教程第10章基础PCB设计

PCB设计基础教程PCB设计 (Printed Circuit Board Design) 是一项基础而重要的技能，它是电子设备中电路板的设计和制造过程。

该过程涉及到布线、排布和连接电子元件，以及最终在用于生产的电路板上制造的图案。

在本教程中，我们将介绍一些关键的PCB设计基础知识，帮助您快速入门这一领域。

第一步是选择适当的设计工具。

市场上有许多专业的PCB设计软件可供选择，包括Eagle、Altium Designer和KiCad等。

这些软件都提供了丰富的功能，可以帮助您完成从原理图绘制到PCB布局的整个设计流程。

接下来，您需要创建电路的原理图。

原理图是电路板设计的基础，它直观地显示了电路的组成和连接方式。

在原理图中，您可以使用符号和线连接电子元件，以及标注电路的各个参数和特性。

设计原理图后，您可以开始进行PCB布局。

PCB布局是将电子元件放置在电路板上的过程。

在这个过程中，您需要考虑到元件之间的连接、阻抗匹配、信号干扰等因素。

您还可以选择元件的摆放方式，以便优化电路板的性能和尺寸。

一旦您完成了PCB布局，接下来就是进行布线。

布线是将电子元件之间的连接线路绘制到电路板上的过程。

在布线时，您需要考虑信号传输的路径、信号干扰的最小化以及电路板的层间布局等因素。

您可以使用PCB 设计软件提供的自动布线功能，或者手动布线以更精确地控制连接的路径和参数。

完成布线后，您可以进行电路板的验证和调试。

这包括使用PCB设计软件进行电路模拟和仿真，以验证电路的功能和性能。

您还可以进行原型验证，在实际硬件上测试电路的功能和性能。

最后，一旦您满意电路板的设计和验证结果，就可以准备将其转换为适用于生产的文件。

这包括生成PCB制造文件，包括Gerber文件和钻孔文件等。

这些文件将被发送给PCB制造商，用于生产和组装电路板。

综上所述，PCB设计涉及多个步骤，包括原理图绘制、PCB布局、布线、验证和文件生成等。

了解和掌握这些基础知识将帮助您更好地进行PCB设计，并提高您设计出高质量电路板的能力。

PCB设计_PCB设计基本操作PCB设计是电子设备制造中不可或缺的一环，它涉及到电路原理设计、元器件选型、PCB布局规划、信号传输、电磁兼容性等多方面内容。

在实际的PCB设计过程中，设计师需要掌握一系列基本操作才能顺利完成设计任务。

本文将介绍PCB设计的基本操作，并结合实例进行详细说明。

1.元器件选型在进行PCB设计之前，首先需要确定电路所需要的元器件。

PCB设计中的元器件包括电阻、电容、电感、晶体管、集成电路等。

在进行元器件选型时，设计师需要考虑元器件的参数如容值、电压、功率、尺寸等是否符合设计要求，并且要选择符合预算的元器件。

2.PCB尺寸确定PCB的尺寸是设计中至关重要的一环。

设计师需要根据电路功能、元器件布局等因素确定PCB的尺寸，并且要考虑到PCB在实际使用中的安装情况，保证PCB可以正常放置在设备内部。

3.PCB布局规划PCB布局规划是PCB设计的重要步骤，它涉及到元器件的摆放、连线、电源线、接地线等内容。

设计师需要根据电路原理图进行元器件布局，保证信号传输通畅、电路稳定，并且要避免元器件之间的相互干扰。

4.信号传输在进行PCB布局时，设计师需要考虑信号传输的问题。

信号传输路径的设计要尽量避免信号线走过大面积的地面，要保持信号线的最短路径和避免信号线之间的干扰。

此外，还要考虑信号线的阻抗匹配，以保证信号传输的稳定性。

5.电源线、接地线布局电源线和接地线是PCB设计中至关重要的部分。

电源线要避免和信号线交叉，以减少电磁干扰，同时要保证电源线的稳定性。

接地线要保持短而宽的设计，减少电磁波的传播，使整个PCB系统的接地电位维持在同一个电位上。

6.元器件布局的示例：以一个简单的LED灯控制电路为例，设计师需要考虑LED的位置、电源和接地线的布局等。

LED应该尽量靠近电源引脚，以减少信号传输路径，电源线和接地线要尽量保持短而宽的设计，以确保LED工作的稳定性。

7.PCB设计软件的使用在进行PCB设计时，设计师需要掌握专业的PCB设计软件，如Altium Designer、Cadence Allegro等。

PCB设计入门概要本章旨在说明如何生成电路原理图、把设计信息更新到PCB文件中以及在PCB中布线和生成器件输出文件。

并且介绍了工程和集成库的概念以及提供了3D PCB开发环境的简要说明。

欢迎使用Altium Designer，这是一个完善的适应电子产品发展的开发软件。

本章将以"非稳态多谐振荡器"为例，介绍如何创建一个PCB工程。

Contents创建一个新的PCB工程创建一个新的电气原理图设置原理图选项画电路原理图加载元件和库在电路原理图中放置元件电路连线设置工程选项检查原理图的电气属性设置Error Reporting设置Connection Matrix设置Comparator编译工程创建一个新的PCB文件导入设计印刷电路板（PCB）的设计对PCB工作环境的设置定义层堆栈和其他非电气层的视图设置设置新的设计规则在PCB上摆放元器件手动布线板的自动布线板设计数据校验在3D模式下查看电路板设计为元器件封装创建和导入3D实体检验PCB板设计输出文件手动输出文件生成Gerber 文件创建一个器件清单深入研究创建一个新的PCB工程在Altium Designer里，一个工程包括所有文件之间的关联和设计的相关设置。

一个工程文件，例如xxx.PrjPCB，是一个ASCII文本文件，它包括工程里的文件和输出的相关设置，例如，打印设置和CAM设置。

与工程无关的文件被称为"自由文件"。

与原理图和目标输出相关联的文件都被加入到工程中，例如PCB，FPGA，嵌入式(VHDL)和库。

当工程被编译的时候，设计校验、仿真同步和比对都将一起进行。

任何原始原理图或者PCB的改变都将在编译的时候更新。

所有类型的工程的创建过程都是一样的。

本章以PCB工程的创建过程为例进行介绍，先创建工程文件，然后创建一个新的原理图并加入到新创建的工程中，最后创建一个新的PCB，和原理图一样加入到工程中。

作为本章的开始，先来创建一个PCB工程：图6-1 PCB工程的创建1.选择File>>New>>Project>>PCB Project，或在Files面板的内New选项中单击Blank Project (PCB)。

PCB设计基础教程PCB设计是电子工程师必须掌握的基本技能之一，它在电子产品开发中扮演着重要的角色。

在PCB设计中，每一个元件都有它自己的位置和连接方式，因此，在电子系统中，PCB设计往往决定着电子产品的性能以及稳定性。

本文将向您介绍基础的PCB设计知识。

一、概述PCB的全称是Printed Circuit Board，中文名叫印制电路板。

它是一种载有电子元件的平面板，用于连接各种电子元件和部件，组成一个完整的电子电路系统。

在PCB设计中，主要是通过连接各个元件实现电路功能的设计。

二、PCB设计流程1.确定电路要求：在进行PCB设计之前，需要先明确电路的具体要求，包括电压、电流、容量、频率、负载和噪声等要素。

在明确这些参数后，才有助于进行后续的PCB设计。

2.电路结构设计：在确定完电路的要求之后，接下来需要进行电路结构设计。

这个过程主要是决定元件和部件的安置和连接方式，以及布局的排列顺序和位置。

同时还需关注元件与板面的距离、线宽、线间距、孔径和阻抗等设计要素。

3.部件封装设计：电气部件的外形不同，对应的封装也不同，因此需要进行部件封装的设计。

部件封装的设计要素主要包括引脚、位置和大小等。

在PCB设计过程中，通过确定部件的封装大小和引脚位置等因素，来决定元件的安装位置和方向。

4.电路原理图：PCB设计的最后一步就是进行电路原理图的设计。

在进行电路原理图设计时，需要将PCB部件与设计原理图分离，以便于进行布局、连线的设计和元件的检查。

三、PCB常用工具及其使用方法1. PCB绘图软件：为进行PCB设计，需要使用一款专业的PCB绘图软件。

常用的PCB绘图软件包括Altium Design、Mentor Graphics、Eagle、Pads等。

这些软件提供了各种工具和功能，使得PCB设计变的更加简单、灵活。

2. PCB元件库管理：PCB元件库管理工具使得元件的选取和管理更加方便。

通过这个工具，可以进行元件查找、封装的选择以及导入和导出等操作。

PCB设计使用教程AD10PCB设计使用教程AD10AD10是一款功能强大且易于使用的PCB设计工具，可用于设计和制造电路板。

下面是一个适合初学者的AD10PCB设计使用教程，内容包括AD10的基本操作、组件布局、信号捕获等。

接下来，使用AD10的绘图工具开始绘制电路板的轮廓。

在主菜单中选择"设计"，然后选择"电路板设计"，再选择"绘制电路板轮廓"。

使用矩形、圆形和直线绘制工具，根据需要绘制电路板的形状。

完成电路板轮廓的绘制后，可以开始布局电路板上的组件。

在主菜单中选择"设计"，然后选择"原理图设计"，再选择"添加组件"。

在弹出的窗口中，选择需要添加的组件，并将其拖放到电路板上的合适位置。

在布局组件时，需要考虑组件之间的连线和信号传输。

可以使用AD10的信号捕获工具来自动连接电路板上的组件。

在主菜单中选择"设计"，然后选择"信号捕获"，再选择"自动信号捕获"。

AD10将根据组件之间的物理位置自动连接信号。

完成信号捕获后，可以进行进一步的调整和优化。

可以调整组件的位置和方向，以确保信号的最佳路径和最短路径。

可以使用AD10的布线工具进行这些调整。

在主菜单中选择"设计"，然后选择"布线"，再选择"手动布线"。

使用布线工具将信号路径连接到组件之间的最佳路径上。

完成布线后，可以生成电路板的原理图和制造文件。

在主菜单中选择"设计"，然后选择"生成制造文件"。

AD10将生成原理图文件、制造文件和Gerber文件，可用于电路板的制造和组装。

以上只是AD10PCB设计的基本操作，AD10还有许多高级功能和工具可供探索和使用。

通过练习和实践，您可以逐渐掌握AD10的各种功能，并设计出高质量的电路板。

第讲PCB设计基础及实训PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是现代电子产品中不可或缺的重要组成部分。

在电子产品的设计过程中，PCB设计起着至关重要的作用。

本文将介绍PCB设计的基础知识以及实际的实训过程。

PCB设计的基础知识主要包括电路设计、封装、布线和尺寸规划等。

在进行PCB设计之前，我们需要对电路进行设计，并将电路设计转化为PCB设计的元件。

这些元件称为封装，它们的作用是将电路设计映射到PCB设计中。

封装的选择需要根据实际应用需求进行，例如功耗、尺寸和热量散发等。

布线是将各个元件连接起来的过程，需要合理规划信号的走线路径，避免干扰和串扰。

尺寸规划是对PCB板的尺寸大小进行规划，要考虑到元件的布局、外壳的尺寸以及机械结构等因素。

PCB设计的实际操作过程可以通过常见的PCB设计软件来完成。

例如，Altium Designer、Cadence Allegro和Mentor PADS等软件都是业界常用的工具。

在进行PCB设计之前，我们需要了解软件的基本操作和界面布局。

通常，PCB设计软件提供了元件库、封装库和布线工具等功能。

在实际的PCB设计过程中，我们需要注意一些关键要点。

首先，封装的选择要合理，要确保封装的尺寸、引脚和焊盘数量与元件的要求相匹配。

其次，布线时要避免信号干扰和串扰。

信号走线要遵循PCB设计的规范，例如，要将高频信号和低频信号分开布线，避免相互干扰。

此外，布线时还需要考虑到电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的问题。

PCB设计的实训过程可以通过多个步骤来完成。

首先，我们需要了解实训项目的需求和目标。

然后，进行电路设计，将电路设计映射到PCB设计中。

接下来，选择合适的封装、规划尺寸，并进行布线。

在布线过程中，我们可以使用自动布线工具来辅助完成。

最后，进行电路仿真和验证，确保PCB设计的性能满足需求。

综上所述，PCB设计是电子产品设计过程中不可或缺的一部分。

第10章PADS Layout的元器件的布局第10章 PADS Layout的元器件的布局PADS Layout是复杂的、高速印制电路板的设计环境。

它是一个强有力的基于形状化(shape-based)、规则驱动(rules-driven)的布局设计方案。

PADS Layout的布局可以通过自动和手工两种方式来进行。

本章将从布局规则开始，对如何利用PADS2021软件实现元件布局进行详细的介绍，使读者对手动布局和自动布局有一个比较全面的了解。

10.1 布局规则介绍在PCB设计中，PCB布局是指对电子元器件在印刷电路上如何规划及放置的过程，它包括规划和放置两个阶段。

合理的布局是PCB设计成功的第一步，布局结果的好坏将直接影响到布线的效果和可制造性。

不恰当的布局可能导致整个设计的失败或生产效率降低。

在PCB设计中，关于如何合理布局应当考虑PCB的可制性、合理布线的要求、某种电子产品独有的特性等。

10.1.1 PCB的可制造性与布局设计PCB的可制造性是说设计出的PCB要符合电子产品的生产条件。

如果是试验产品或者生产量不大需要手工生产，可以较少考虑；如果需要大批量生产，需要上生产线生产的产品，则PCB布局就要做周密的规划。

需要考虑贴片机、插件机的工艺要求及生产中不同的焊接方式对布局的要求，严格遵照生产工艺的要求，这是设计批量生产的PCB应当首先考虑的。

当采用波峰焊时，应尽量保证元器件的两端焊点同时接触焊料波峰。

当尺寸相差较大的片状元器件相邻排列，且间距很小时，较小的元器件在波峰焊时应排列在前面，先进入焊料池。

还应避免尺寸较大的元器件遮蔽其后尺寸较小的元器件，造成漏焊。

板上不向组件相邻焊盘图形之间的最小间距应在1mm以上。

元器件在PCB板上的排向，原则上是随元器件类型的改变而变化，即同类元器件尽可能按相同的方向排列，以便元器件的贴装、焊接和检测。

布局时，DIP封装的汇摆放的方向必须与过锡炉的方向垂直，不可平行，如图10-1所示。

第10章PCB设计系统的操作
2023.在封装库中找出二极管的封装DIODE0.4
，单击按钮，如图10-32所示。

4.双击左边的焊盘，弹出如图10-33所示的对话框，将【Designator】属性改为
1，用同样的方法将右边焊盘的【Designator】属性改为2，单击按钮，更新PCB后保存。

图10-32 图10-33
10.5 覆铜的应用
覆铜是指将电路板上空白的地方覆上铜膜。

设置覆铜可以提高电路板的抗干扰能力，还可以使电路板变得美观。

覆铜可以有效地实现电路板的信号屏蔽作用，提供电路板信号的抗电磁干扰能力。

10.5.1 设置覆铜
执行【Place】/【Polygon Plane】命令，或者单击如图10-34所示工具栏中的快捷图标，弹出如图10-35示的对话框。

图10-34 图10-35。