第3章-3.3-Protel-PCB-設(shè)計系統(tǒng)-1PCB設(shè)計基礎(chǔ)詳解.ppt

3 3ProtelPCB設(shè)計系統(tǒng) 本章將介紹PCB的結(jié)構(gòu) 與PCB設(shè)計相關(guān)的知識 PCB設(shè)計的原則 PCB編輯器的啟動方法及界面 3 3 1PCB設(shè)計基礎(chǔ) 3 3 1PCB設(shè)計基礎(chǔ) 一 PCB的基本常識二 PCB設(shè)計的基本原則三 PCB編輯器的啟動 一 PCB的基本常識 一 1印制電路板的結(jié)構(gòu) 可以分為 單面板 SignalLayerPCB 雙面板 DoubleLayerPCB 和多層板 MultiLayerPCB 一 2PCB元件封裝 不同的元件有相同的封裝 同一個元件也可以有不同的封裝 所以在取用焊接元件時 不僅要知道元件的名稱 還要知道元件的封裝 1 元件封裝的分類 1 針腳式元件封裝 2 表貼式 SMT 封裝 一 2PCB元件封裝 不同的元件有相同的封裝 同一個元件也可以有不同的封裝 所以在取用焊接元件時 不僅要知道元件的名稱 還要知道元件的封裝 2 元件封裝的名稱 元件封裝的名稱原則為 元件類型 焊盤距離 焊盤數(shù) 元件外形尺寸 一 3常用元件的封裝 1 電容類封裝 有極性電容類 RB5 10 5 RB7 6 15 非極性電容類 RAD 0 1 RAD 0 4 一 3常用元件的封裝 2 電阻類封裝 電阻類 AXIAL 0 3 AXIAL 1 0 可變電阻類 VR1 VR5 一 3常用元件的封裝 3 晶體管類封裝 晶體三極管 BCY W3 一 3常用元件的封裝 4 二極管類封裝 二極管類 DIODE 0 5 DIODE 0 7 一 3常用元件的封裝 5 集成電路封裝 集成電路DIP xxx封裝 一 3常用元件的封裝 6 電位器封裝 可變電阻類 VR1 VR5 一 4PCB的其他術(shù)語 1 銅膜導(dǎo)線與飛線 銅膜導(dǎo)線是敷銅板經(jīng)過加工后在PCB上的銅膜走線 又簡稱為導(dǎo)線 用于連接各個焊點 飛線只是形式上表示出網(wǎng)絡(luò)之間的連接 沒有實際的電氣連接意義 一 4PCB的其他術(shù)語 2 焊盤和導(dǎo)孔 焊盤是用焊錫連接元件引腳和導(dǎo)線的PCB圖件 可分為3種 圓形 Round 方形 Rectangle 八角形 Octagonal 一 4PCB的其他術(shù)語 2 焊盤和導(dǎo)孔 導(dǎo)孔 也稱為過孔 是連接不同板層間的導(dǎo)線的PCB圖件 可分為3種 從頂層到底層的穿透式導(dǎo)孔 從頂層通到內(nèi)層或 從內(nèi)層通到底層的盲導(dǎo)孔和內(nèi)層間的屏蔽導(dǎo)孔 一 4PCB的其他術(shù)語 3 網(wǎng)絡(luò) 中間層和內(nèi)層 網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)線是有所不同的 網(wǎng)絡(luò)上還包含焊點 因此在提到網(wǎng)絡(luò)時不僅指導(dǎo)線而且還包括和導(dǎo)線連接的焊盤 導(dǎo)孔 中間層和內(nèi)層是兩個容易混淆的概念 中間層是指用于布線的中間板層 該層中布的是導(dǎo)線 內(nèi)層是指電源層或地線層 該層一般不布線 它是由整片銅膜構(gòu)成的電源線或地線 一 4PCB的其他術(shù)語 4 安全距離 為了避免導(dǎo)線 導(dǎo)孔 焊盤之間相互干擾 必須在它們之間留出一定的間隙 即安全距離 5 物理邊界與電氣邊界 電路板的形狀邊界稱為物理邊界 在制板時用機(jī)械層來規(guī)范 用來限定布線和放置元件的范圍稱為電氣邊界 它是通過在禁止布線層繪制邊界來實現(xiàn)的 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 首先 要考慮PCB尺寸大小 再確定特殊組件的位置 最后對電路的全部零件進(jìn)行布局 原則 1 按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置 使布局便于信號流通 并使信號盡可能保持一致的方向 2 以每個功能電路的核心組件為中心 圍繞它來進(jìn)行布局 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 原則 3 在高頻信號下工作的電路 要考慮零件之間的分布參數(shù) 4 位于電路板邊緣的零件 離電路板邊緣一般不小于2mm 5 時鐘發(fā)生器 晶振和CPU的時鐘輸入端應(yīng)盡量相互靠近且遠(yuǎn)離其他低頻器件 6 電流值變化大的電路盡量遠(yuǎn)離邏輯電路 7 印制板在機(jī)箱中的位置和方向 應(yīng)保證散熱量大的器件處在正上方 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 2 特殊組件 1 盡可能縮短高頻器件之間的連線 減少它們的電磁噪聲 2 應(yīng)加大電位差較高的某些器件之間或?qū)Ь€之間的距離 以免意外短路 3 質(zhì)量超過15g的器件 應(yīng)當(dāng)用支架加以固定 然后焊接 4 對于電位器 可調(diào)電感線圈 可變電容器 微動開關(guān)等可調(diào)組件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求 5 應(yīng)留出印制電路板定位孔及固定支架所占用的位置 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 3 布線 1 輸入 輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行 2 印制電路板導(dǎo)線間的最小寬度主要是由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定的 3 功率線 交流線盡量布置在和信號線不同的板上 否則應(yīng)和信號線分開走線 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 4 焊點 焊點中心孔要比器件引線直徑稍大一些 焊點太大易形成虛焊 5 電源線 盡量加粗電源線寬度 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 6 地線 1 正確選擇單點接地與多點接地 2 將數(shù)字電路電源與模擬電路電源分開 3 盡量加粗接地線 4 將接地線構(gòu)成死循環(huán)路 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 7 去耦電容配置 1 電源輸入端跨接一個10 100 F的電解電容器 2 每個集成芯片的VCC和GND之間跨接一個0 01 0 1 F的陶瓷電容 3 對抗噪聲能力弱 關(guān)斷電流變化大的器件及ROM RAM 應(yīng)在VCC和GND間接去耦電容 4 在單片機(jī)復(fù)位端 RESET 上配以0 01 F的去耦電容 5 去耦電容的引線不能太長 6 開關(guān) 繼電器 按鈕等產(chǎn)生火花放電 必須采用RC電路來吸收放電電流 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 8 電路板的尺寸 印制電路板大小要適中 過大時印制線條長 阻抗增加 不僅抗噪聲能力下降 成本也高 過小 則散熱不好 同時易受臨近線路干擾 9 熱設(shè)計 從有利于散熱的角度出發(fā) 印制電路板最好是直立安裝 板與板之間的距離一般不應(yīng)小于2cm 而且組件在印制板上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則 二 PCB設(shè)計的基本原則 二 1PCB設(shè)計的一般原則 9 熱設(shè)計 對于采用自由對流空氣冷卻的設(shè)備 最好是將集成電路 或其他組件 按縱長方式排列 對于采用強(qiáng)制空氣冷卻的設(shè)備 最好是將集成電路 或其他組件 按橫長方式排列 二 2PCB的抗干擾設(shè)計原則 1 抑制干擾源 常用措施如下 1 繼電器線圈增加續(xù)流二極管 2 在繼電器接點兩端并接火花抑制電路 3 給電機(jī)加濾波電路 4 布線時避免90 折線 5 晶閘管兩端并接RC抑制電路 二 2PCB的抗干擾設(shè)計原則 2 切斷干擾傳播路徑 常用措施如下 1 充分考慮電源對單片機(jī)的影響 2 如果單片機(jī)的I O口用來控制電機(jī)等噪聲器件 在I O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離 3 注意晶振布線 4 電路板合理分區(qū) 如強(qiáng) 弱信號 數(shù)字 模擬信號 盡可能把干擾源與敏感器件遠(yuǎn)離 二 3PCB可測性設(shè)計 PCB可測性設(shè)計包括兩個方面的內(nèi)容 1 結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計 結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和應(yīng)用新的測試技術(shù) 1 進(jìn)行模塊劃分 可按以下方法進(jìn)行劃分 根據(jù)功能劃分 功能劃分 根據(jù)電路劃分 物理劃分 根據(jù)邏輯系列劃分 按電源電壓的分隔劃分 2 測試點和控制點的選取 3 盡可能減少外部電路和反饋電路 二 3PCB可測性設(shè)計 PCB可測性設(shè)計包括兩個方面的內(nèi)容 2 應(yīng)用新的測試技術(shù) 結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和應(yīng)用新的測試技術(shù) 常用的可測性設(shè)計技術(shù)有掃描通道 電平敏感掃描設(shè)計 邊界掃描等 三 PCB編輯器的啟動 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 Pickatask欄內(nèi)選擇 PrintedCircuitBoardDesign 命令 在設(shè)計界面中 單擊PCBDocuments欄最下部的 PCBBoardWizard 命令 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 新電路板生成向?qū)?三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 度量單位設(shè)置 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 PCB模板的選擇 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 PCB模板的選擇 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 PCB外形尺寸設(shè)定對話框 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 PCB的結(jié)構(gòu) 層數(shù) 設(shè)置對話框 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 導(dǎo)孔樣式設(shè)置對話框 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 表貼式元件設(shè)置對話框 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 導(dǎo)線和過孔屬性設(shè)置對話框 三 1利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器 PCB生成向?qū)гO(shè)置完成對話