的内部功能原理、每个引出脚的正常电压、波形图及与外围元件组成PCB电路的工作原理。同时还应考虑：
（1）信号能否从工C中取出接至外围PCB电路的输入端：
（2）经外围PCB电路处理后的信号，能否连接到集成PCB电路内部的下一级去进行再处理（连接时的信号匹配应不影响其主要参数和性能）。如中放IC损坏，从典型应用PCB电路和内部PCB电路看，由伴音中放、鉴频以及晋频放大级成，可用信号输入法找出损坏部分，若是音频放大部分损坏，则可用分立元件代替。
附录：7大PCB布局原则
（1）元器件最好单面放置。如果需要双面放置元器件，在底层（BottomLayer）放置插针式元器件，元器件最好单面放置。
就有可能造成电路板不易安放，也不利于焊接，所以在底层（BottomLayer）最好只放置贴片元器件在底层，类似常见的计算机显卡PCB板上的元器件布置方法。单面放置时只需在电路板的一个面上做丝印层，便于降低成本。
（2）合理安排接口元器件的位置和方向。一般来说，作为电路板和外界（电源、信号线）连接的连接器元器件，通常布置在电路板的边缘，如串口和并口。
如果放置在电路板的中央，显然不利于接线，接器元器件，也有可能因为其他元器件的阻碍而无法连接。另外在放置接口时要注意接口的方向，使得连接线可以另外在放置接口时要注意接口的方向顺利地引出，远离电路板。
接口放置完毕后，应当利用接口元器件的String（字符串）清晰地标明接口的种类；对于电源类接口，应当标明电压等级，防止因接线错误导致电路板烧毁。
（3）高压元器件和低压元器件之间最好要有较宽的电气隔离带。
也就是说不要将电压等级相差很大）高压元器件和低压元器件之间最好要有较宽的电气隔离带。不要将电压等级相差很大的元器件摆放在一起，这样既有利于电气绝缘，对信号的隔离和抗干扰也有很大好处。
（4）电气连接关系密切的元器件最好放置在一起。这就是模块化的布局思想。
（5）对于易产生噪声的元器件，例如时钟发生器和晶振等高频器件，在放置的时候应当尽量把它们放置在时钟输入端。
大电流电路和开关电路也容易产生噪声，在布局的时候这些元器件或模块也应该远离逻辑控制电路和存储电路等高速信号电路，如果可能的话，尽量采用控制板结合功率板的方式，利用接口来连接，以提高电路板整体的抗干扰能力和工作可靠性。
（6）在电源和芯片周围尽量放置去耦电容和滤波电容。去耦电容和滤波电容的布置是改善电路板电源质量，提高抗干扰能力的一项重要措施。
在实际应用中，印制电路板的走线、引脚连线和接线都有在实际应用中可能带来较大的寄生电感，导致电源波形和信号波形中出现高频纹波和毛刺，而在电源和地之间放置可能带来较大的寄生电感，导致电源波形和信号波形中出现高频纹波和毛刺，一个0.1F的去耦电容的去耦电容可以有效地滤除这些高频纹波和毛刺。
如果电路板上使用的是贴片电容，应该将贴片电容紧靠元器件的电源引脚。对于电源转换芯片，或者电源输入端，最好是布置一个10F或者更大的电容，以进一步改善电源质量。
（7）元器件的编号应该紧靠元器件的边框布置，大小统一，方向整齐，不与元器件、过孔和焊盘重叠。
元器件或接插件的第1引脚表示方向；正负极的标志应该在PCB上明显标出，不允许被覆盖；电源变换元器件电源变换元器件（如DC/DC变换器，线性变换电源和开关电源）旁应该有足够的散热空间和安装空间，外围留有足够的焊接空间等。
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达人自制功放前级+后级 TL082+IRF（附电路图）
前两天，做了AD827的前级，我没有别人那样的金耳朵，听不出音乐里的什么奥妙，但是感觉音量不够大、声场不够深。于是我想使用TL082搞一个耳机放大器，然后对比对比。 经过对比，发现各有千秋，082的高音不是很清脆，但也不是传闻中那样的垃圾。它的中音似乎很明亮，低音也很有劲。低音一阵阵的感觉。这个电路前级采用了两颗TL082,每个082构成一路单独的声道。后级采用了IRF634和IRF9634，因为TL082的输出实在太弱了，不可能去直接驱动耳机（我之前的AD827就是因为没有添加后级)。电源我依然没有使用稳压电路，而是使用了多个2200uF/16V的电容并联将近20000uF的大容量电容滤波，对于一个耗电不足500mA的电路，这几乎是个电池了。整流前加入了限流电阻，一是起到保险，二是可以减少整流管在大容量滤波电容前产生的高频谐波。不使用稳压更主要是环保，我不喜欢浪费资源，呵呵。可能会有人说你到底会不会玩呀？我的回答是：稳压电路只能改善一部分噪音，而且只是那么一小小点，但是会使整个电路的效率大打折扣。我的这个电路增益非常的低，从前到后13dB，运放完全可以克服电源0.5Vp-p的纹波。后级静态电流调整为150mA，这个很重要。太大了电源的滤波性能会下降，我已经说了，我没有使用稳压，太小会影响低阻耳机的发挥。（虽然我使用的是300欧的HD212PRO）更不能为0，那样运放会不停的输出高频脉冲来稳定中点，影响反应速度。中点电压为3mV。电位器采用了ALPS的50K双连，无极电容采用WIMA,变压器就电脑多媒体音箱里的双12V。其他的大家自己看吧，下边有图。整个电路两路输入，两路输出。经过了1～100KHz的测试，在输出6Vp-p时几乎没变化！很OK，没问题。够Hi-Fi了吧，虽然没有下AD827的血本，玩嘛。试听了林忆莲的《love ,sandy》专辑和孟庭苇的HDCD，高音很纤细，没有拖泥带水的感觉。比AD827也差不到哪里去呀，难道我们的耳朵能听到MHz的频率吗？呵呵。
这是我在播放高胜美的《风飞沙》！分别用foorbar2K，联想的FS310（早期的128M),诺基亚的5310XM对比，同样的320Kbit/s。咋差别就那么大呢？2K一流，FS310高频差那么一点点，可5310就差远啦，模糊不清。
今天，我在原来的TL082+IRF上改进了一些东西。理由嘛，很简单。想改进一下原来的频率特性，让高频延伸至更高，低频下潜的更深，而且还要改善瞬态反应。原来的TL082+IRF在驱动MOS的时候我没有施加电阻，造成了在高频时MOS的结电容和运放构成不良的耦合，方波上升到顶的时候有寄生振荡，而且边缘很明显，到200KHz的时候几乎没输出了。现在，1：我把驱动MOS的部分改为了47放大 ，驱动更强 2：偏压部分将原来的末级改为到IC的VDD和VSS，增加滤波性能 ，大大改善背景的低频噪音 3：取消大环回，改善高频瞬态反应（这个对改善瞬态特见效，我在搞视频放大里学到的） 4：增加了滤波电容，将原来的6颗增加到12颗，总容量达到30000uF，电源的总纹波下降到200mVp-p。5：后级偏压调节改用高精密电位器，调节更准确 6：更合理的布局，有艺术效果，你说呢？经过以上的打造，新TL082+IRF诞生了，我可以看到充分的发挥了TL082的性能，从输入前到输出能够达到16V/us，比官方的资料还高呢；带宽3Hz～250KHz（正弦波，80％增益范围）以下是电路图和一些实物图片。THD我没有仪器测量，不知道多少，不过我估计不会很大。 至于音色方面嘛，我自己搞了很多电路，也买过别人的成品来研究过。感觉各个产品之间好的东西信噪比高，声音会清晰些，不含糊，没有拖泥带水的感觉，即使是压缩碟也好。这个板子给我的感觉就是噪音基本上测量不到，至少在80dB以上！人的齿音更清晰，不刺耳，低音更均匀。 接下来我要为她设计一个漂亮外衣。
PCB：
原理图：
前视：
顶视：
侧面：
用DG1022测试：
测试条件：输入2Vp-p，100KHz 方波 输出5Vp-p，100KHz 。到1MHz仍然有输出哦，只是输出像三角波了。（TL082毕竟只有10几V/us，我们搞的是音频，不是视频！哥们，够了）比起AD827发挥的作用在音频领域估计是不相上下的。
看到这里，有的烧友可能就会问了，这样岂不是会有数码的金属声？OH！！！答对了，你确实很有才，想去除？很简单呀，加一个低通就解决啦，不过如果我们那样做的话，何必搞16V/us呢？JRC4558就可以了。首先我需要解释一下数码声的来源：就是音频信号被采样后会有一个阶梯，这个阶梯会和采样率和信号的频率有关，采样率越高，阶梯越低，信号的频率越高，阶梯越高。在信号还原的时候亦如此。现在的音源都是以数字格式存储的，数码的金属声不可避免，除非你把高音滤除掉（电子管功放恰恰就是这个特点，电子管的反应速度很快，但是也会有极板电容的存在）。我在比较EL34和这个TL082的时候，同样的音源，同样的耳机。两者的表现是不一样的，EL34显得温柔些（耐听），而TL082显得强有劲（清晰）。不过耳放在整个音乐重现过程中只是起到了大概20％的作用，需要好的音源和好的耳机，这个才是主要！
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