【学习】第7章印制电路板的设计.ppt

第7章 印制电路板的设计
印制电路板的设计基础
印制电路板的概念
印制电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）是以绝缘覆铜板为材料，经过印制、腐蚀、钻孔及后处理等工序，在覆铜板上刻蚀出PCB图上的导线，将电路中的各种元器件固定并实现各元器件之间的电气连接，使其具有某种功能。随着电子设备的飞速发展，PCB越来越复杂，上面的元器件越来越多，功能也越来越强大。
印制电路板根据导电层数的不同，可以分为单面板、双面板和多层板3种。
单面板：单面板只有一面覆铜，另一面用于放置元器件，因此只能利用覆了铜的一面设计电路导线和元器件的焊接。
双面板：双面板是一种双面都覆有铜的电路板，分为顶层Top Layer和底层Bottom Layer。
多层板：如果在双面板的顶层和底层之间加上别的层，如信号层、电源层或者接地层，即构成了多层板。
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印制电路板的设计流程
印制电路板的设计流程。
绘制电路原理图
规划电路板
设置参数
定义元器件封装
生成并加载网络报表
元器件自动布局
元器件手工布局
设置布线规则
自动布线
手工布线
生成报表文件
文件保存，打印输出
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（1）绘制电路原理图
电路原理图是设计印制电路板的基础，此工作主要在电路原理图的编辑环境中完成。
（2）规划电路板
印制电路板是一个实实在在的电路板，其规划包括电路板的规格、功能、工作环境等诸多因素。因此，在绘制电路板之前，用户应该对电路板有一个总体的规划。
（3）设置参数
主要是设置电路板的结构及尺寸、板层参数、通孔的类型、网格大小等。
（4）定义元器件封装
原理图绘制完成后，正确加入网络报表，系统会自动地为大多数元器件件提供封装。
（5）生成并加载网络报表
网络报表是连接电路原理图和印刷电路板设计之间的桥梁，是电路板自动布线的灵魂。
（6）元器件自动布局
元器件自动布局是由电路原理图根据网络报表转换成的PCB图。
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（7）元器件手工布局
对于那些自动布局不合理的元器件，可以进行手工调整。
（8）设置布线规则
飞线设置好后，在实际布线之前，要进行布线规则的设置，这是PCB板设计所必须的一步。
（9）自动布线
Altium Designer ，在设置好布线规则之后，可以利用系统提供的自动布线功能进行自动布线。
（10）手工布线
在自动布线结束后，有可能因为元器件的布局使自动布线无法完全解决问题或产生布线冲突，此时就需要进行手工布线加以调整。
（11）生成报表文件
印制电路板布线完成之后，可以生成相应的各种报表文件，比如元器件报表清单、电路板信息报表等。
（12）文件保存，打印输出
生成了各种报表文件后，可以将其打印输出保存，包括PCB文件和其他报表文件均可打印，以便今后工作中使用。
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印制电路板设计的基本原则
印制电路板中元器件的布局、走线的质量，对电路板的抗干扰能力和稳定性有很大的影响，所以在设计电路板时应遵循PCB设计的基本原则。

元器件布局不仅影响电路板的美观，而且还影响电路的性能。在元器件布局时，应注意以下几点：
▲ 按照关键元器件布局，即首先布置关键元器件，如单片机、DSP、存储器等，然后按照地址线和数据线的走向布置其他元器件。
▲ 高频元器件引脚引出的导线应尽量短些，以减少对其他元器件及电路的影响。
▲ 模拟电路模块与数字电路模块分开布置，不要混乱地放置在一起。
▲ 带强电的元器件与其他元器件的距离尽量远一些，并布置在调试时不易接触到的地方。
▲ 对于重量较大的元器件，安装到电路板上时要加一个支架固定，防止元器件脱落。
▲ 对于一些发热严重的元器件，可以安装散热片。
▲ 电位器、可变电容等元器件应放置在便于调试的地方。
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在布线时，应遵循以下基本原则：
▲ 输入端与输出端导线应尽量避免平行布线，以避免发生反馈耦合。
▲ 对于导线的宽度，应尽量宽些，最好取15mil以上，最小不能小于10mil。
▲ 导线间的最小间距是由线间绝缘电阻和击穿电压决定的，在条件允许的范围内尽量大一些，一般不能小于12mil。
▲ 微处理器芯片的数据线和地址线尽量平行布线。
▲ 布线时走线尽量少拐弯，若需要拐弯，一般取45度走向或圆弧形。在高频电路中，拐弯时不能取直角或锐角，以防止高频信号在导线拐弯时发生信号反射现象。
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