設計PCB電路板的10個簡單步驟

如何設計PCB板并不容易。 其他工程師花了一些時間來學習PCB設計的技巧，您可以從他們的經(jīng)驗中受益。 如果您不熟悉PCB設計，并且仍在學習線路板設計，我們已經(jīng)整理了10個重要步驟，可用于為幾乎所有應用程序創(chuàng)建現(xiàn)代PCB布局。

任何工程設計都有很多內(nèi)容。 任何新的電子設備都將以框圖和/或一組電子原理圖開始。 原理圖完成并驗證后，您可以按照以下步驟在PCB設計軟件中創(chuàng)建現(xiàn)代PCB布局。 以下是PCB布局和設計步驟的完整列表：

1，創(chuàng)建原理圖,

2，創(chuàng)建空白的PCB布局

3，原理圖捕獲：鏈接到您的PCB,

4，設計PCB疊層

5，定義設計規(guī)則和DFM要求,

6，放置元件

7，插入鉆孔,

8，布線跟蹤

9，添加標簽和標識符,

10，生成設計文件

高速電路設計面臨的問題

伴隨著半導體技術的快速發(fā)展，時鐘頻率越來越高。目前，超過一半的數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率高于100MHz。另一方面，從半導體芯片封裝的發(fā)展來看，芯片體積越來越小、集成度越來越高、引腳數(shù)越來越多。所以，在當今的電路設計領域，電路系統(tǒng)正朝著大規(guī)模、小體積、高速度、高密度的方向飛速發(fā)展。這樣就帶來了一個問題，即芯片的體積減小導致電路的布局、布線很困難，而信號的頻率還在逐年增1高，邊沿速率越來越快，PCB上的電磁現(xiàn)象更復雜，適用于低速電路的電路理論知識（如基爾霍夫電壓/電流定律）可能已失去作用。此外，電子設備越來越廣泛地應用于人們的工作和生活之中，電子設備工作的電磁環(huán)境越來越復雜，電磁兼容問題也越來越重要。

總之，電子技術的發(fā)展給高速數(shù)字系統(tǒng)設計帶來了挑戰(zhàn)，作為高速電路設計的工程師，將不可避免地面臨一些新的問題。

電路的可靠性設計

①電路基本通用設計要求:主要指電路的防反接、上電涌流抑制、過流保護、上電復位、看門狗等基本的電路設計要求。

②熱設計:熱應力是導致電子產(chǎn)品失效的較為常見因素，電子器件的工作溫度是影響產(chǎn)品壽命和可靠性的關鍵因素，在減小功率損耗的基礎_上，必須合理通過熱的傳導、輻射和對流設計降低其工作溫度。

③電磁兼容設計:提高電路的抗擾度水平可提高電子產(chǎn)品在復雜電磁環(huán)境中的可靠性，主要包括靜電、浪涌、快速瞬變脈沖群、電壓中斷跌落和變化、傳導抗擾度、輻射抗擾度、工頻磁場抗擾度等。需要在設計階段從電路結構和參數(shù)、器件選擇、電路板設計以及軟件等多個方面著手，并通過對樣機的電磁兼容測試檢驗。

④安規(guī)設計:電子電氣產(chǎn)品的安規(guī)設計主要包括安全間隙和爬電距離、絕緣耐壓、接地、防電1擊、防燃防爆、防電磁輻射等，對電子元器件的選擇和電路設計有較為成熟的參考和標準要求。

⑤可制造性設計:根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝條件關注產(chǎn)品的可制造性設計可有效避免產(chǎn)品在生產(chǎn)、測試過程中受到損傷，降低質(zhì)量隱患，在PCB設計過程中遵循可制造性的規(guī)則，PCB設計完成后還可通過相關軟件工具進行DFM檢查，生成報告并優(yōu)化修改。

⑥結構和防護設計:主要指電路板的安裝結構和防護，需要避免機械應力對電路板和元器件的指傷，防水防塵等級以及電路板的三防設計。

高速PCB設計中的阻抗匹配

阻抗匹配阻抗匹配是指在能量傳輸時，要求負載阻抗要和傳輸線的特征阻抗相等，此時的傳輸不會產(chǎn)生反射，這表明所有能量都被負載吸收了。反之則在傳輸中有能量損失。在高速PCB設計中，阻抗的匹配與否關系到信號的質(zhì)量優(yōu)劣。

PCB走線什么時候需要做阻抗匹配？

不主要看頻率，而關鍵是看信號的邊沿陡峭程度，即信號的上升/下降時間，一般認為如果信號的上升/下降時間（按10%～90%計）小于6倍導線延1時，就是高速信號，必須注意阻抗匹配的問題。導線延1時一般取值為150ps/inch。