分类:PCB设计

这是PCB设计分类的汇总页面。PCB（印制电路板）设计是实现硬件设计蓝图的物理阶段，涉及电气连接、信号完整性及机械结构的协同优化。

PCB设计是指根据电路原理图，在绝缘基板上规划导电图形（走线）、过孔及元器件安装位置的过程。它是连接电子元器件的桥梁，其质量直接影响产品的性能、热管理能力及电磁兼容（EMC）表现。

叠层设计是多层板设计的基石。合理的叠层能为高频信号提供阻抗受控的传输路径和低阻抗的回流路径。

• 典型结构：信号层（Signal）、地平面（Ground Plane）、电源平面（Power Plane）。

对于高速信号，必须匹配特性阻抗以减少信号反射。

• 微带线阻抗近似公式：

${\displaystyle Z_0=\frac{60}{\sqrt{0.475{ϵ}_r+0.67}}\ln \left(\frac{4h}{0.67(0.8w+t)}\right)}$

其中 ${\displaystyle h}$ 为介质厚度，${\displaystyle w}$ 为线宽，${\displaystyle t}$ 为铜箔厚度。

• 分区原则：将模拟电路、数字电路及功率电路物理隔离，防止交叉干扰。
• 3W原则：线与线中心间距不小于 3 倍线宽，以减少串扰。
• 20H原则：电源平面相对于地平面内缩 ${\displaystyle 20H}$（${\displaystyle H}$ 为平面间距），以抑制边缘辐射。

PCB 是辐射发射（RE）和传导发射（CE）的主要载体。设计中需关注：

• 最小化电流环路：环路面积 ${\displaystyle A}$ 越大，向外辐射的磁场强度 ${\displaystyle H}$ 越强：

${\displaystyle H=\frac{k\cdot I\cdot A\cdot f^2}{r}}$

• 去耦电容放置：去耦电容应尽量靠近芯片电源引脚，以减小寄生电感。

设计必须符合生产工艺要求，包括：

• 最小线宽/间距（如 ${\displaystyle 4\text{mil}/4\text{mil}}$）。
• 过孔尺寸：纵横比限制以确保电镀可靠性。
• 表面处理：如喷锡（HASL）、沉金（ENIG）等。

• - 探讨反射、串扰及抖动分析。
• - 探讨电源平面噪声与压降。
• - 涉及 CAM 制作、打样及批量生产。
• - 介绍 Altium, Allegro, KiCad 等工具的使用。

• 硬件设计
• 信号完整性 (SI)
• 电磁兼容 (EMC)