PCB設(shè)計思路

設(shè)計一款硬件電路，要熟悉元器件的基礎(chǔ)理論，比如元器件原理、選型及使用，學(xué)會繪制原理圖，并通過軟件完成PCB設(shè)計，熟練掌握工具的技巧使用，學(xué)會如何優(yōu)化及調(diào)試電路等。要如何完整地設(shè)計一套硬件電路設(shè)計，下面為大家分享我的幾點個人經(jīng)驗。

1、總體思路

設(shè)計硬件電路，大的框架和架構(gòu)要搞清楚，但要做到這一點還真不容易。有些大框架也許自己的老板、老師已經(jīng)想好，自己只是把思路具體實現(xiàn)。但也有些要自己設(shè)計框架的，那就要搞清楚要實現(xiàn)什么功能，然后找找有否能實現(xiàn)同樣或相似功能的參考電路板。

要懂得盡量利用他人的成果，越是有經(jīng)驗的工程師越會懂得借鑒他人的成果。

2、找到參考設(shè)計

在開始做硬件設(shè)計前，根據(jù)自己的項目需求，可以去找能夠滿足硬件功能設(shè)計的，有很多相關(guān)的參考設(shè)計。沒有找到也沒關(guān)系，先確定大IC芯片，找datasheet，看其關(guān)鍵參數(shù)是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的關(guān)鍵參數(shù)，以及能否看懂這些關(guān)鍵參數(shù)，都是硬件工程師的能力的體現(xiàn)，這也需要長期地慢慢地積累。

這期間，要善于提問，因為自己不懂的東西，別人往往一句話就能點醒你，尤其是硬件設(shè)計。

3、理解電路

如果你找到了的參考設(shè)計，恭喜你！你可以節(jié)約很多時間了，包括前期設(shè)計和后期調(diào)試。馬上就copy？NO。

先看懂理解了再說，既能提高我們的電路理解能力，還能避免設(shè)計中的錯誤。

高速電路設(shè)計面臨的問題

伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，時鐘頻率越來越高。目前，超過一半的數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率高于100MHz。另一方面，從半導(dǎo)體芯片封裝的發(fā)展來看，芯片體積越來越小、集成度越來越高、引腳數(shù)越來越多。所以，在當(dāng)今的電路設(shè)計領(lǐng)域，電路系統(tǒng)正朝著大規(guī)模、小體積、高速度、高密度的方向飛速發(fā)展。這樣就帶來了一個問題，即芯片的體積減小導(dǎo)致電路的布局、布線很困難，而信號的頻率還在逐年增1高，邊沿速率越來越快，PCB上的電磁現(xiàn)象更復(fù)雜，適用于低速電路的電路理論知識（如基爾霍夫電壓/電流定律）可能已失去作用。此外，電子設(shè)備越來越廣泛地應(yīng)用于人們的工作和生活之中，電子設(shè)備工作的電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，電磁兼容問題也越來越重要。

總之，電子技術(shù)的發(fā)展給高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)，作為高速電路設(shè)計的工程師，將不可避免地面臨一些新的問題。

高速PCB的阻抗控制

高速電路采用的元器件集成度高，速度快，引出端子多，密度高，層數(shù)16層，能控制傳輸線的特性阻抗。特性阻抗就是傳輸線和介質(zhì)共同作用結(jié)果下的阻止電磁場變化傳播的固有特性，因而和傳輸線的寬度、厚度、離參考層間距及介電參數(shù)等有關(guān)。傳輸線的特性阻抗是影響信號品質(zhì)的重要因素，如果信號傳播過程中阻抗始終保持一致，那么信號可以很平穩(wěn)地向前傳播。當(dāng)阻抗發(fā)生了改變時，信號能量中的一- 部分反射回來，信號傳輸?shù)倪B續(xù)性就被破壞，將導(dǎo)致信號失真。

高速pcb設(shè)計特征阻抗

信號沿傳輸線傳播過程當(dāng)中，如果傳輸線上各處具有一致的信號傳播速度，并且單位長度上的電容也一樣，那么信號在傳播過程中總是看到完全一致的瞬間阻抗。由于在整個傳輸線上阻抗維持恒定不變，我們給出一個特定的名稱，來表示特定的傳輸線的這種特征或者是特性，稱之為該傳輸線的特征阻抗。特征阻抗是指信號沿傳輸線傳播時，信號看到的瞬間阻抗的值。特征阻抗與PCB導(dǎo)線所在的板層、PCB所用的材質(zhì)（介電常數(shù)）、走線寬度、導(dǎo)線與平面的距離等因素有關(guān)，與走線長度無關(guān)。特征阻抗可以使用軟件計算。高速PCB布線中，一般把數(shù)字信號的走線阻抗設(shè)計為50歐姆，這是個大約的數(shù)字。一般規(guī)定同軸電纜基帶50歐姆，頻帶75歐姆，對絞線（差分）為100歐姆。