如何设计PCB：印刷电路板布局

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在设计印刷电路板时，您需要了解几个关键阶段，如何针对给定应用进行最佳的PCB设计

PCB知道如何设计印刷电路板，是任何电子电路设计过程的关键要素。

PCB布局和设计对电路的工作方式具有重大影响，因此，如果以有效的方式设计印刷电路板，则电路将在其规格范围内更可靠地工作。

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典型的复杂PCB设计

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PCB设计设备

对于商业开发程序，可能会由于复杂性而需要CAD，计算机辅助设计包。

即使对于学生和业余爱好者，也有许多非常好的套餐，您可以以低廉的价格获得免费的套餐。

使用胶带放置在主图纸上的旧式PCB设计过程已经过去了，尽管有可能在许多非常有限的情况下仍可以这样做。

PCB软件功能差异很大。预算甚至免费软件都提供了基本功能，而高端软件包使设计中可以包含更多功能。模拟，复杂的路由以及更多其他功能可用。

随着数字电路板速度的提高以及射频设计达到越来越高的频率，进行仿真的能力正变得越来越重要。

电路原理图捕获

PCB设计开发的第一步是捕获电路原理图。这可以通过多种方式来实现。电路可以输入到原理图捕获工具中。这可能构成PCB设计套件的一部分，也可能是外部包装，其输出可以以适当的格式导出。

除了仅执行原理图捕获外，还可以在此阶段进行电路仿真。一些程序包可能能够与仿真程序包接口。对于诸如RF电路设计之类的应用，电路仿真可以使最终电路得到更多优化，而无需构建原型。

完成原理图捕获后，电路的电子设计就包含在文件中，并且可以转换为所谓的“网表”。网表是互连性信息，它本质上是组件引脚以及每个引脚连接到的电路节点或网络。

PCB设计显示组件和轨迹

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初始PCB组件放置

在进行详细的PCB设计和布局之前，有必要大致了解组件的位置以及板上是否有足够的空间容纳所有必需的电路。这将使您能够决定板上所需的层数，以及是否需要足够的空间容纳所有电路。

一旦对组件的空间和大致位置做出了粗略的估计，就可以为PCB设计做出更详细的组件布局。这可以考虑到诸如可能需要彼此通信的设备的邻近性以及与例如任何RF考虑有关的其他信息之类的方面。

为了将组件整合到PCB设计中，它们必须具有与其相关的所有相关信息。这将包括印刷电路板焊盘的占地面积，任何钻孔信息，隔离区域等。通常，几个设备可能共享相同的占用空间，因此不必为每个组件部件号输入此信息。但是，将在PCB布局设计系统中建立所有使用的设备的库。这样，可以轻松调出以前使用的组件。

路由

完成基本布局后，PCB设计的下一阶段是布线所有组件之间的连接。然后，PCB软件根据原理图上的网表在板上路由物理连接。为此，它将使用可用于连接的层数，并根据需要创建通孔。通常会分配一层用作接地层，另一层用作电源层。这不仅降低了噪声水平，而且使电源的低源电阻连接成为可能。

该路由可能会使用大量的计算能力。对于较大的设计尤其如此，其中可能有超过三千或四千个组件。在由于高组件密度而难以进行布线的情况下，这可能会导致布线花费大量时间。

PCB文件：Gerber文件等

PCB布局照片图的信息以Gerber文件的形式输出。此格式是PCB文件的标准格式，是照片绘图仪使用的一种数控文件形式。除Gerber文件外，还将生成钻探信息以及丝网印刷和光刻胶信息。

印刷电路板成本中的一个主要因素是钻孔。在任何设计中，都需要固定一些孔以及所需的任何常规组件所需的孔。但是，为了降低成本，明智的做法是使用尽可能少的孔尺寸。这样，钻头将需要进行更少的改变，并且可以减少时间。

一旦完成，有关PCB的信息将用于制造过程的许多领域。它不仅将用于制造实际的PCB本身，而且这些文件还将用于制造过程的其他领域。它们可用于开发取放程序，除此之外，这些文件还可用于PCB阻焊膜的制造中，以便在放置元件之前将焊膏添加到板上。这些文件还可以用于开发各种形式的测试程序，例如“在线测试”（ICT），尤其是在开发任何指甲测试夹具床时。这样，PCB设计是任何产品整个制造过程的关键要素。PCB设计不仅仅是基础板的设计。

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