pcb设计核心问题的解决方案

进行印刷电路板(PCB)设计是指经过pcb设计原理图纸，停止线路规划，以尽可能低的本钱消费电路板。过去，这通常需求借助于价钱昂贵的专用工具才干完成，但是如今，随着高性能软件工具以及设计模型的日益提高，大大加快了电路板pcb设计人员的设计速度。

虽然工程设计人员晓得，一个圆满的pcb设计计划是防止问题呈现的最佳方式，不过这仍是一种既糜费时间又糜费金钱，同时治本不治标的办法。比方，假如在电磁兼容性(EMC)测试阶段发现问题，将会形成大量的本钱投入，以至需求对最初的设计计划停止调整和重新制造，这将消耗数月的时间。

规划是pcb设计人员首先要面对的一个问题。这一问题取决于图纸中的局部内容，一些设备基于逻辑思索需求被设置在一同。但是应该留意，对温度比拟敏感的元件，比方传感器，应当与包括电源转换器在内的产生热量的元件分开设置。关于具有多种电源设置的pcb设计，12伏和15伏电源转换器，能够分别设置在电路板的不同位置，由于它们产生的热量和电子噪声会对其它元件以及电路板的牢靠性和性能形成影响。

上述元件也会对电路设计的电磁性能形成影响，这不只仅关于电路板的性能和能耗非常重要，关于电路板经济性也会带来很大的影响，因而一切在欧洲销售的电路板设备都必需取得CE标志，以证明不会对其它系统形成干扰。不过，这通常只是从电源供给方面来说的，还有许多设备会发出噪声，例如DC-DC转换器、以及高速数据转换器等。由于电路板pcb设计存在缺陷， 这些噪声可以被信道捕获，并作为小型天线停止辐射，从而产生杂频噪声及频率异常区域。

远场电磁干扰(EMI)问题能够经过在噪声点加装滤波器或者运用金属外壳来屏蔽信号的方式加以处理。但是对电路板上可以释放电磁干扰(EMI)的设备予以充沛的注重，却使得电路板能够选用更低价的外壳，从而有效降低整个系统的本钱。

在电路板的pcb设计过程中，电磁干扰(EMI)的确是一个不得不注重的要素。电磁串扰可以与信道产生耦合，从而将信号打乱为噪声，影响电路板的整体性能。假如耦合噪声过高，则信号有可能会被完整掩盖，因而必需加装愈加昂贵的信号放大器，才干够恢复正常。不过，假如在电路板的设计之初，就可以充沛思索到信号线路规划的话，上述问题就能够防止。由于电路板的设计会依据不同设备、不同运用地点、不同散热需求、以及不同的电磁干扰(EMI)状况，而有所不同，这时设计模板便派上了大用场。

电容同样也是电路板设计中一个不容无视的重要问题，由于电容会影响信号的传播速度、增加电量的耗费。信道会与旁边的线路产生耦合或者垂直穿越两个电路层，从而在无意中构成一个电容器。经过减少平行线路的长度、在其中一条线路上加装扭结从而切断耦合等方式，上述问题能够相对容易地加以处理。不过，这也需求工程设计人员充沛思索消费设计准绳，确保设计计划便于制造，同时防止由于线路弯折角渡过大形成的任何噪声辐射。线路之间的间隔也有可能会过近，这将会在线路之间产生短的回路，特别是在线路弯折处，随着时间的推移，会呈现金属“晶须”。设计规则检测通常能够标示出回路风险比正常状况更高的区域。

这一问题在接地层的设计中显得尤为突出。一个金属电路层，有可能会与其上方和下方的一切线路构成耦合。虽然该金属层的确可以有效阻隔噪声，不过该金属层同时也会产生伴生电容，影响线路的运转速度，并增加电量的耗费。

就多层电路板的pcb设计而言，不同电路板层之间的通孔pcb设计，恐怕是最具争议性的一个问题，由于通孔设计会给电路板的消费制造，带来许多问题。电路板层之间的通孔，会影响信号的性能，降低电路板设计的牢靠性，因而应当予以充沛的注重。

处理计划：

在印刷电路板pcb设计过程中，能够采取许多不同的办法，来处理各种问题。其中既有设计计划自身的调整，比方调整线路规划，减少噪声;也有印刷电路板规划方面的办法。设计元件能够经过规划工具停止自动装置，不过假如可以对自动规划停止手动调理，将有助于进步电路板设计的质量。经过这一措施，设计规则检测将借助于技术文件，确保电路板的设计可以满足电路板消费厂商的请求。

将不同的电路板层停止分隔，能够减少伴生电容，不过，这将增加电路板的层数，从而增加本钱，带来更多通孔方面的问题。虽然采用正交电网供电系统和接地线路设计可能会增加电路板的物理尺寸，但却能够有效发挥双层电路板中接地层的功效，降低电容量和电路板消费制造的复杂性。

包括DesignSpark PCB在内的设计工具，在设计之初，就能够协助工程设计人员处理许多问题， 不过工程设计人员还是需求对印刷电路板(PCB)的设计需求有充沛的理解。举例来说，假如印刷电路板(PCB)的编辑人员，在开端设计之初便需求对电路板的层数有所理解，例如，一个双层的电路板，则需求有一个接地层和一个电源层，两个互相独立的板层构成。 元件自动规划技术的用途很大，能够协助设计人员破费更多的时间，来对设备的规划区域停止设计，例如，供电设备假如与敏感的信号线路或者是温度较高的区域间隔过近的话，就会产生很多问题。与此相同的是，信号线路也能够停止自动布线，同时防止大局部问题的呈现，不过，对高风险区域停止剖析和手动操作，将有助于大幅度进步印刷电路板(PCB)设计的质量、进步收益、降低总体本钱。

设计规则检测同样也是一个十分有力的工具，可以对线路停止检测，确保线路之间的间隔不至于过近，从而形成回路过短。不过，整体pcb设计依然具有很高的经济价值。设计规划检测工具同时也能够用来检测和调整电源层与接地层，防止产生大的伴生电容区域。

上述工具关于Gerber和Excellon也将带来很大协助，有助他们为了消费出最终的设计废品，而停止线路和电路板印制，以及通孔钻孔等方面的工作。这样一来，pcb设计技术文件就与电路板制造商严密相连。

结论：

在印刷电路板(PCB)的设计过程中需求思索诸多问题，而包括DesignSpark PCB 在内的工具，可以有效地处置其中的大局部问题。经过采用某些最佳理论指导准绳，工程设计人员可以有效地减少本钱、进步电路板的牢靠性，同时满足系统规格的请求，以较低的本钱弯沉系统认证，从而防止呈现更多问题。