如果你想自己设计 PCB 电路板,那么这些条件你一定要具备

2022-04-11   大方老师单片机

原标题:如果你想自己设计 PCB 电路板,那么这些条件你一定要具备

如果你想自己 PCB电路板,那么这些条件你一定要具备

分享给需要的朋友一点个人经验吧

(本人大约有五年的电子设计经验,从小白开始自学,画过自己也数不清多少电路板,结尾新增干货哦)个人认为首先需要明确两件事:

1、设PCB不是目的,而是工具或手段;

2、设PCB入门最好的方式就是动手完成一个属于你自己的板子,然后记得丝印写Designed By XXX,成就感爆棚!

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关于第一条,这么说是因为,当你想做一个XX功能的高端玩具:一个遥控的行驶的小/可以产生正弦波信号发生/12V直流电转换5V直流电变换/可以识别不同方向声源发出的位置的定位装置PCB设计都是必不可少的。但是,千万别以为,会设PCB就完事了,还有很多很多任务,才算完事:理论框架分>硬件系统设计、器件选型、原理图设计PCB设计、打烊、硬件调>机械结构选型、设>软件代码设计、调>才能完工。

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那么,设PCB到底需要学哪些科目?

这个问题其实很复杂,具体来说看你要做什么,画不同产/应用场合的电路板,要求都不一样。

当然,如果你PCB就是一51单片机的最小系统,那么,除了注意下唯一的高频器件晶振靠近点时钟引脚,其他地方连对线,基本上就算能用的板子了。

但是,有两个方向是PCB设计要求高的方向:一个是功率很大PCB,如电力电子领域;一个是速度很高PCB,如信号尤其射频领域。这两个领域,除了连对线,还有很多高级技巧了:如线径取多大(通流能力够不够?),怎么走线90度还45度),线与线的关系(寄生电感,寄生电容多大),线与线的距离(耐压够不够?),产生的磁/电场的相互影响情况等),器件怎么布局,供电系统怎么分真的好多!

不过刚开始,你可以不必关心这些,但是如果你想潜心修炼这方面的技能,多少知道点还是有必要的!

简单梳理一下:

1、初阶技能:工+查资+基本知识

工具学习是一定要掌握的,不然没法开始干活的Altium designer挺好用,推荐使用,容易破解。

有了这个软件,结合查资料(datasheet)你就可以从认识,到熟悉你需要的每个器件,你可以制作自己的元件库,你也可以通过这个过程慢慢熟悉常用器件(模拟,数字,接插件等等)。

当然,你会慢慢需要知道,一个运放该怎么用,电阻怎么算,怎么取,这是模拟电路的知或者你想做一Buck电路,那么需要电路知这是系统性的电子设计知可以从《模拟电路设计》《数字电路设计》《电路》《电力电子技术》等等书中找到知识的原型,但我仍然建议你,通过实践活学活用~

2、中阶技能:常规设计规范

当你设计了十块板子了,你还总是随心所欲的画板子,那就没什么意思了。你需要知道一些设计规范了。

例如,模拟地与数字地需要隔离、电源主功率环路最小原则、差分信号线径一致性原则、电源滤波电容Vin引脚最近等等。

另外,怎么布局比较科学,比较美观,比较省地方,也该是你慢慢需要思考的问题。

3、高阶技能SI/PI/EMC高手

当我画的板子数量我自己都数不清的时候,数量就不再重要了,质量是否上成很重要。

比如,我可能设计某220V-48V的板子,都设计好多年了,那么布局布线可能已经深深的刻在自己的脑子里了,这时,就某一sense线到底怎么走的问题,可能我要花好长时间分析,因为这涉及到稳压精度。还比如,一drive线怎么走,也可能要仔细研究,因为这涉及到电源EMC能不能过。

而高手,互联设计专家EMC专家SI/PI专家,就是这么日积月累磨出来的。

所以,学啥都可以,只要你学的够精就行。

——————但愿有您想要的干————————————————————————

PCB设计这一块,本人也是处于中阶水平(画过不少板子,但也不专业)。为了让你们有尽可能多的收获,结合自己积攒的一些资料,就再分享一下哈~

按上文的顺序来说吧~

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对于初阶的朋友,其实我不想分享任何一本书,因为这个阶段属于你PCB这一技能的认知、相关知识体系建立的阶段,是不需要看任何高深莫测的理论或者规范的,只需要你知道有这/那个,这/那个怎么用,然后完成几个简单系统的设计就可以。

工具使用方面:altium designer为例,可以参考软件自己的资料,在工具->Help部分,也可以边用边搜,除了一些生僻高级用法,一般基本可以一路从Baidu到尾。

器件手册方面:可以从这里或者器件官方网站找。Datasheet search site for Electronic Components and Semiconductors and other semiconductors.

Tips:比TI官网,半导,数字信号处 -德州仪器,我们刚开始只习惯搜某个器件datasheet,其实你试试搜索一些关键词,会发现除了产品,还有技术文档,参考设计,论坛资源,博客资源,培训资源,开发wiki很多信息,甚者有时候还能下载到某个大佬PPT~当然条件是:要先注+该资源开放。

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这个阶段,基本操作和一些基础已经建立了,规范就很重要了,菊厂有一份比较权威的设计规范已经po到网上了。

1. PCB设计规__百度文库

2. PCBEMC设计指__百度文库

3. 华为硬件设计规_百度文库

这三份资料可谓是很全面也很精彩,其中:

1.既包含了业界标准PCB开发流程,又罗列了各种常见Layout规范,可以作Check List检视你画的板子。

2.1EMC角度系统性、全方位、无死角展开介绍版,包括布局(层数设计、模块区域布局、滤波设计、地平面设计等),布线(传输线模型、布线层、阻抗控制、过孔、信号质量等)等等很多很

个人认为,简直就是葵花宝典,怎么可以这么牛逼。甚至,觉2其实也可以放大神去细细品味了!

3.其实这个应该是放1之前的,或者同时品尝的。内容包括菊厂硬件开发流程,设计规范,当然有很多典型设计案例。如果你不关心它庞杂的流程,直接跳到感兴趣的部分即可~

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请教了下一SI/PI/EMC的同事,这块感觉真挺难。因为电场、磁场这东西是强耦合、非线性、看不/摸不清的,首先必须要把理论搞清楚,才能仿真分析,然后才能给PCB设计的建议。

上同事推荐的几本书(也是推荐给自己的):

PCB设计实践方面:

1. 《高速电路设计实践王剑宇【摘试读】图书

2.《国外电子与通信教材系:信号完整性与电源完整性分(第二)伯格 (Eric Bogatin),李玉,,等【摘试读】图书

理论基础方面:

3. 《图解直观数学译:麦克斯韦方程直(翻译)丹尼·弗雷 (Daniel Fleisch),,刘波峰【摘试读】图书

4. 《费恩曼物理学讲(1)(新千年)理查费恩 (R.P.Feynman), (R.B.Leighton), (M.Sands),郑永,华宏,吴子,等【摘试读】图书

5. 《国外电子与通信教材系:微波工(3) (David M.Pozar),张肇,周乐,吴德,等【摘试读】图书

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另外,国内有一SI方面比较有名的人,他的书及网站,感兴趣了解下。《信号完整性揭:于博SI设计手记于争【摘试读】图书信号完整性设_于博士信号完整性