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[资料] 【下载】高速PCB设计新手入门及进阶教程(上中下 3篇)——不错的一份高速PCB布局、布线学习资料
2019-11-19 18:38:48  306 pcb设计 高速PCB设计
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PCB新手设计经典课程,资料包括入门、进阶部分,适合学习高速PCB设计人员。
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【资料内容展示】

1、电源、地线的处理

既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、  地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、  地线的布线要认真对待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量。

对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因,  现只对降低式抑制噪音作以表述:
(1)众所周知的是在电源、地线之间加上去电容。
(2)尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为: 0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm   对数字电路的 PCB 可用宽的地导线组成一个回路,  即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)   
(3)用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。   

2  数字电路与模拟电路的共地处理

现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。  

数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件,对地线来说,整人 PCB 对外界只有一个结点,所以必须在 PCB 内部进行处理数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在PCB与外界连接的接口处(如插头等)。数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连接点。也有在 PCB上不共地的,这由系统设计来决定。

3  信号线布在电(地)层上

在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电(地)层上进行布线。首先应考虑用电源层,其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。   

4  大面积导体中连接腿的处理

在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如:①焊接需要大功率加热器。②容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要,做成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电(地)层腿的处理相同。  

5  布线中网络系统的作用

在许多 CAD 系统中,布线是依据网络系统决定的。网格过密,通路虽然有所增加,但步进太小,图场的数据量过大,这必然对设备的存贮空间有更高的要求,同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的,如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏,通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。

标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1 英寸的整倍数,如:0.05 英寸、0.025 英寸、0.02英寸等。 6  设计规则检查(DRC)

布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面:

(1)线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。   
(2)电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)?在 PCB中是否还有能让地线加宽的地方。   
(3)对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。   
(4)模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线。   
(5)后加在PCB 中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。   
(6)对一些不理想的线形进行修改。   
(7)在 PCB 上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。   
(8)多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。   
   
第二篇   PCB 布局

在设计中,布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果,因此可以这样认为,合理的布局是PCB 设计成功的第一步。

布局的方式分两种,一种是交互式布局,另一种是自动布局,一般是在自动布局的基础上用交互式布局进行调整,在布局时还可根据走线的情况对门电路进行再分配,将两个门电路进行交换,使其成为便于布线的最佳布局。在布局完成后,还可对设计文件及有关信息进行返回标注于原理图,使得 PCB 板中的有关信息与原理图相一致,以便在今后的建档、更改设计能同步起来,  同时对模拟的有关信息进行更新,使得能对电路的电气性能及功能进行板级验证。

--考虑整体美观

一个产品的成功与否,一是要注重内在质量,二是兼顾整体的美观,两者都较完美才能认为该产品是成功的。 在一个PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉。

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