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印制PCB電路板的設計是以電路原理圖為根據,實現電路設計者所需要的功能。印刷電路板的設計主要指版圖設計,需要考慮外部連接的布局。內部電子元件的優化布局。金屬連線和通孔的優化布局。電磁保護。熱耗散等各種因素。優秀的版圖設計可以節約生產成本,達到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設計可以用手工實現,復雜的版圖設計需要借助計算機輔助設計(CAD)實現。
在高速設計中,可控阻抗板和線路的特性阻抗是最重要和最普遍的問題之一。首先了解一下傳輸線的定義:傳輸線由兩個具有一定長度的導體組成,一個導體用來發送信號,另一個用來接收信號(切記“回路”取代“地”的概念)。在一個多層板中,每一條線路都是傳輸線的組成部分,鄰近的參考平面可作為第二條線路或回路。一條線路成為“性能良好”傳輸線的關鍵是使它的特性阻抗在整個線路中保持恒定。
線路板成為“可控阻抗板”的關鍵是使所有線路的特性阻抗滿足一個規定值,通常在25歐姆和70歐姆之間。在多層線路板中,傳輸線性能良好的關鍵是使它的特性阻抗在整條線路中保持恒定。
但是,究竟什么是特性阻抗?理解特性阻抗最簡單的方法是看信號在傳輸中碰到了什么。當沿著一條具有同樣橫截面傳輸線移動時,這類似圖1所示的微波傳輸。假定把1伏特的電壓階梯波加到這條傳輸線中,如把1伏特的電池連接到傳輸線的前端(它位于發送線路和回路之間),一旦連接,這個電壓波信號沿著該線以光速傳播,它的速度通常約為6英寸/納秒。當然,這個信號確實是發送線路和回路之間的電壓差,它可以從發送線路的任何一點和回路的相臨點來衡量。圖2是該電壓信號的傳輸示意圖。
Zen的方法是先“產生信號”,然后沿著這條傳輸線以6英寸/納秒的速度傳播。第一個0.01納秒前進了0.06英寸,這時發送線路有多余的正電荷,而回路有多余的負電荷,正是這兩種電荷差維持著這兩個導體之間的1伏電壓差,而這兩個導體又組成了一個電容器。
在下一個0.01納秒中,又要將一段0.06英寸傳輸線的電壓從0調整到1伏特,這必須加一些正電荷到發送線路,而加一些負電荷到接收線路。每移動0.06英寸,必須把更多的正電荷加到發送線路,而把更多的負電荷加到回路。每隔0.01納秒,必須對傳輸線路的另外一段進行充電,然后信號開始沿著這一段傳播。電荷來自傳輸線前端的電池,當沿著這條線移動時,就給傳輸線的連續部分充電,因而在發送線路和回路之間形成了1伏特的電壓差。每前進0.01納秒,就從電池中獲得一些電荷(±Q),恒定的時間間隔(±t)內從電池中流出的恒定電量(±Q)就是一種恒定電流。流入回路的負電流實際上與流出的正電流相等,而且正好在信號波的前端,交流電流通過上、下線路組成的電容,結束整個循環過程。
一、國內用的比較多的是protel,protel 99se,protel DXP,Altium,這些都是一個公司發展,不斷升級的軟件;當前版本是Altium Designer 9.1 比較簡單,設計比較隨意,但是做復雜的PCB這些軟件就不是很好。
二、Cadence spb軟件Cadence spb這是Cadence的軟件,當前版本是Cadence SPB 16.5;其中的ORCAD原理圖設計是國際標準;其中PCB設計、仿真很全,用起來比protel復雜,主要是要求、設置復雜;但是為設計做好了規定,所以設計起來事半功倍,比protel就明顯強大。
三、Mentor公司的BORDSTATIONG和EE,其中BOARDSTATION由于只適用于UNIX系統,不是為PC機設計,所以使用的人較少;當前MentorEE版本為Mentor EE 7.9和Cadence spb屬于同級別的PCB設計軟件,它有些地方比cadence spb差,它的強項是拉線、飛線,人稱飛線王。
四、EAGLE Layout這是歐洲使用最廣泛的PCB設計軟件?!∩鲜鏊fPCB設計軟件,用的比較多的,Cadence spb和MentorEE 是里面當之無愧的王者?!∪绻浅鯇W設計PCB我覺得Cadencespb 比較好,它可以給設計者養成一個良好的設計習慣,而且能保證良好的設計質量。
設置技巧
設計在不同階段需要進行不同的各點設置,在布局階段可以采用大格點進行器件布局;
對于IC、非定位接插件等大器件,可以選用50~100mil的格點精度進行布局,而對于電阻電容和電感等無源小器件,可采用25mil的格點進行布局。大格點的精度有利于器件的對齊和布局的美觀。
1、在通常情況下,所有的元件均應布置在電路板的同一面上,只有頂層元件過密時,才能將一些高度有限并且發熱量小的器件,如貼片電阻、貼片電容、貼片IC等放在底層。
2、在保證電氣性能的前提下,元件應放置在柵格上且相互平行或垂直排列,以求整齊、美觀,在一般情況下不允許元件重疊;元件排列要緊湊,元件在整個版面上應分布均勻、疏密一致。
3、電路板上不同組件相臨焊盤圖形之間的最小間距應在1MM以上。
4、離電路板邊緣一般不小于2MM.PCB電路板的最佳形狀為矩形,長寬比為3:2或4:3.電路板面尺大于200MM乘150MM時,應考慮電路板所能承受的機械強度。
自公司成立起一直致力于高精密及特種材料PCB打樣電路板的研發印制,現已具備制造1-28層高精度阻抗、多層盲埋、高頻高TG、鋁基板、銅基板、銅基與陶瓷基PCB線路板等特種鋁基板廠。