如果你想自己設計 PCB 電路板,那麼這些條件你一定要具備

2022-04-11     大方老師單片機

原標題:如果你想自己設計 PCB 電路板,那麼這些條件你一定要具備

如果你想自己 PCB電路板,那麼這些條件你一定要具備

分享給需要的朋友一點個人經驗吧

(本人大約有五年的電子設計經驗,從小白開始自學,畫過自己也數不清多少電路板,結尾新增乾貨哦)個人認為首先需要明確兩件事:

1、設PCB不是目的,而是工具或手段;

2、設PCB入門最好的方式就是動手完成一個屬於你自己的板子,然後記得絲印寫Designed By XXX,成就感爆棚!

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關於第一條,這麼說是因為,當你想做一個XX功能的高端玩具:一個遙控的行駛的小/可以產生正弦波信號發生/12V直流電轉換5V直流電變換/可以識別不同方向聲源發出的位置的定位裝置PCB設計都是必不可少的。但是,千萬別以為,會設PCB就完事了,還有很多很多任務,才算完事:理論框架分>硬體系統設計、器件選型、原理圖設計PCB設計、打烊、硬體調>機械結構選型、設>軟體代碼設計、調>才能完工。

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那麼,設PCB到底需要學哪些科目?

這個問題其實很複雜,具體來說看你要做什麼,畫不同產/應用場合的電路板,要求都不一樣。

當然,如果你PCB就是一51單片機的最小系統,那麼,除了注意下唯一的高頻器件晶振靠近點時鐘引腳,其他地方連對線,基本上就算能用的板子了。

但是,有兩個方向是PCB設計要求高的方向:一個是功率很大PCB,如電力電子領域;一個是速度很高PCB,如信號尤其射頻領域。這兩個領域,除了連對線,還有很多高級技巧了:如線逕取多大(通流能力夠不夠?),怎麼走線90度還45度),線與線的關係(寄生電感,寄生電容多大),線與線的距離(耐壓夠不夠?),產生的磁/電場的相互影響情況等),器件怎麼布局,供電系統怎麼分真的好多!

不過剛開始,你可以不必關心這些,但是如果你想潛心修煉這方面的技能,多少知道點還是有必要的!

簡單梳理一下:

1、初階技能:工+查資+基本知識

工具學習是一定要掌握的,不然沒法開始幹活的Altium designer挺好用,推薦使用,容易破解。

有了這個軟體,結合查資料(datasheet)你就可以從認識,到熟悉你需要的每個器件,你可以製作自己的元件庫,你也可以通過這個過程慢慢熟悉常用器件(模擬,數字,接插件等等)。

當然,你會慢慢需要知道,一個運放該怎麼用,電阻怎麼算,怎麼取,這是模擬電路的知或者你想做一Buck電路,那麼需要電路知這是系統性的電子設計知可以從《模擬電路設計》《數字電路設計》《電路》《電力電子技術》等等書中找到知識的原型,但我仍然建議你,通過實踐活學活用~

2、中階技能:常規設計規範

當你設計了十塊板子了,你還總是隨心所欲的畫板子,那就沒什麼意思了。你需要知道一些設計規範了。

例如,模擬地與數字地需要隔離、電源主功率環路最小原則、差分信號線徑一致性原則、電源濾波電容Vin引腳最近等等。

另外,怎麼布局比較科學,比較美觀,比較省地方,也該是你慢慢需要思考的問題。

3、高階技能SI/PI/EMC高手

當我畫的板子數量我自己都數不清的時候,數量就不再重要了,質量是否上成很重要。

比如,我可能設計某220V-48V的板子,都設計好多年了,那麼布局布線可能已經深深的刻在自己的腦子裡了,這時,就某一sense線到底怎麼走的問題,可能我要花好長時間分析,因為這涉及到穩壓精度。還比如,一drive線怎麼走,也可能要仔細研究,因為這涉及到電源EMC能不能過。

而高手,互聯設計專家EMC專家SI/PI專家,就是這麼日積月累磨出來的。

所以,學啥都可以,只要你學的夠精就行。

——————但願有您想要的干————————————————————————

PCB設計這一塊,本人也是處於中階水平(畫過不少板子,但也不專業)。為了讓你們有儘可能多的收穫,結合自己積攢的一些資料,就再分享一下哈~

按上文的順序來說吧~

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對於初階的朋友,其實我不想分享任何一本書,因為這個階段屬於你PCB這一技能的認知、相關知識體系建立的階段,是不需要看任何高深莫測的理論或者規範的,只需要你知道有這/那個,這/那個怎麼用,然後完成幾個簡單系統的設計就可以。

工具使用方面:altium designer為例,可以參考軟體自己的資料,在工具->Help部分,也可以邊用邊搜,除了一些生僻高級用法,一般基本可以一路從Baidu到尾。

器件手冊方面:可以從這裡或者器件官方網站找。Datasheet search site for Electronic Components and Semiconductors and other semiconductors.

Tips:比TI官網,半導,數位訊號處 -德州儀器,我們剛開始只習慣搜某個器件datasheet,其實你試試搜索一些關鍵詞,會發現除了產品,還有技術文檔,參考設計,論壇資源,博客資源,培訓資源,開發wiki很多信息,甚者有時候還能下載到某個大佬PPT~當然條件是:要先注+該資源開放。

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這個階段,基本操作和一些基礎已經建立了,規範就很重要了,菊廠有一份比較權威的設計規範已經po到網上了。

1. PCB設計規__百度文庫

2. PCBEMC設計指__百度文庫

3. 華為硬體設計規_百度文庫

這三份資料可謂是很全面也很精彩,其中:

1.既包含了業界標準PCB開發流程,又羅列了各種常見Layout規範,可以作Check List檢視你畫的板子。

2.1EMC角度系統性、全方位、無死角展開介紹版,包括布局(層數設計、模塊區域布局、濾波設計、地平面設計等),布線(傳輸線模型、布線層、阻抗控制、過孔、信號質量等)等等很多很

個人認為,簡直就是葵花寶典,怎麼可以這麼牛逼。甚至,覺2其實也可以放大神去細細品味了!

3.其實這個應該是放1之前的,或者同時品嘗的。內容包括菊廠硬體開發流程,設計規範,當然有很多典型設計案例。如果你不關心它龐雜的流程,直接跳到感興趣的部分即可~

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請教了下一SI/PI/EMC的同事,這塊感覺真挺難。因為電場、磁場這東西是強耦合、非線性、看不/摸不清的,首先必須要把理論搞清楚,才能仿真分析,然後才能給PCB設計的建議。

上同事推薦的幾本書(也是推薦給自己的):

PCB設計實踐方面:

1. 《高速電路設計實踐王劍宇【摘試讀】圖書

2.《國外電子與通信教材系:信號完整性與電源完整性分(第二)伯格 (Eric Bogatin),李玉,,等【摘試讀】圖書

理論基礎方面:

3. 《圖解直觀數學譯:麥克斯韋方程直(翻譯)丹尼·弗雷 (Daniel Fleisch),,劉波峰【摘試讀】圖書

4. 《費恩曼物理學講(1)(新千年)理查費恩 (R.P.Feynman), (R.B.Leighton), (M.Sands),鄭永,華宏,吳子,等【摘試讀】圖書

5. 《國外電子與通信教材系:微波工(3) (David M.Pozar),張肇,周樂,吳德,等【摘試讀】圖書

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另外,國內有一SI方面比較有名的人,他的書及網站,感興趣了解下。《信號完整性揭:於博SI設計手記於爭【摘試讀】圖書信號完整性設_於博士信號完整性

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/3a37f52cca4060deea33219a643404ad.html