第3章-3.3-Protel-PCB-設計系統(tǒng)-1PCB設計基礎詳解.ppt

3 3ProtelPCB設計系統(tǒng) 本章將介紹PCB的結構 與PCB設計相關的知識 PCB設計的原則 PCB編輯器的啟動方法及界面 3 3 1PCB設計基礎 3 3 1PCB設計基礎 一 PCB的基本常識二 PCB設計的基本原則三 PCB編輯器的啟動 一 PCB的基本常識 一 1印制電路板的結構 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的其他術語 1 銅膜導線與飛線 銅膜導線是敷銅板經過加工后在PCB上的銅膜走線 又簡稱為導線 用于連接各個焊點 飛線只是形式上表示出網絡之間的連接 沒有實際的電氣連接意義 一 4PCB的其他術語 2 焊盤和導孔 焊盤是用焊錫連接元件引腳和導線的PCB圖件 可分為3種 圓形 Round 方形 Rectangle 八角形 Octagonal 一 4PCB的其他術語 2 焊盤和導孔 導孔 也稱為過孔 是連接不同板層間的導線的PCB圖件 可分為3種 從頂層到底層的穿透式導孔 從頂層通到內層或 從內層通到底層的盲導孔和內層間的屏蔽導孔 一 4PCB的其他術語 3 網絡 中間層和內層 網絡和導線是有所不同的 網絡上還包含焊點 因此在提到網絡時不僅指導線而且還包括和導線連接的焊盤 導孔 中間層和內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 該層中布的是導線 內層是指電源層或地線層 該層一般不布線 它是由整片銅膜構成的電源線或地線 一 4PCB的其他術語 4 安全距離 為了避免導線 導孔 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設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 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 圍繞它來進行布局 二 PCB設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 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的時鐘輸入端應盡量相互靠近且遠離其他低頻器件 6 電流值變化大的電路盡量遠離邏輯電路 7 印制板在機箱中的位置和方向 應保證散熱量大的器件處在正上方 二 PCB設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 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 應加大電位差較高的某些器件之間或導線之間的距離 以免意外短路 3 質量超過15g的器件 應當用支架加以固定 然后焊接 4 對于電位器 可調電感線圈 可變電容器 微動開關等可調組件的布局應考慮整機的結構要求 5 應留出印制電路板定位孔及固定支架所占用的位置 二 PCB設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 3 布線 1 輸入 輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行 2 印制電路板導線間的最小寬度主要是由導線與絕緣基板間的黏附強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 否則應和信號線分開走線 二 PCB設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 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設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 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 將接地線構成死循環(huán)路 二 PCB設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 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 關斷電流變化大的器件及ROM RAM 應在VCC和GND間接去耦電容 4 在單片機復位端 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 繼電器 按鈕等產生火花放電 必須采用RC電路來吸收放電電流 二 PCB設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 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小于2cm 而且組件在印制板上的排列方式應遵循一定的規(guī)則 二 PCB設計的基本原則 二 1PCB設計的一般原則 9 熱設計 對于采用自由對流空氣冷卻的設備 最好是將集成電路 或其他組件 按縱長方式排列 對于采用強制空氣冷卻的設備 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的影響 2 如果單片機的I O口用來控制電機等噪聲器件 在I O口與噪聲源之間應加隔離 3 注意晶振布線 4 電路板合理分區(qū) 如強 弱信號 數(shù)字 模擬信號 盡可能把干擾源與敏感器件遠離 二 3PCB可測性設計 PCB可測性設計包括兩個方面的內容 1 結構的標準化設計 結構的標準化設計和應用新的測試技術 1 進行模塊劃分 可按以下方法進行劃分 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可測性設計 PCB可測性設計包括兩個方面的內容 2 應用新的測試技術 結構的標準化設計和應用新的測試技術 常用的可測性設計技術有掃描通道 電平敏感掃描設計 邊界掃描等 三 PCB編輯器的啟動 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 Pickatask欄內選擇 PrintedCircuitBoardDesign 命令 在設計界面中 單擊PCBDocuments欄最下部的 PCBBoardWizard 命令 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 新電路板生成向導 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 度量單位設置 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 PCB模板的選擇 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 PCB模板的選擇 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 PCB外形尺寸設定對話框 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 PCB的結構 層數(shù) 設置對話框 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 導孔樣式設置對話框 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 表貼式元件設置對話框 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 導線和過孔屬性設置對話框 三 1利用新電路板生成向導啟動PCB編輯器 PCB生成向導設置完成對話