A. 用protel畫電路板的問題
初學者學習電路設計時,任何一個元器件都要對應其封裝形式,不然在轉化PCB的時會看不到的假如你設計一個穩壓電源,首先你要知道需要哪些元器件
穩壓電源一般包括變壓器、整流橋、電容、電阻以及三端穩壓器
那麼當你在原理圖把這些元器件連接好搭接一個完整的電路只要
就要對其每一元器件進行添加封裝形式,如果遇到沒有封裝形式的
要根據這一元器件的型號,在網上查找其PDF文檔,找到其等裝形式
然後根據PDF文檔里的封裝形式尺寸大小,在protel DXP PCB編輯庫里進行編輯
完成之後要添加你能找到的庫里,然後再回到原理圖電路中
把你之前需要添加元件的封裝對其進行添加
只要添加好正確的封裝形式的電路原理圖才能轉化成你要的PCB電路
B. protel畫電路圖
protel和proteus不是同一類的軟體,一個是用來設計原理圖和PCB的,另一個是電路模擬的.你是想做什麼?
[email protected]
C. 用PROTEL 99SE畫電路圖的基本要求
1、畫出原理圖,把所有的元件序號命名為:電阻R?,電容C?,依此類推,三極體Q?;
2、畫好原理圖後,按下快捷鍵,T+A,確定,所有的元件自動排好號碼了;
3、設定好封裝,就是指元件的形狀大小,你的封裝一定要保證你的封裝庫裡面是有的,如果沒有可以自己畫,如果你自己也沒有畫,到時候導入網路表的時候就會發現不了管腳;
4、設好封裝後,按下快捷鍵D+P,出現對話框後,確定,自動導入PCB編輯器;
5、導入後就慢慢畫吧,按照設計的要求(如外殼的大小,螺絲孔的位置,介面的位置)來設置一些元件,比如電源和輸出介面,當然要放大PCB板的旁邊,對吧?
6、搞完這些之後,保存,OK。
7、繼續練習,365天後你就是高手。
筆者使用protel多年,積累了一些用其繪制電路圖的使用經驗和技巧,現將這些經驗和技巧成文,希望對大家用protel繪制電路圖有所幫助。
經驗一:
因為protel是專業電路設計軟體,可供電子類各專業設計人員和廣大電子愛好者使用,所提供的零件庫包含了相當全面的元器件符號圖。所以零件庫數量很多,零件的數量更多,使初學者不知該到哪個零件庫中去尋找所需的元器件。根據筆者的經驗,載入protel的Schematic中的DEVICE.LIB 和SYMBOLS.LIB可滿足一般用戶需求,兩個零件庫中含有二極體、三極體、電阻、電容、電感等常用元件。
經驗二:
為了使用方便可將常用元件符號按漢字習慣名稱命名。下面以電容為例說明具體命名方法:在元件編輯程序中找到電容的編號CAP,這時編輯區中可看到電容的電路符號圖,group框中有電容的編號CAP,單擊group框下的Add鍵出現命名新名對話框如圖1所示。輸入新名:電容,然後按OK鍵完成電容符號命名。可依同樣方法完成三極體、二極體、電阻、電感等常用元件編號的重新命名。因為元件名稱在元件庫內容框中的排序是數字、字母、漢字,使用漢字命名元件名稱可將新名稱元件排列在元件內容的最後且在一起,尋找元件非常方便。返回Schematic環境前不要忘記存檔,否則前期命名工作將勞而無功。在電路圖中放置元器件時,原來是通過單擊Schlib標簽或EDIT按鈕轉換到零件庫編輯程序中查看編號所對應的電路符號,尋找所需元件。若你完成了常用元件的漢字命名工作就省略了此步,直接單擊選中所需元件的漢字名稱。由此可看出,採用前面介紹的元件編號的漢字重新命名方法可節省尋找時間,使擺放元件符號的效率提高數倍。
經驗三:
元件擺放完成後的工作是進行導線連接。軟體提供格、點兩種格式的柵格,這一格式使你擺放導線和元件時上下左右移動必須以一個柵格為最小移動單位,元件容易擺放整齊,使你畫的圖紙規范(導線橫平豎直)。當然,柵格格式是可選項,其默認值是柵格狀態,在連接導線和擺放元件時勸你不要試圖取消此項功能,否則會自找麻煩,增加繪圖難度。
經驗四:
通常繪制電路圖的最後一項工作是編輯零件名稱,包含放置元件的名稱、序號、數值、管腳編號、管腳功能等,若要輸入漢字名稱可啟動漢字輸入法進行輸入,根據筆者的使用經驗,在你完成漢字名稱輸入後按OK鍵之前請先退出漢字輸入法,否則經常會發生死機現象。這種現象的出現可能是英文版軟體與漢字輸入法不兼容而引起,如果繪制的圖紙未存檔將前功盡棄,繪圖工作不得不從頭作起。所以奉勸讀者養成繪圖過程中隨時存檔的習慣,尤其是在編輯零件名稱前一定要進行存檔處理防止死機,節省繪圖時間。
經驗五:
完成所有擺放元件的名稱編輯時,你會發現一些名稱的位置不合適並且無法放到合適的位置,原因是軟體默認狀態為柵格狀態,所以零件名稱的擺放位置只能以柵格為移動單位。當你需要放置到柵格中位置才能使圖紙美觀時,可將柵格狀態暫時取消,擺放後恢復,方法是找到View菜單中的Snap Grid項用滑鼠左鍵單擊即可取消柵格狀態,完成各零件名稱編輯擺放工作後恢復柵格狀態,該鍵為復選鍵,處於選中狀態時單擊一次為取消,再單擊一次為選中。
經驗六:
電路圖繪制完成後,讀者可使用Schematic預置圖紙格式列印,也可隨需要自定義圖紙格式列印。若要提高列印圖紙的清晰度,可將柵格和底色清除,底色的清除方法是在Sheet項中設定圖紙的底色為白色;去掉柵格的方法是將圖2對話框Grids區塊中Visible項清除(默認狀態為選中)。這時就可列印出清晰並且帶有圖框、分區和標題欄的標准圖紙。如選用標准圖紙列印出的圖紙尺寸大小不合適可用自定義方式設定圖紙尺寸,不管是標准還是自定義圖紙都可使用Schematic軟體的自動縮放列印功能,選用了此項功能程序會將電路圖縮放到剛好容納於圖紙中,在圖3所示對話框中的Scale區塊中的 Scale to fit page 項就是自動縮放功能選擇項,默認為選中。%號左邊顯示出電路圖在圖紙中占的比例,在這里讀者應了解所佔比例的含義,它包含了兩種圖紙尺寸的設定:電路圖圖紙尺寸與列印機紙張尺寸,當列印機紙張尺寸確定且選用了自動縮放功能,其所佔比例大小隻與兩種圖紙的寬高比例是否一致有關,與電路圖圖紙尺寸無關,當兩種圖紙的寬高比例一致時最大。
經驗七:
列印普通電路圖(普通電路圖指產品說明書、插圖等,它不需圖框和標題欄)時,將圖2中Show Reference Zone、Show Border、Title Block項全選掉。其中Show Reference Zone為顯示分區坐標項、Show Border為顯示圖框項、Title Block為顯示標題欄項。這時觀看所畫電路圖是否充滿圖紙,若恰好充滿圖紙就可選掉柵格和底色後直接列印或通過剪貼板加入文件中。但一般情況是所畫電路圖僅占圖紙的一部分,如果直接列印就使電路圖在圖紙中所佔比例很小,加入文件時點陣圖較大。改進方法是在使用前將圖紙中未畫電路圖的多餘部分剪裁掉。具體做法是將圖紙的底色設置為深顏色,如深綠色。電路圖全選中以便整體移動電路圖,圖紙用深色是為了移動電路圖時容易看清圖紙,然後選用自定義圖紙方式,調整圖紙寬度和高度使所畫電路圖恰好充滿圖紙,調整圖紙寬度和高度需反復幾次才能完成,每次調整數值後以電路圖與圖紙不分離為限,若兩者分離電路圖將不能移進圖紙。調整完成後取消柵格和底色就可列印出最大比例的電路圖,並使加入文件時的點陣圖最小。標准圖紙格式的調整方法同上,只是加上了圖框和標題欄,但在縮小圖紙後應防止電路圖與標題欄重合。
經驗八:
在電子產品電路圖中繪出各關鍵點的信號波形圖是電路圖可讀性與實用性的需要。由於電路中各種信號形態各異,歷來是電路圖繪制中的難題,如再考慮非線性失真狀態下的不對稱波形,更增加了繪畫工作的難度。protel提供有一組普通繪畫工具,但很少被電路圖繪制者關注。而筆者使用該組工具不僅繪出了各種對稱、非對稱電信號波形,而且還結合軟體中鏡像、柵格、復制等功能為電工、電子、物理類教科書、實驗指導書繪制了很多插圖。下面就以正弦波、充放電波形為例介紹特殊波形電信號的繪制方法和經驗。
protel提供的普通工具組及功能按鈕說明如圖4所示。首先來畫正弦波,正弦波應由曲線繪制,通常每一條曲線是由4個點所構成,選取4個點後即完成一條曲線。正弦波的畫法有兩種:一種是整體畫,也就是正負半周一起畫,具體操作是用滑鼠左鍵單擊畫曲線工具按鈕即進入畫曲線狀態,這時滑鼠箭頭上將多出一個十字狀游標,移動游標依次選取4點,選取原則是依據柵格使 1、4點在一條直線上(也可畫一個坐標,1、4點同在水平坐標軸上),要根據正弦波波形對稱與不對稱來選取2、3點為對稱點或不對稱點。點的選取方法是將游標移到選定位置單擊滑鼠左鍵,選後如圖5所示。若對所畫波形不滿意可用滑鼠左鍵單擊曲線任一部位使之出現操控點,用滑鼠左鍵拖動操控點2或3上下左右移動到波形滿意即可。此法的優點是畫圖簡單,適用於正負半周波形差別不大的正弦波。另一種畫正弦波的方法是正負半周分開畫,以解決正負半周波形差別大但半周期相同的正弦波信號繪制問題,因前法拖動操控點2或3上下左右移動時相互間有牽連,會使半周期失去平衡。按這種方法選取4個點後如圖6所示,從圖中可看出除了點3、4合在一起外與前法相同,移動操控點2可使曲線符合要求,將分別繪制的正、負半周波形合在一起就能完成正、負半周期對稱而波形差別較大的正弦波波形的繪制。比如圖7為充放電波形,按該圖下方的方法選取4個點後得到的一個波形,將它復制放置時利用鏡像,即按Y鍵將波形圖上下翻轉後放於圖中,即得到了充放電波形圖。
D. 用protel99SE軟體進行電路原理圖和PCB圖的繪制。
1. 用protel99SE軟體進行電路原理圖和PCB圖的繪制是最為普及、廣泛的方法。
2. 網上有免費的protel99SE軟體可以下載和學習教程。
3. protel99SE軟體相對功能較全、軟體還算小巧。
4. 上手較快、便於學習、兼容性好。
5. 先學習原理圖的繪制(比較容易)。
6. 再學習原理圖庫的繪制、網路表的建立。
7. 再學習PCB圖的繪制、PCB庫的繪制、逐步熟悉一些設計規則、技巧。
8. 有電子電路設計基礎、和製作工藝過程的,學習起來要容易。
9. 可以看看現有的PCB成品的走線和布局、安裝方法,會起到一定的指導作用。
E. protel 光耦電路
不合理,當你的IN是高電平的時候,Q1導通,12V電壓直接對低短接了,電源模塊很容易就燒壞了。
常見的光耦電路:
F. Protel 99SE的電路原理圖
進入Design Protel 99se後在Documents中通過右鍵 「New」 建立 「Schematic
Document」文件,打開後即可進行電路原理圖的編輯。先按照已畫好的電路草圖將所有元件找
到拖放到編輯框里。將編輯框縮小,將元件照電路的樣子搭好,整體上排列勻稱。接下來就可
以進行局部的連線了。 或者可以先將電路的各個模塊搭好,再通過框定各模塊平移組合成
完整的電路,取消框定要通過Edit-》DeSelect-》Inside Area-》再用滑鼠框定以前選中
的模塊,就可以解除,表現為模塊由黃色變成普通顏色。
對某個工程的操作是對一個資料庫的操作,因此不同的資料庫會在不同的窗口中打開,
通過最小化可看到各個資料庫的窗口。 1、調用畫圖工具View-》Toolbars-》Customize
2、在移動元件時按空格可旋轉元件
3、找元件時要參照對元件庫的描述, Converter含有AD、DA等; Analog是模擬器件如運
放等; Memory是存儲器件.....
4、一個工程資料庫中最好不要將所有文件都放在文件夾Documents中,因為這樣會產生一些
意想不到的小問題。而將文件直接放在資料庫根目錄下則不會出現這些問題。
G. protel裡面畫的電路圖,有的地方不需要節點(黑點),怎麼去掉啊
protel裡面畫的電路圖,有的地方不需要節點(黑點),選擇菜單命令Place----Manual Junction,在兩條導線的交叉處單擊滑鼠左鍵,就放置好一個節點,此時仍為放置狀態,可繼續放置,單擊滑鼠右鍵,退出放置狀態,就可以去掉了。
PROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA軟體,在電子行業的CAD軟體中,它當之無愧地排在眾多EDA軟體的前面,是電子設計者的首選軟體,它較早就在國內開始使用,在國內的普及率也最高,有些高校的電子專業還專門開設了課程來學習它,幾乎所有的電子公司都要用到它,許多大公司在招聘電子設計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL。早期的PROTEL主要作為印製板自動布線工具使用,運行在DOS環境,對硬體的要求很低,在無硬碟286機的1M內存下就能運行,但它的功能也較少,只有電路原理圖繪制與印製板設計功能,其印製板自動布線的布通率也低,而現今的PROTEL已發展到DXP 2004,是個龐大的EDA軟體,完全安裝有200多M,它工作在WINDOWS95環境下,是個完整的板級全方位電子設計系統,它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數字電路混合信號模擬、多層印製電路板設計(包含印製電路板自動布線)、可編程邏輯器件設計、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能,並具有Client/Server(客戶/伺服器)體系結構,同時還兼容一些其它設計軟體的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多層印製線路板的自動布線可實現高密度PCB的100%布通率。在國內PROTEL軟體較易買到,有關PROTEL軟體和使用說明的書也有很多,這為它的普及提供了基礎。想更多地了解PROTEL的軟體功能或者下載PROTEL99的試用版,可以在INTERNET上。
H. 怎樣用PROTEL 畫電路原理圖和PCB圖畫的時候需要注意些什麼 有什麼布線規則謝謝 !
設計過程
A.創建網路表
1.網路表是原理圖與PCB的介面文件,PCB設計人員應根據所用的原理圖和PCB設計工具的特性,選用正確的網路表格式,創建符合要求的網路表。
2.創建網路表的過程中,應根據原理圖設計工具的特性,積極協助原理圖設計者排除錯誤。保證網路表的正確性和完整性。
3.確定器件的封裝(PCB FOOTPRINT).
4.創建PCB板 根據單板結構圖或對應的標准板框,創建PCB設計文件;
注意正確選定單板坐標原點的位置,原點的設置原則:
A.單板左邊和下邊的延長線交匯點。
B.單板左下角的第一個焊盤。
板框四周倒圓角,倒角半徑5mm。特殊情況參考結構設計要求。
B.布局
1.根據結構圖設置板框尺寸,按結構要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件,並給這些器件賦予不可移動屬性。按工藝設計規范的要求進行尺寸標注。
2.根據結構圖和生產加工時所須的夾持邊設置印製板的禁止布線區、禁止布局區域。根據某些元件的特殊要求,設置禁止布線區。
3.綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇加工流程。
加工工藝的優選順序為:元件面單面貼裝——元件面貼、插混裝(元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型)——雙面貼裝——元件面貼插混裝、焊接面貼裝。
4.布局操作的基本原則
A.遵照「先大後小,先難後易」的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應當優先布局.
B.布局中應參考原理框圖,根據單板的主信號流向規律安排主要元器件.
C.布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短,關鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與小電流,低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間隔要充分.
D.相同結構電路部分,盡可能採用「對稱式」標准布局;
E.按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標准優化布局;
F.器件布局柵格的設置,一般IC器件布局時,柵格應為50--100 mil,小型表面安裝器件,如表面貼裝元件布局時,柵格設置應不少於25mil。
G.如有特殊布局要求,應雙方溝通後確定。
5.同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致,便於生產和檢驗。
6.發熱元件要一般應均勻分布,以利於單板和整機的散熱,除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發熱量大的元器件。
7.元器件的排列要便於調試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調試的元、器件周圍要有足夠的空間。
8.需用波峰焊工藝生產的單板,其緊固件安裝孔和定位孔都應為非金屬化孔。當安裝孔需要接地時,應採用分布接地小孔的方式與地平面連接。
9.焊接面的貼裝元件採用波峰焊接生產工藝時,阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直,阻排及SOP(PIN間距大於等於1.27mm)元器件軸向與傳送方向平行;PIN間距小於1.27mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10. BGA與相鄰元件的距離>5mm。其它貼片元件相互間的距離>0.7mm;貼裝元件焊盤的外側與相鄰插裝元件的外側距離大於2mm;有壓接件的PCB,壓接的接插件周圍5mm內不能有插裝元、器件,在焊接面其周圍5mm內也不能有貼裝元、器件。
11. IC去偶電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳,並使之與電源和地之間形成的迴路最短。
12.元件布局時,應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起,以便於將來的電源分隔。
13.用於阻抗匹配目的阻容器件的布局,要根據其屬性合理布置。
串聯匹配電阻的布局要靠近該信號的驅動端,距離一般不超過500mil。
匹配電阻、電容的布局一定要分清信號的源端與終端,對於多負載的終端匹配一定要在信號的最遠端匹配。
14.布局完成後列印出裝配圖供原理圖設計者檢查器件封裝的正確性,並且確認單板、背板和接插件的信號對應關系,經確認無誤後方可開始布線。
C.設置布線約束條件
1.報告設計參數
布局基本確定後,應用PCB設計工具的統計功能,報告網路數量,網路密度,平均管腳密度等基本參數,以便確定所需要的信號布線層數。
信號層數的確定可參考以下經驗數據
Pin密度 信號層數 板層數
1.0以上 2 2
0.6-1.0 2 4
0.4-0.6 4 6
0.3-0.4 6 8
0.2-0.3 8 12
<0.2 10 >14
註:PIN密度的定義為: 板面積(平方英寸)/(板上管腳總數/14)
布線層數的具體確定還要考慮單板的可靠性要求,信號的工作速度,製造成本和交貨期等因素。
1.布線層設置 在高速數字電路設計中,電源與地層應盡量靠在一起,中間不安排布線。所有布線層都盡量靠近一平面層,優選地平面為走線隔離層。
為了減少層間信號的電磁干擾,相鄰布線層的信號線走向應取垂直方向。
可以根據需要設計1--2個阻抗控制層,如果需要更多的阻抗控制層需要與PCB產家協商。阻抗控制層要按要求標注清楚。將單板上有阻抗控制要求的網路布線分布在阻抗控制層上。
2.線寬和線間距的設置
線寬和線間距的設置要考慮的因素
A.單板的密度。板的密度越高,傾向於使用更細的線寬和更窄的間隙。
B.信號的電流強度。當信號的平均電流較大時,應考慮布線寬度所能承載的的電流,線寬可參考以下數據:
PCB設計時銅箔厚度,走線寬度和電流的關系
不同厚度,不同寬度的銅箔的載流量見下表:
銅皮厚度35um銅皮厚度50um銅皮厚度70um
銅皮Δt=10℃銅皮Δt=10℃銅皮Δt=10℃
註:
i.用銅皮作導線通過大電流時,銅箔寬度的載流量應參考表中的數值降額50%去選擇考慮。
ii.在PCB設計加工中,常用OZ(盎司)作為銅皮厚度的單位,1 OZ銅厚的定義為1平方英尺面積內銅箔的重量為一盎,對應的物理厚度為35um;2OZ銅厚為70um。
C.電路工作電壓:線間距的設置應考慮其介電強度。
D.可靠性要求。可靠性要求高時,傾向於使用較寬的布線和較大的間距。
E. PCB加工技術限制
國內國際先進水平
推薦使用最小線寬/間距6mil/6mil 4mil/4mil
極限最小線寬/間距4mil/6mil 2mil/2mil
1.孔的設置
過線孔
製成板的最小孔徑定義取決於板厚度,板厚孔徑比應小於5--8。
孔徑優選系列如下:
孔徑:24mil 20mil 16mil 12mil 8mil
焊盤直徑:40mil 35mil 28mil 25mil 20mil
內層熱焊盤尺寸:50mil 45mil 40mil 35mil 30mil
板厚度與最小孔徑的關系:
板厚:3.0mm2.5mm2.0mm1.6mm1.0mm
最小孔徑:24mil 20mil 16mil 12mil 8mil
盲孔和埋孔
盲孔是連接表層和內層而不貫通整板的導通孔,埋孔是連接內層之間而在成
品板表層不可見的導通孔,這兩類過孔尺寸設置可參考過線孔。
應用盲孔和埋孔設計時應對PCB加工流程有充分的認識,避免給PCB加工帶
來不必要的問題,必要時要與PCB供應商協商。
測試孔
測試孔是指用於ICT測試目的的過孔,可以兼做導通孔,原則上孔徑不限,焊盤直徑應不小於25mil,測試孔之間中心距不小於50mil。
不推薦用元件焊接孔作為測試孔。
2.特殊布線區間的設定
特殊布線區間是指單板上某些特殊區域需要用到不同於一般設置的布線參數,如某些高密度器件需要用到較細的線寬、較小的間距和較小的過孔等,或某些網路的布線參數的調整等,需要在布線前加以確認和設置。
3.定義和分割平面層
A.平面層一般用於電路的電源和地層(參考層),由於電路中可能用到不同的電源和地層,需要對電源層和地層進行分隔,其分隔寬度要考慮不同電源之間的電位差,電位差大於12V時,分隔寬度為50mil,反之,可選20--25mil。
B.平面分隔要考慮高速信號迴流路徑的完整性。
C.當由於高速信號的迴流路徑遭到破壞時,應當在其他布線層給予補嘗。例如可用接地的銅箔將該信號網路包圍,以提供信號的地迴路。
B.布線前模擬(布局評估,待擴充)
C.布線
1.布線優先次序
關鍵信號線優先:電源、摸擬小信號、高速信號、時鍾信號和同步信號等關鍵信號優先布線
密度優先原則:從單板上連接關系最復雜的器件著手布線。從單板上連線最密集的區域開始布線。
2.自動布線
在布線質量滿足設計要求的情況下,可使用自動布線器以提高工作效率,在自動布線前應完成以下准備工作:
自動布線控制文件(do file)
為了更好地控制布線質量,一般在運行前要詳細定義布線規則,這些規則可以在軟體的圖形界面內進行定義,但軟體提供了更好的控制方法,即針對設計情況,寫出自動布線控制文件(do file),軟體在該文件控制下運行。
3.盡量為時鍾信號、高頻信號、敏感信號等關鍵信號提供專門的布線層,並保證其最小的迴路面積。必要時應採取手工優先布線、屏蔽和加大安全間距等方法。保證信號質量。
4.電源層和地層之間的EMC環境較差,應避免布置對干擾敏感的信號。
5.有阻抗控制要求的網路應布置在阻抗控制層上。
6.進行PCB設計時應該遵循的規則
1)地線迴路規則:
環路最小規則,即信號線與其迴路構成的環面積要盡可能小,環面積越小,對外的輻射越少,接收外界的干擾也越小。針對這一規則,在地平面分割時,要考慮到地平面與重要信號走線的分布,防止由於地平面開槽等帶來的問題;在雙層板設計中,在為電源留下足夠空間的情況下,應該將留下的部分用參考地填充,且增加一些必要的孔,將雙面地信號有效連接起來,對一些關鍵信號盡量採用地線隔離,對一些頻率較高的設計,需特別考慮其地平面信號迴路問題,建議採用多層板為宜。
2) 竄擾控制
串擾(CrossTalk)是指PCB上不同網路之間因較長的平行布線引起的相互干擾,主要是由於平行線間的分布電容和分布電感的作用。克服串擾的主要措施是:
加大平行布線的間距,遵循3W規則。
在平行線間插入接地的隔離線。
減小布線層與地平面的距離。
3) 屏蔽保護
對應地線迴路規則,實際上也是為了盡量減小信號的迴路面積,多見於一些比較重要的信號,如時鍾信號,同步信號;對一些特別重要,頻率特別高的信號,應該考慮採用銅軸電纜屏蔽結構設計,即將所布的線上下左右用地線隔離,而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實際地平面有效結合。
4) 走線的方向控制規則:
即相鄰層的走線方向成正交結構。避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向,以減少不必要的層間竄擾;當由於板結構限制(如某些背板)難以避免出現該情況,特別是信號速率較高時,應考慮用地平面隔離各布線層,用地信號線隔離各信號線。
5) 走線的開環檢查規則:
一般不允許出現一端浮空的布線(Dangling Line),
主要是為了避免產生"天線效應",減少不必要的干擾輻射和接受,否則可能帶來不可預知的結果。
6) 阻抗匹配檢查規則:
同一網路的布線寬度應保持一致,線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻,當傳輸的速度較高時會產生反射,在設計中應該盡量避免這種情況。在某些條件下,如接插件引出線,BGA封裝的引出線類似的結構時,可能無法避免線寬的變化,應該盡量減少中間不一致部分的有效長度。
7) 走線終結網路規則:
在高速數字電路中,當PCB布線的延遲時間大於信號上升時間(或下降時間)的1/4時,該布線即可以看成傳輸線,為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線的阻抗正確匹配,可以採用多種形式的匹配方法,所選擇的匹配方法與網路的連接方式和布線的拓樸結構有關。
A.對於點對點(一個輸出對應一個輸入)連接,可以選擇始端串聯匹配或終端並聯匹配。前者結構簡單,成本低,但延遲較大。後者匹配效果好,但結構復雜,成本較高。
B.對於點對多點(一個輸出對應多個輸出)連接,當網路的拓樸結構為菊花鏈時,應選擇終端並聯匹配。當網路為星型結構時,可以參考點對點結構。
星形和菊花鏈為兩種基本的拓撲結構,其他結構可看成基本結構的變形,可採取一些靈活措施進行匹配。在實際操作中要兼顧成本、功耗和性能等因素,一般不追求完全匹配,只要將失配引起的反射等干擾限制在可接受的范圍即可。
8) 走線閉環檢查規則:
防止信號線在不同層間形成自環。在多層板設計中容易發生此類問題,自環將引起輻射干擾。
9) 走線的分枝長度控制規則:
盡量控制分枝的長度,一般的要求是Tdelay<=Trise/20。
10) 走線的諧振規則:
主要針對高頻信號設計而言,即布線長度不得與其波長成整數倍關系,以免產生諧振現象。
11) 走線長度控制規則:
即短線規則,在設計時應該盡量讓布線長度盡量短,以減少由於走線過長帶來的干擾問題,特別是一些重要信號線,如時鍾線,務必將其振盪器放在離器件很近的地方。對驅動多個器件的情況,應根據具體情況決定採用何種網路拓撲結構。
12) 倒角規則:
PCB設計中應避免產生銳角和直角,
產生不必要的輻射,同時工藝性能也不好。
13) 器件去藕規則:
A.在印製版上增加必要的去藕電容,濾除電源上的干擾信號,使電源信號穩定。在多層板中,對去藕電容的位置一般要求不太高,但對雙層板,去藕電容的布局及電源的布線方式將直接影響到整個系統的穩定性,有時甚至關繫到設計的成敗。
B.在雙層板設計中,一般應該使電流先經過濾波電容濾波再供器件使用,同時還要充分考慮到由於器件產生的電源雜訊對下游的器件的影響,一般來說,採用匯流排結構設計比較好,在設計時,還要考慮到由於傳輸距離過長而帶來的電壓跌落給器件造成的影響,必要時增加一些電源濾波環路,避免產生電位差。
C.在高速電路設計中,能否正確地使用去藕電容,關繫到整個板的穩定性。
14) 器件布局分區/分層規則:
A.主要是為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾,同時盡量縮短高頻部分的布線長度。通常將高頻的部分布設在介面部分以減少布線長度,當然,這樣的布局仍然要考慮到低頻信號可能受到的干擾。同時還要考慮到高/低頻部分地平面的分割問題,通常採用將二者的地分割,再在介面處單點相接。
B.對混合電路,也有將模擬與數字電路分別布置在印製板的兩面,分別使用不同的層布線,中間用地層隔離的方式。
15) 孤立銅區控制規則:
孤立銅區的出現,將帶來一些不可預知的問題,因此將孤立銅區與別的信號相接,有助於改善信號質量,
通常是將孤立銅區接地或刪除。在實際的製作中,PCB廠家將一些板的空置部分增加了一些銅箔,這主要是為了方便印製板加工,同時對防止印製板翹曲也有一定的作用。
16) 電源與地線層的完整性規則:
對於導通孔密集的區域,要注意避免孔在電源和地層的挖空區域相互連接,形成對平面層的分割,從而破壞平面層的完整性,並進而導致信號線在地層的迴路面積增大。
17) 重疊電源與地線層規則:
不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾,特別是一些電壓相差很大的電源之間,電源平面的重疊問題一定要設法避免,難以避免時可考慮中間隔地層。
18)3W規則:
為了減少線間串擾,應保證線間距足夠大,當線中心間距不少於3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相干擾,稱為3W規則。如要達到98%的電場不互相干擾,可使用10W的間距。
19)20H規則:
由於電源層與地層之間的電場是變化的,在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。稱為邊沿效應。
解決的辦法是將電源層內縮,使得電場只在接地層的范圍內傳導。以一個H(電源和地之間的介質厚度)為單位,若內縮20H則可以將70%的電場限制在接地層邊沿內;內縮100H則可以將98%的電場限制在內。
20) 五---五規則:
印製板層數選擇規則,即時鍾頻率到5MHz或脈沖上升時間小於5ns,則PCB板須採用多層板,這是一般的規則,有的時候出於成本等因素的考慮,採用雙層板結構時,這種情況下,最好將印製板的一面做為一個完整的地平面層。
D.後模擬及設計優化(待補充)
E.工藝設計要求
1.一般工藝設計要求參考《印製電路CAD工藝設計規范》Q/DKBA-Y001-1999
2.功能板的ICT可測試要求
A.對於大批量生產的單板,一般在生產中要做ICT(In Circuit Test),為了滿足ICT測試設備的要求,PCB設計中應做相應的處理,一般要求每個網路都要至少有一個可供測試探針接觸的測試點,稱為ICT測試點。
B. PCB上的ICT測試點的數目應符合ICT測試規范的要求,且應在PCB板的焊接面,檢測點可以是器件的焊點,也可以是過孔。
C.檢測點的焊盤尺寸最小為24mils(0.6mm),兩個單獨測試點的最小間距為60mils(1.5mm)。
D.需要進行ICT測試的單板,PCB的對角上要設計兩個125MILS的非金屬化的孔,為ICT測試定位用。
3. PCB標注規范。鑽孔層中應標明印製板的精確的外形尺寸,且不能形成封閉尺寸標注;所有孔的尺寸和數量並註明孔是否金屬化。
II.設計評審
A.評審流程 設計完成後,根據需要可以由PCB設計者或產品硬體開發人員提出PCB設計質量的評審,其工作流程和評審方法參見《PCB設計評審規范》。
B.自檢項目
如果不需要組織評審組進行設計評審,可自行檢查以下項目。
1.檢查高頻、高速、時鍾及其他脆弱信號線,是否迴路面積最小、是否遠離干擾源、是否有多餘的過孔和繞線、是否有垮地層分割區
2.檢查晶體、變壓器、光藕、電源模塊下面是否有信號線穿過,應盡量避免在其下穿線,特別是晶體下面應盡量鋪設接地的銅皮。
3.檢查定位孔、定位件是否與結構圖一致,ICT定位孔、SMT定位游標是否加上並符合工藝要求。
4.檢查器件的序號是否按從左至右的原則歸宿無誤的擺放規則,並且無絲印覆蓋焊盤;檢查絲印的版本號是否符合版本升級規范,並標識出。
5.報告布線完成情況是否百分之百;是否有線頭;是否有孤立的銅皮。
6.檢查電源、地的分割正確;單點共地已作處理;
7.檢查各層光繪選項正確,標注和光繪名正確;需拼板的只需鑽孔層的圖紙標注。
8.輸出光繪文件,用CAM350檢查、確認光繪正確生成。
9.按規定填寫PCB設計(歸檔)自檢表,連同設計文件一起提交給工藝設計人員進行工藝審查。
10.對工藝審查中發現的問題,積極改進,確保單板的可加工性、可生產性和可測試性。