原理圖及PCB板設(shè)計基礎(chǔ)

1、原理圖設(shè)計：1、信號線束：把單條走線和總線匯集在一起進(jìn)行連接，可在一個原理圖中使用，也可以通過輸入/輸出端口，與另外的原理圖之間建立連接。2、電氣節(jié)點(diǎn)：在導(dǎo)線的T形交叉點(diǎn)處自動放置電氣節(jié)點(diǎn)，表示所畫線路在電氣意義上是連接的。但在十字交叉點(diǎn)處，系統(tǒng)無法判斷導(dǎo)線是否連接，不會自動放置電氣節(jié)點(diǎn)。如果導(dǎo)線確實是相互連接的，就需要手動放置電氣節(jié)點(diǎn)。P+J3、特色工作面板（1）SCH Inspector（檢查器）面板：用于實時顯示在原理圖中所選取對象的屬性；可同時編輯多個被選對象的屬性。亦可用用SCH Filter選中所需對象；用SCH List對對象進(jìn)行參數(shù)更改。來實現(xiàn)（2）SCH Filter（過濾器

2、）面板:查找多個具有相同或相似屬性的對象，進(jìn)而對其進(jìn)行編輯或修改；（3）SCH List（列表）面板：進(jìn)行過濾查找后，查找的結(jié)果除了在編輯窗口內(nèi)直接顯示出來以外，用戶還可以使用SCH List面板對查找結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的瀏覽，并且可以對有關(guān)對象的屬性直接編輯修改。（4）選擇內(nèi)存面板：把當(dāng)前原理圖文件或所有打開的原理圖文件中的選取對象存入某一內(nèi)部存儲器中，需要時直接調(diào)用；還可以隨時把新的選取對象加入內(nèi)部存儲器中或者清除不在需要的對象等。存儲：Shift+1或者STO1按鈕；瀏覽：apply；調(diào)用：RCL1按鈕。4、聯(lián)合與片段：（1）聯(lián)合及打碎器件：選中對象+右鍵unions。聯(lián)合后的對象可以作為單個

3、對象在窗口內(nèi)進(jìn)行移動、排列等編輯操作或者刪除。（2）片段：片段的生成與聯(lián)合的生成過程基本相同。所不同的是，片段可以長久保存，并且能夠使用系統(tǒng)提供的片段面板進(jìn)行查看、管理。System-snippetsPCB設(shè)計：1、多層板的埋孔、過孔和盲孔（作用：連接所設(shè)計的電子線路，電氣檢查也不會報錯）導(dǎo)通孔：一種用于內(nèi)層連接的金屬化孔，并不用于插入元件引線或其他增強(qiáng)材料；過孔：至少連通頂層和底層之間的電氣連接通孔，過孔在頂層和底層上沒有實際的電氣連接；埋孔：一端連接在頂層或底層，另一端連接在中間層的電氣連接半開孔；（一面沒有空間允許設(shè)置過孔焊盤，另外在高速電路設(shè)計時設(shè)置埋孔還可以減小過孔焊盤的寄生電容、寄

4、生電感對電子線路的影響）盲孔：在兩層中間層之間進(jìn)行電氣連接的金屬化孔；（可以增加其他層面的走線空間，在高速電路設(shè)計中盲孔有利于電子線路電氣性能的提高）元件孔：用于將插針式元器件固定在印刷版上并進(jìn)行電氣連接的孔。注：使用盲孔、埋孔一是因為對印刷電路板尺寸有要求，布線密度高，布線空間不夠；二是在高速電路設(shè)計中，使用埋孔、盲孔能有效減小線路信號輻射，從而減小布線給高頻小信號帶來的電氣干擾，但是在多層設(shè)計中大規(guī)模使用盲孔和埋孔會增加印刷版的制造成本。使用過孔對不同板層間的電子線路進(jìn)行電氣連接，能有效地減小印刷電路板的制造成本，也有利于提高印刷電路板的成品率。2、印刷電路板常用術(shù)語封裝：插針式、表貼式；

5、過孔：被沉積上一層金屬導(dǎo)電膜的小孔，用來連接不同層之間的銅膜導(dǎo)線，以建立電氣連接?？煞譃槿N類型：通孔、盲孔和埋孔。3、焊盤：用來固定元器件，并將元器件的引腳與PCB板上的銅膜導(dǎo)線連接起來的基點(diǎn)。4、網(wǎng)絡(luò)：來源于原理圖設(shè)計，原理圖中各元器件之間的邏輯連接關(guān)系確定了PCB設(shè)計中的網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)是具有連通性的一組邏輯上和物理上的連接關(guān)系。在同一網(wǎng)絡(luò)中，各點(diǎn)邏輯上是連通的，是電氣上的同一節(jié)點(diǎn)，布線后成為一組物理上連通的導(dǎo)線。不同的網(wǎng)絡(luò)之間是互不相連的，或者中間隔一元器件。不同網(wǎng)絡(luò)之間以網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽相區(qū)分，具有相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽的導(dǎo)線、焊盤、敷銅等屬于同一網(wǎng)絡(luò)。5、銅膜導(dǎo)線：完成PCB設(shè)計后的敷銅板經(jīng)過腐蝕加工

6、等工藝后，在印刷板上形成的實際敷銅走線，通常簡稱為導(dǎo)線。用來連接PCB板上的各個焊盤點(diǎn)，實現(xiàn)不同元器件之間的電氣連接。6、飛線：一種是用來指示元器件間相互連接的錯綜交叉網(wǎng)絡(luò)連接線，這種飛線能夠為用戶手動布線時提供連接指示，稱為“預(yù)拉線”，只是一種形式上的網(wǎng)絡(luò)連接線，并沒有任何電氣連接意義。在用戶通過自動或手動布線后，相應(yīng)的“預(yù)拉線”會在其連接導(dǎo)線布通之后消失。 另一種是實際存在的具有電氣意義的導(dǎo)線，在雙面板，特別是在單面板中比較常見。出現(xiàn)飛線的原因是由于電路板上元器件眾多，線路復(fù)雜，在自動和手工布線之后，可能仍存在無法布通的網(wǎng)絡(luò)，或者需要繞很遠(yuǎn)的路徑才能相互連通，此時就需要通過在元件面焊接一段

7、金屬絲來完成同一網(wǎng)絡(luò)的連接，實現(xiàn)電氣連通，這段金屬導(dǎo)線就是“飛線”，也是我們通常意義上所說的飛線。注：為了減少單面板上的飛線，使印刷電路板看起來更加美觀，實際設(shè)計時可在需要飛線的地方安放一只0的電阻來代替飛線。7、敷銅：是指在PCB布線結(jié)束之后，在無導(dǎo)線走過的區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)的銅膜。作用因適用環(huán)境不同而不同，例如，可以加大系統(tǒng)的接地面積，利用大面積銅膜能夠提高系統(tǒng)的抗干擾能力、滿足特殊元件的安裝需要、散熱及PCB的工藝穩(wěn)定性需要等。敷銅可以與網(wǎng)絡(luò)相連，也可以獨(dú)立存在，不同區(qū)域內(nèi)的敷銅也可以連接不同的網(wǎng)絡(luò)、在多數(shù)情況下，敷銅與地相連。8、安全間距：為了避免或者減小導(dǎo)線、過孔、焊盤以及元器件之間的相互干

8、擾，而在它們之間留出的一定間距。一般情況下，不同網(wǎng)絡(luò)間的元器件、過孔、焊盤安全間距不應(yīng)該小于4mil，特別是內(nèi)層導(dǎo)線的最小間距也不得小于4mil。在布線排得下的情況下，間距應(yīng)盡量取大值，以提高制板時的成品率并減小成品板故障的隱患。對于多層印刷板來說，起碼有一個電源層和一個地層、由于印刷板上所有的電壓都接在同一個電源層上，所以必須對電源層進(jìn)行分區(qū)隔離，分布線的大小一般采用2080mil的線寬為宜，電壓越高，分區(qū)線越粗。印刷電路板設(shè)計的基本原則：1、前期準(zhǔn)備：原理圖、電子線路的設(shè)計目標(biāo)、PCB板層數(shù)的選擇；2、確定尺寸大??；3、元器件選型；4、元器件布局（放置順序-鎖定；注意散熱；電性能：應(yīng)把連線

9、關(guān)系密切的元件盡量放在一起，并盡量對齊平行擺放，以縮短走線長度，減小彼此間的分布參數(shù)。但是帶強(qiáng)電的元件與其他元件的距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)些，并注意放置在調(diào)試時手不易碰到的地方）注：對于需要手動調(diào)節(jié)的元件放置的位置應(yīng)便于調(diào)試； 模擬電路與數(shù)字電路應(yīng)分開布設(shè)，不能放置在一起； “立式”和“臥式”安裝的元件孔距是不一樣的； 同一級電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近，并且本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級接地點(diǎn)上； 總地線必須嚴(yán)格按高頻-中頻-低頻一級級地按弱點(diǎn)到強(qiáng)電的順序排列原則，不可隨便翻來覆去亂接，級與級間寧可接線長點(diǎn)。5、電路板布線：（1）多層印刷板布線是按電路功能進(jìn)行布線的。在外層布線時，要求在焊接面上多布線，元

10、器件面少布線，這樣有利于印刷板的維修和排故。細(xì)、密導(dǎo)線和易受干擾的信號線，通常是安排在內(nèi)層。大面積的銅箔比較均勻分布在內(nèi)、外層，這將有助于減小板的翹曲度，也使電鍍時在表面獲得較均勻的鍍層。（2）為防止外形加工傷及印制導(dǎo)線和機(jī)械加工時造成層間短路，內(nèi)外層布線區(qū)的最外一根銅膜導(dǎo)線距離板子邊緣應(yīng)有一定的距離，至少應(yīng)大于50mil。（3）印制電路中不允許有交叉電路，對于可能交叉的線條，可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決，即讓某引線從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過去，或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去。在某些特殊情況下，如果電路很復(fù)雜時，為簡化設(shè)計也允許用導(dǎo)線跨接，以解決交叉電路問題。（4

11、）導(dǎo)線寬度的設(shè)置應(yīng)達(dá)到導(dǎo)線的載流要求，并盡可能寬些，留出余量，具體數(shù)值視PCB板的功耗和期間的工作電流而定。電源和地的導(dǎo)線要更寬，并盡量與其他導(dǎo)線的走向一致，以增強(qiáng)抗噪聲的能力。（5）平行信號線之間應(yīng)盡量留出較大的間距，以減少串?dāng)_。若兩條信號線相距較近，最好在兩線之間走一條接地線，這樣可以起到屏蔽作用。另外，兩相鄰層的布線應(yīng)互相垂直，以防止互相感應(yīng)產(chǎn)生串?dāng)_。多層板走線要把電源層、底層和信號層分開，減少電源、地、信號之間的干擾；（6）相鄰兩層印刷板的線條應(yīng)盡量相互垂直或走斜線、曲線，不能走平行線，以減少基板的層間耦合和干擾。且導(dǎo)線應(yīng)盡量走短線，特別是對小信號電路來講，線越短，電阻越小，干擾越小。

12、（7）設(shè)計信號傳輸線時應(yīng)避免急拐彎，以防傳輸線由于特性阻抗突變而產(chǎn)生反射，應(yīng)盡量設(shè)計成具有一定尺寸的均勻的圓弧線。（8）印制板上若裝有大電流器件，如繼電器、指示燈、喇叭等，它們的地線應(yīng)盡量分開單獨(dú)走，以減少地線上的噪聲。（9）對于小信號放大器放大前的弱信號應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)信號線，而且走線要盡可能地短，必要時還需要用地線對其進(jìn)行屏蔽。（10）強(qiáng)電流引線（公共地線、功放電源引線等）應(yīng)盡可能寬些，以降低布線電阻及其電壓降，可減小寄生耦合而產(chǎn)生的自激。（11）阻抗高的走線盡量短，阻抗低的走線可長一些，因為阻抗高的走線容易引入噪聲和吸收信號，引起電路不穩(wěn)定。（12）布線時還應(yīng)注意線條的寬度要盡量一致，避免導(dǎo)線突

13、然變粗及突然變細(xì)，有利于阻抗的匹配。6、鉆孔大小與焊盤的要求：鉆孔過小，會影響器件的裝插及元器件管腳上錫；鉆孔過大，焊接時會使焊點(diǎn)不夠飽滿，甚至導(dǎo)致焊錫通過鉆孔流到元器件層。元件孔的孔徑及焊盤大小的計算方法為： 元件孔的孔徑=元件引腳直徑（或?qū)蔷€）+（1030mil） 元件焊盤直徑元件孔直徑+18mil過孔孔徑，主要由成品板的厚度決定。對于高密度多層板，一般應(yīng)控制在板厚：孔徑5:1的范圍內(nèi)。過孔焊盤的計算方法為： 過孔焊盤直徑過孔直徑+12mil注：在多層板的焊孔與電源層、地層的連接處，為增加其可靠性，同時避免焊接過程中大面積金屬吸熱而產(chǎn)生虛焊，一般連接盤應(yīng)設(shè)計成花孔形狀。參數(shù)跟蹤器：坐標(biāo)位

14、置，坐標(biāo)指向的元器件、網(wǎng)絡(luò)、布線等參數(shù)信息。Shift+H：用于開啟或關(guān)閉Borad Insight參數(shù)跟蹤顯示窗口Shift+G：開啟Borad Insight參數(shù)跟蹤顯示窗口跟蹤鼠標(biāo)移動或關(guān)閉跟蹤，鎖定Borad Insight參數(shù)跟蹤顯示窗口Shift+D：開啟或關(guān)閉相對坐標(biāo)顯示。相對坐標(biāo)是為了協(xié)助設(shè)計者進(jìn)行等長線布線時計量線長所用。Shift+M：開啟或者關(guān)閉放大鏡功能，在交互式布線是可以幫助用戶快捷地進(jìn)行定位。放大鏡的尺寸大小、形狀以及放大的模式可通過【優(yōu)先設(shè)定】中的Borad Insight Lens選項卡來設(shè)置。Shift+X：用于激活Borad Insight窗口，以圖形和列表的方式為用戶顯示出光標(biāo)當(dāng)前所指位置處的網(wǎng)絡(luò)和元器件信息。Shift+V：激活Borad Insight窗口，顯示