在高速設(shè)計(jì)中，可控阻抗板和線路的特性阻抗是最重要和最普遍的問題之一。首先了解一下傳輸線的定義：傳輸線由兩個(gè)具有一定長度的導(dǎo)體組成，一個(gè)導(dǎo)體用來發(fā)送信號，另一個(gè)用來接收信號（切記“回路”取代“地”的概念）。在一個(gè)多層板中，每一條線路都是傳輸線的組成部分，鄰近的參考平面可作為第二條線路或回路。一條線路成為“性能良好”傳輸線的關(guān)鍵是使它的特性阻抗在整個(gè)線路中保持恒定。 

線路板成為“可控阻抗板”的關(guān)鍵是使所有線路的特性阻抗?jié)M足一個(gè)規(guī)定值，通常在25歐姆和70歐姆之間。在多層線路板中，傳輸線性能良好的關(guān)鍵是使它的特性阻抗在整條線路中保持恒定。

但是，究竟什么是特性阻抗？理解特性阻抗最簡單的方法是看信號在傳輸中碰到了什么。當(dāng)沿著一條具有同樣橫截面?zhèn)鬏斁€移動(dòng)時(shí)，這類似圖1所示的微波傳輸。假定把1伏特的電壓階梯波加到這條傳輸線中，如把1伏特的電池連接到傳輸線的前端（它位于發(fā)送線路和回路之間），一旦連接，這個(gè)電壓波信號沿著該線以光速傳播，它的速度通常約為6英寸/納秒。當(dāng)然，這個(gè)信號確實(shí)是發(fā)送線路和回路之間的電壓差，它可以從發(fā)送線路的任何一點(diǎn)和回路的相臨點(diǎn)來衡量。圖2是該電壓信號的傳輸示意圖。

Zen的方法是先“產(chǎn)生信號”，然后沿著這條傳輸線以6英寸/納秒的速度傳播。第一個(gè)0.01納秒前進(jìn)了0.06英寸，這時(shí)發(fā)送線路有多余的正電荷，而回路有多余的負(fù)電荷，正是這兩種電荷差維持著這兩個(gè)導(dǎo)體之間的1伏電壓差，而這兩個(gè)導(dǎo)體又組成了一個(gè)電容器。

在下一個(gè)0.01納秒中，又要將一段0.06英寸傳輸線的電壓從0調(diào)整到1伏特，這必須加一些正電荷到發(fā)送線路，而加一些負(fù)電荷到接收線路。每移動(dòng)0.06英寸，必須把更多的正電荷加到發(fā)送線路，而把更多的負(fù)電荷加到回路。每隔0.01納秒，必須對傳輸線路的另外一段進(jìn)行充電，然后信號開始沿著這一段傳播。電荷來自傳輸線前端的電池，當(dāng)沿著這條線移動(dòng)時(shí)，就給傳輸線的連續(xù)部分充電，因而在發(fā)送線路和回路之間形成了1伏特的電壓差。每前進(jìn)0.01納秒，就從電池中獲得一些電荷（±Q），恒定的時(shí)間間隔（±t）內(nèi)從電池中流出的恒定電量（±Q）就是一種恒定電流。流入回路的負(fù)電流實(shí)際上與流出的正電流相等，而且正好在信號波的前端，交流電流通過上、下線路組成的電容，結(jié)束整個(gè)循環(huán)過程。

PCB（Printed Circuit Board）印刷電路板的縮寫 

一、國內(nèi)用的比較多的是protel，protel 99se，protel DXP，Altium，這些都是一個(gè)公司發(fā)展，不斷升級的軟件；當(dāng)前版本是Altium Designer 9.1 比較簡單，設(shè)計(jì)比較隨意，但是做復(fù)雜的PCB這些軟件就不是很好。

二、Cadence spb軟件Cadence spb這是Cadence的軟件，當(dāng)前版本是Cadence SPB 16.5；其中的ORCAD原理圖設(shè)計(jì)是國際標(biāo)準(zhǔn)；其中PCB設(shè)計(jì)、仿真很全，用起來比protel復(fù)雜，主要是要求、設(shè)置復(fù)雜；但是為設(shè)計(jì)做好了規(guī)定，所以設(shè)計(jì)起來事半功倍，比protel就明顯強(qiáng)大。

三、Mentor公司的BORDSTATIONG和EE,其中BOARDSTATION由于只適用于UNIX系統(tǒng)，不是為PC機(jī)設(shè)計(jì)，所以使用的人較少；當(dāng)前MentorEE版本為Mentor EE 7.9和Cadence spb屬于同級別的PCB設(shè)計(jì)軟件，它有些地方比cadence spb差，它的強(qiáng)項(xiàng)是拉線、飛線，人稱飛線王。

四、EAGLE Layout這是歐洲使用最廣泛的PCB設(shè)計(jì)軟件。　上述所說PCB設(shè)計(jì)軟件，用的比較多的，Cadence spb和MentorEE 是里面當(dāng)之無愧的王者。　如果是初學(xué)設(shè)計(jì)PCB我覺得Cadencespb 比較好，它可以給設(shè)計(jì)者養(yǎng)成一個(gè)良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣，而且能保證良好的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

設(shè)計(jì)在不同階段需要進(jìn)行不同的各點(diǎn)設(shè)置，在布局階段可以采用大格點(diǎn)進(jìn)行器件布局；

對于IC、非定位接插件等大器件，可以選用50~100mil的格點(diǎn)精度進(jìn)行布局，而對于電阻電容和電感等無源小器件，可采用25mil的格點(diǎn)進(jìn)行布局。大格點(diǎn)的精度有利于器件的對齊和布局的美觀。

PCB布局規(guī)則：

1、在通常情況下，所有的元件均應(yīng)布置在電路板的同一面上，只有頂層元件過密時(shí)，才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如貼片電阻、貼片電容、貼片IC等放在底層。

2、在保證電氣性能的前提下，元件應(yīng)放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀，在一般情況下不允許元件重疊；元件排列要緊湊，元件在整個(gè)版面上應(yīng)分布均勻、疏密一致。

3、電路板上不同組件相臨焊盤圖形之間的最小間距應(yīng)在1MM以上。

4、離電路板邊緣一般不小于2MM.電路板的最佳形狀為矩形，長寬比為3:2或4:3.電路板面尺大于200MM乘150MM時(shí)，應(yīng)考慮電路板所能承受的機(jī)械強(qiáng)度。

在PCB的布局設(shè)計(jì)中要分析電路板的單元，依據(jù)起功能進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，對電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：

1、按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。

2、以每個(gè)功能單元的核心元器件為中心，圍繞他來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整體、緊湊的排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。

3、在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件并行排列，這樣不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。

一旦選用了過孔，務(wù)必處理好它與周邊各實(shí)體的間隙，特別是容易被忽視的中間各層與過孔不相連的線與過孔的間隙，如果是自動(dòng)布線，可在“過孔數(shù)量最小化” （ Via Minimiz8tion）子菜單里選擇“on”項(xiàng)來自動(dòng)解決。（2）需要的載流量越大，所需的過孔尺寸越大，如電源層和地層與其它層聯(lián)接所用的過孔就要大一些。

Overlay

為方便電路的安裝和維修等，在印刷板的上下兩表面印刷上所需要的標(biāo)志圖案和文字代號等，例如元件標(biāo)號和標(biāo)稱值、元件外廓形狀和廠家標(biāo)志、生產(chǎn)日期等等。不少初學(xué)者設(shè)計(jì)絲印層的有關(guān)內(nèi)容時(shí)，只注意文字符號放置得整齊美觀，忽略了實(shí)際制出的PCB效果。他們設(shè)計(jì)的印板上，字符不是被元件擋住就是侵入了助焊區(qū)域被抹賒，還有的把元件標(biāo)號打在相鄰元件上，如此種種的設(shè)計(jì)都將會(huì)給裝配和維修帶來很大不便。正確的絲印層字符布置原則是：”不出歧義，見縫插針，美觀大方”。

特殊性

Protel封裝庫內(nèi)有大量SMD封裝，即表面焊裝器件。這類器件除體積小巧之外的最大特點(diǎn)是單面分布元引腳孔。因此，選用這類器件要定義好器件所在面，以免“丟失引腳（Missing Plns）”。另外，這類元件的有關(guān)文字標(biāo)注只能隨元件所在面放置。

網(wǎng)格狀填充區(qū)（External Plane ）和填充區(qū)（Fill)

正如兩者的名字那樣，網(wǎng)絡(luò)狀填充區(qū)是把大面積的銅箔處理成網(wǎng)狀的，填充區(qū)僅是完整保留銅箔。初學(xué)者設(shè)計(jì)過程中在計(jì)算機(jī)上往往看不到二者的區(qū)別，實(shí)質(zhì)上，只要你把圖面放大后就一目了然了。正是由于平常不容易看出二者的區(qū)別，所以使用時(shí)更不注意對二者的區(qū)分，要強(qiáng)調(diào)的是，前者在電路特性上有較強(qiáng)的抑制高頻干擾的作用，適用于需做大面積填充的地方，特別是把某些區(qū)域當(dāng)做屏蔽區(qū)、分割區(qū)或大電流的電源線時(shí)尤為合適。后者多用于一般的線端部或轉(zhuǎn)折區(qū)等需要小面積填充的地方。

Pad

焊盤是PCB設(shè)計(jì)中最常接觸也是最重要的概念，但初學(xué)者卻容易忽視它的選擇和修正，在設(shè)計(jì)中千篇一律地使用圓形焊盤。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動(dòng)和受熱情況、受力方向等因素。Protel在封裝庫中給出了一系列不同大小和形狀的焊盤，如圓、方、八角、圓方和定位用焊盤等，但有時(shí)這還不夠用，需要自己編輯。例如，對發(fā)熱且受力較大、電流較大的焊盤，可自行設(shè)計(jì)成“淚滴狀”，在大家熟悉的彩電PCB的行輸出變壓器引腳焊盤的設(shè)計(jì)中，不少廠家正是采用的這種形式。一般而言，自行編輯焊盤時(shí)除了以上所講的以外，還要考慮以下原則：

（1）形狀上長短不一致時(shí)要考慮連線寬度與焊盤特定邊長的大小差異不能過大；

（2）需要在元件引角之間走線時(shí)選用長短不對稱的焊盤往往事半功倍；

（3）各元件焊盤孔的大小要按元件引腳粗細(xì)分別編輯確定，原則是孔的尺寸比引腳直徑大0．2- 0．4毫米。

PCB放置焊盤：

1 ．放置焊盤的方法

可以執(zhí)行主菜單中命令 Place/Pad ，也可以用組件放置工具欄中的 Place Pad 按鈕。

進(jìn)入放置焊盤（ Pad ）狀態(tài)后，鼠標(biāo)將變成十字形狀，將鼠標(biāo)移動(dòng)到合適的位置上單擊就完成了焊盤的放置。

2 ．焊盤的屬性設(shè)置

焊盤的屬性設(shè)置有以下兩種方法：

● 在用鼠標(biāo)放置焊盤時(shí)，鼠標(biāo)將變成十字形狀，按 Tab 鍵，將彈出 Pad （焊盤屬性）設(shè)置對話框.

7-24 焊盤屬性設(shè)置對話框

● 對已經(jīng)在 PCB 板上放置好的焊盤，直接雙擊，也可以彈出焊盤屬性設(shè)置對話框。在焊盤屬性設(shè)置對話在框中有如下幾項(xiàng)設(shè)置：

● Hole Size ：用于設(shè)置焊盤的內(nèi)直徑大小。

● Rotation ：用一設(shè)置焊盤放置的旋轉(zhuǎn)角度。

● Location ：用于設(shè)置焊盤圓心的 x 和 y 坐標(biāo)的位置。

● Designator 文本框：用于設(shè)置焊盤的序號。

● Layer 下拉列表：從該下拉列表中可以選擇焊盤放置的布線層。

● Net 下拉列表：該下拉列表用于設(shè)置焊盤的網(wǎng)絡(luò)。

● Electrical Type 下拉列表：用于選擇焊盤的電氣特性。該下拉列表共有 3 種選擇方式： Load （節(jié)點(diǎn)）、 Source （源點(diǎn)）和 Terminator （終點(diǎn)）。

● Testpoint 復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置焊盤是否作為測試點(diǎn)，可以做測試點(diǎn)的只有位于頂層的和底層的焊盤。

● Locked 復(fù)選項(xiàng)：選中該復(fù)選項(xiàng)，表示焊盤放置后位置將固定不動(dòng)。

● Size and Shape 選項(xiàng)區(qū)域：用于設(shè)置焊盤的大小和形狀

● X-Size 和 Y-Size ：分別設(shè)置焊盤的 x 和 y 的尺寸大小。

● Shape 下拉列表：用于設(shè)置焊盤的形狀，有 Round （圓形）、 Octagonal （八角形）和 Rectangle

（長方形）。

● Paste Mask Expansions 選項(xiàng)區(qū)域：用于設(shè)置助焊層屬性。

● Solder Mask Expansions 選項(xiàng)區(qū)域：用于設(shè)置阻焊層屬性。

Mask

這些膜不僅是PcB制作工藝過程中必不可少的，而且更是元件焊裝的必要條件。按“膜”所處的位置及其作用，“膜”可分為元件面（或焊接面）助焊膜（TOp or Bottom 和元件面（或焊接面）阻焊膜（TOp or BottomPaste Mask）兩類。顧名思義，助焊膜是涂于焊盤上，提高可焊性能的一層膜，也就是在綠色板子上比焊盤略大的各淺色圓斑。阻焊膜的情況正好相反，為了使制成的板子適應(yīng)波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盤處的銅箔不能粘錫，因此在焊盤以外的各部位都要涂覆一層涂料，用于阻止這些部位上錫。可見，這兩種膜是一種互補(bǔ)關(guān)系。由此討論，就不難確定菜單中

類似“solder Mask En1argement”等項(xiàng)目的設(shè)置了。

有兩重含義

自動(dòng)布線時(shí)供觀察用的類似橡皮筋的網(wǎng)絡(luò)連線，在通過網(wǎng)絡(luò)表調(diào)入元件并做了初步布局后，用“Show 命令就可以看到該布局下的網(wǎng)絡(luò)連線的交叉狀況，不斷調(diào)整元件的位置使這種交叉最少，以獲得最大的自動(dòng)布線的布通率。這一步很重要，可以說是磨刀不誤砍柴功，多花些時(shí)間，值！另外，自動(dòng)布線結(jié)束，還有哪些網(wǎng)絡(luò)尚未布通，也可通過該功能來查找。找出未布通網(wǎng)絡(luò)之后，可用手工補(bǔ)償，實(shí)在補(bǔ)償不了就要用到“飛線”的第二層含義，就是在將來的印板上用導(dǎo)線連通這些網(wǎng)絡(luò)。要交待的是，如果該電路板是大批量自動(dòng)線生產(chǎn)，可將這種飛線視為0歐阻值、具有統(tǒng)一焊盤間距的電阻元件來進(jìn)行設(shè)計(jì).

印刷電路板（Printed circuit board，PCB）幾乎會(huì)出現(xiàn)在每一種電子設(shè)備當(dāng)中。如果在某樣設(shè)備中有電子零件，那么它們也都是鑲在大小各異的PCB上。除了固定各種小零件外，PCB的主要功能是提供上頭各項(xiàng)零件的相互電氣連接。隨著電子設(shè)備越來越復(fù)雜，需要的零件越來越多，PCB上頭的線路與零件也越來越密集了。標(biāo)準(zhǔn)的PCB長得就像這樣。裸板（上頭沒有零件）也常被稱為「印刷線路板Printed Wiring Board（PWB）」。

板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制作成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過程中部分被蝕刻處理掉，留下來的部分就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。這些線路被稱作導(dǎo)線（conductor pattern）或稱布線，并用來提供PCB上零件的電路連接。

為了將零件固定在PCB上面，我們將它們的接腳直接焊在布線上。在最基本的PCB（單面板）上，零件都集中在其中一面，導(dǎo)線則都集中在另一面。這么一來我們就需要在板子上打洞，這樣接腳才能穿過板子到另一面，所以零件的接腳是焊在另一面上的。因?yàn)槿绱耍琍CB的正反面分別被稱為零件面（Component Side）與焊接面（Solder Side）。

如果PCB上頭有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或裝回去，那么該零件安裝時(shí)會(huì)用到插座（Socket）。由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝。下面看到的是ZIF（Zero Insertion Force，零撥插力式）插座，它可以讓零件（這里指的是CPU）可以輕松插進(jìn)插座，也可以拆下來。插座旁的固定桿，可以在您插進(jìn)零件后將其固定。

如果要將兩塊PCB相互連結(jié)，一般我們都會(huì)用到俗稱「金手指」的邊接頭（edge connector）。金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實(shí)上也是PCB布線的一部分。通常連接時(shí)，我們將其中一片PCB上的金手指插進(jìn)另一片PCB上合適的插槽上（一般叫做擴(kuò)充槽Slot）。在計(jì)算機(jī)中，像是顯示卡，聲卡或是其它類似的界面卡，都是借著金手指來與主機(jī)板連接的。

PCB上的綠色或是棕色，是阻焊漆（solder mask）的顏色。這層是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方。在阻焊層上另外會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面（silk screen）。通常在這上面會(huì)印上文字與符號（大多是白色的），以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面（legend）。

PCB的中文名稱為印制電路板又稱印刷電路板、印刷線路板是重要的電子部件是電子元器件的支撐體?是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的故被稱為“印刷”電路板。

PCB打樣就是指印制電路板在批量生產(chǎn)前的試產(chǎn)主要應(yīng)用為電子工程師在設(shè)計(jì)好電路?并完成PCB Layout之后向工廠進(jìn)行小批量試產(chǎn)的過程即為PCB打樣。而PCB打樣的生產(chǎn)數(shù)量一般沒有具體界線一般是工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)未完成確認(rèn)和完成測試之前都稱之為PCB打樣 。