印制電路板的設(shè)計是以電路原理圖為根據(jù)，實現(xiàn)電路設(shè)計者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計主要指版圖設(shè)計，需要考慮外部連接的布局。內(nèi)部電子元件的優(yōu)化布局、金屬連線和通孔的優(yōu)化布局、電磁保護(hù)、熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的版圖設(shè)計可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設(shè)計可以用手工實現(xiàn)，復(fù)雜的版圖設(shè)計需要借助計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)實現(xiàn)。
在高速設(shè)計中，可控阻抗板和線路的特性阻抗是最重要和最普遍的問題之一。首先了解一下傳輸線的定義：傳輸線由兩個具有一定長度的導(dǎo)體組成，一個導(dǎo)體用來發(fā)送信號，另一個用來接收信號(切記“回路”取代“地”的概念)。在一個多層板中，每一條線路都是傳輸線的組成部分，鄰近的參考平面可作為第二條線路或回路。一條線路成為“性能良好”傳輸線的關(guān)鍵是使它的特性阻抗在整個線路中保持恒定。
線路板成為“可控阻抗板”的關(guān)鍵是使所有線路的特性阻抗?jié)M足一個規(guī)定值，通常在25歐姆和70歐姆之間。在多層線路板中，傳輸線性能良好的關(guān)鍵是使它的特性阻抗在整條線路中保持恒定。但是，究竟什么是特性阻抗?理解特性阻抗最簡單的方法是看信號在傳輸中碰到了什么。當(dāng)沿著一條具有同樣橫截面?zhèn)鬏斁€移動時，這類似圖1所示的微波傳輸。假定把1伏特的電壓階梯波加到這條傳輸線中，如把1伏特的電池連接到傳輸線的前端(它位于發(fā)送線路和回路之間)，一旦連接，這個電壓波信號沿著該線以光速傳播，它的速度通常約為6英寸/納秒。當(dāng)然，這個信號確實是發(fā)送線路和回路之間的電壓差，它可以從發(fā)送線路的任何一點和回路的相臨點來衡量。圖2是該電壓信號的傳輸示意圖。Zen的方法是先“產(chǎn)生信號”，然后沿著這條傳輸線以6英寸/納秒的速度傳播。第一個0.01納秒前進(jìn)了0.06英寸，這時發(fā)送線路有多余的正電荷，而回路有多余的負(fù)電荷，正是這兩種電荷差維持著這兩個導(dǎo)體之間的1伏電壓差，而這兩個導(dǎo)體又組成了一個電容器。在下一個0.01納秒中，又要將一段0.06英寸傳輸線的電壓從0調(diào)整到1伏特，這必須加一些正電荷到發(fā)送線路，而加一些負(fù)電荷到接收線路。每移動0.06英寸，必須把更多的正電荷加到發(fā)送線路，而把更多的負(fù)電荷加到回路。每隔0.01納秒，必須對傳輸線路的另外一段進(jìn)行充電，然后信號開始沿著這一段傳播。電荷來自傳輸線前端的電池，當(dāng)沿著這條線移動時，就給傳輸線的連續(xù)部分充電，因而在發(fā)送線路和回路之間形成了1伏特的電壓差。每前進(jìn)0.01納秒，就從電池中獲得一些電荷(±Q)，恒定的時間間隔(±t)內(nèi)從電池中流出的恒定電量(±Q)就是一種恒定電流。流入回路的負(fù)電流實際上與流出的正電流相等，而且正好在信號波的前端，交流電流通過上、下線路組成的電容，結(jié)束整個循環(huán)過程。
一、國內(nèi)用的比較多的是protel，protel 99se，protel DXP，Altium，這些都是一個公司發(fā)展，不斷升級的軟件;當(dāng)前版本是Altium Designer 15 比較簡單，設(shè)計比較隨意，但是做復(fù)雜的PCB這些軟件就不是很好。二、Cadence spb軟件Cadence spb這是Cadence的軟件，當(dāng)前版本是Cadence SPB 16.5;其中的ORCAD原理圖設(shè)計是國際標(biāo)準(zhǔn);其中PCB設(shè)計、仿真很全，用起來比protel復(fù)雜，主要是要求、設(shè)置復(fù)雜;但是為設(shè)計做好了規(guī)定，所以設(shè)計起來事半功倍，比protel就明顯強(qiáng)大。三、Mentor公司的BORDSTATIONG和EE,其中BOARDSTATION由于只適用于UNIX系統(tǒng)，不是為PC機(jī)設(shè)計，所以使用的人較少;當(dāng)前MentorEE版本為Mentor EE 7.9和Cadence spb屬于同級別的PCB設(shè)計軟件，它有些地方比cadence spb差，它的強(qiáng)項是拉線、飛線，人稱飛線王。四、EAGLE Layout這是歐洲使用最廣泛的PCB設(shè)計軟件?！∩鲜鏊fPCB設(shè)計軟件，用的比較多的，Cadence spb和MentorEE 是里面當(dāng)之無愧的王者?！∪绻浅鯇W(xué)設(shè)計PCB我覺得Cadence spb 比較好，它可以給設(shè)計者養(yǎng)成一個良好的設(shè)計習(xí)慣，而且能保證良好的設(shè)計質(zhì)量。
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