肖训华PCB电路板设计基本原理分析

肖训华：PCB电路板设计基本原理分析肖训华印制电路板的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，需要考虑外部连接的布局。内部电子元件的优化布局。金属连线和通孔的优化布局。电磁保护。热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现，复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计(CAD)实现。虽然电路板厂的工程师不参与设计电路板，而是由客户出原始设计资料再制成公司内部的PCB电路板制作资料，但通过多年的实践经验，工程师们对PCB电路板的设计早已有所积累，总结如下仅供参考：1.如果设计的电路系统中包含FPGA器件，则在绘制原理图前必需使用QuartusII软件对管脚分配进行验证。(FPGA中某些特殊的管脚是不能用作普通IO的)。2.4层电路板从上到下依次为：信号平面层、地、电源、信号平面层;6层电路板从上到下依次为：信号平面层、地、信号内电层、信号内电层、电源、信号平面层。6层以上板(优点是：防干扰辐射)，优先选择内电层走线，走不开选择平面层，禁止从地或电源层走线(原因：会分割电源层，产生寄生效应)。3.多电源系统的布线：如FPGA+DSP系统做6层电路板，一般至少会有3.3V+1.2V+1.8V+5V。3.3V一般是主电源，直接铺电源层，通过过孔很容易布通全局电源网络;5V一般可能是电源输入，只需要在一小块区域内铺铜。且尽量粗(你问我该多粗——能多粗就多粗，越粗越好);1.2V和1.8V是内核电源(如果直接采用线连的方式会在面临BGA器件时遇到很大困难)，布局时尽量将1.2V与1.8V分开，并让1.2V或1.8V内相连的元件布局在紧凑的区域，使用铜皮的方式连接总之，因为电源网络遍布整个PCB电路板，如果采用走线的方式会很复杂而且会绕很远，使用铺铜皮的方法是一种很好的选择!4.邻层之间走线采用交叉方式：既可减少并行导线之间的电磁干扰(高中学的哦)，又方便走线。5.模拟数字要隔离，怎么个隔离法?布局时将用于模拟信号的器件与数字信号的器件分开，然后从AD芯片中间一刀切!模拟信号铺模拟地，模拟地/模拟电源与数字电源通过电感/磁珠单点连接。6.基于PCB设计软件的PCB电路板设计也可看做是一种软件开发过程，软件工程最注重“迭代开发”的思想，我觉得PCB设计中也可以引入该思想，减少PCB错误的概率。(1)原理图检查，尤其注意器件的电源和地(电源和地是系统的血脉，不能有丝毫疏忽);(2)PCB封装绘制(确认原理图中的管脚是否有误);(3)PCB封装尺寸逐一确认后，添加验证标签，添加到本次设计封装库;(4)导入网表，边布局边调整原理图中信号顺序(布局后不能再使用OrCAD的元件自动编号功能);(5)手工布线(边布边检查电源地网络，前面说过：电源网络使用铺铜方式，所以少用走线);总之，PCB设计中的指导思想就是边绘制封装布局布线边反馈修正原理图(从信号连接的正确性、信号走线的方便性考虑)。7.晶振离芯片尽量近，且晶振下尽量不走线，铺地网络铜皮。多处使用的时钟使用树形时钟树方式布线。8.连接器上信号的排布对布线的难易程度影响较大，因此要边布线边调整原理图上的信号(但千万不能重新对元器件编号)。9.多板接插件的设计：(1)使用排线连接：上下接口一致;(2)直插座：上下接口镜像对称10.模块连接信号的设计：(1)若2个模块放置在PCB同一面，则管教序号大接小小接大(镜像连接信号);(2)若2个模块放在PCB不同面，则管教序号小接小大接大。这样做能放置信号像上面的右图一样交叉。当然，上面的方法不是定则，我总是说，凡事随需而变(这个只能自己领悟)，只不过在很多情况下按这种方式设计很管用罢了。