1設計簡介
在高速設計中，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：傳輸線由兩個具有一定長度的導體組成，一個導體用來發送信號，另一個用來接收信號（切記“回路”取代“地”的概念）。在一個多層板中，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”傳輸線的關鍵是使它的特性阻抗在整個線路中保持恒定。
線路板成為“可控阻抗板”的關鍵是使所有線路的特性阻抗滿足一個規定值，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。當沿著一條具有同樣橫截面傳輸線移動時，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（它位于發送線路和回路之間），一旦連接，這個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。當然，這個信號確實是發送線路和回路之間的電壓差，它可以從發送線路的任何一點和回路的相臨點來衡量。圖2是該電壓信號的傳輸示意圖。
Zen的方法是先“產生信號”，然后沿著這條傳輸線以6英寸/納秒的速度傳播。第一個0.01納秒前進了0.06英寸，這時發送線路有多余的正電荷，而回路有多余的負電荷，正是這兩種電荷差維持著這兩個導體之間的1伏電壓差，而這兩個導體又組成了一個電容器。
在下一個0.01納秒中，又要將一段0.06英寸傳輸線的電壓從0調整到1伏特，這必須加一些正電荷到發送線路，而加一些負電荷到接收線路。每移動0.06英寸，必須把更多的正電荷加到發送線路，而把更多的負電荷加到回路。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，當沿著這條線移動時，就給傳輸線的連續部分充電，因而在發送線路和回路之間形成了1伏特的電壓差。每前進0.01納秒，就從電池中獲得一些電荷（±Q），恒定的時間間隔（±t）內從電池中流出的恒定電量（±Q）就是一種恒定電流。流入回路的負電流實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，結束整個循環過程。
PCB（Printed Circuit Board）印刷電路板的縮寫
2設計軟件
一、國內用的比較多的是protel，protel 99se，protel DXP，Altium，這些都是一個公司發展，不斷升級的軟件；當前版本是Altium Designer 9.1 比較簡單，設計比較隨意，但是做復雜的PCB這些軟件就不是很好。
二、Cadence spb軟件Cadence spb這是Cadence的軟件，當前版本是Cadence SPB 16.5；其中的ORCAD原理圖設計是國際標準；其中PCB設計、仿真很全，用起來比protel復雜，主要是要求、設置復雜；但是為設計做好了規定，所以設計起來事半功倍，比protel就明顯強大。
三、Mentor公司的BORDSTATIONG和EE,其中BOARDSTATION由于只適用于UNIX系統，不是為PC機設計，所以使用的人較少；當前MentorEE版本為Mentor EE 7.9和Cadence spb屬于同級別的PCB設計軟件，它有些地方比cadence spb差，它的強項是拉線、飛線，人稱飛線王。
四、EAGLE Layout這是歐洲使用最廣泛的PCB設計軟件?！∩鲜鏊fPCB設計軟件，用的比較多的，Cadence spb和MentorEE 是里面當之無愧的王者?！∪绻浅鯇W設計PCB我覺得Cadencespb 比較好，它可以給設計者養成一個良好的設計習慣，而且能保證良好的設計質量。
3相關技巧
設置技巧
設計在不同階段需要進行不同的各點設置，在布局階段可以采用大格點進行器件布局；
對于IC、非定位接插件等大器件，可以選用50~100mil的格點精度進行布局，而對于電阻電容和電感等無源小器件，可采用25mil的格點進行布局。大格點的精度有利于器件的對齊和布局的美觀。
PCB布局規則：
1、在通常情況下，所有的元件均應布置在電路板的同一面上，只有頂層元件過密時，才能將一些高度有限并且發熱量小的器件，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，元件在整個版面上應分布均勻、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，應考慮電路板所能承受的機械強度。
布局技巧
在PCB的布局設計中要分析電路板的單元，依據起功能進行布局設計，對電路的全部元器件進行布局時，要符合以下原則：
1、按照電路的流程安排各個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、以每個功能單元的核心元器件為中心，圍繞他來進行布局。元器件應均勻、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。一般電路應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。
6基本概念
少用過孔
一旦選用了過孔，務必處理好它與周邊各實體的間隙，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，如果是自動布線，可在“過孔數量最小化” （ Via Minimiz8tion）子菜單里選擇“on”項來自動解決。（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接所用的過孔就要大一些。
絲印層
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志圖案和文字代號等，例如元件標號和標稱值、元件外廓形狀和廠家標志、生產日期等等。不少初學者設計絲印層的有關內容時，只注意文字符號放置得整齊美觀，忽略了實際制出的PCB效果。他們設計的印板上，字符不是被元件擋住就是侵入了助焊區域被抹賒，還有的把元件標號打在相鄰元件上，如此種種的設計都將會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”。
SMD封裝
特殊性
Protel封裝庫內有大量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，這類元件的有關文字標注只能隨元件所在面放置。
填充區
網格狀填充區（External Plane ）和填充區（Fill)
正如兩者的名字那樣，網絡狀填充區是把大面積的銅箔處理成網狀的，填充區僅是完整保留銅箔。初學者設計過程中在計算機上往往看不到二者的區別，實質上，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別，所以使用時更不注意對二者的區分，要強調的是，前者在電路特性上有較強的抑制高頻干擾的作用，適用于需做大面積填充的地方，特別是把某些區域當做屏蔽區、分割區或大電流的電源線時尤為合適。后者多用于一般的線端部或轉折區等需要小面積填充的地方。
焊盤
Pad
焊盤是PCB設計中最常接觸也是最重要的概念，但初學者卻容易忽視它的選擇和修正，在設計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，但有時這還不夠用，需要自己編輯。例如，對發熱且受力較大、電流較大的焊盤，可自行設計成“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計中，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。
進入放置焊盤（ Pad ）狀態后，鼠標將變成十字形狀，將鼠標移動到合適的位置上單擊就完成了焊盤的放置。
2 ．焊盤的屬性設置
焊盤的屬性設置有以下兩種方法：
● 在用鼠標放置焊盤時，鼠標將變成十字形狀，按 Tab 鍵，將彈出 Pad （焊盤屬性）設置對話框.
7-24 焊盤屬性設置對話框
● 對已經在 PCB 板上放置好的焊盤，直接雙擊，也可以彈出焊盤屬性設置對話框。在焊盤屬性設置對話在框中有如下幾項設置：
● Hole Size ：用于設置焊盤的內直徑大小。
● Rotation ：用一設置焊盤放置的旋轉角度。
● Location ：用于設置焊盤圓心的 x 和 y 坐標的位置。
● Designator 文本框：用于設置焊盤的序號。
● 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：該下拉列表用于設置焊盤的網絡。
● 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 （節點）、 Source （源點）和 Terminator （終點）。
● Testpoint 復選項：用于設置焊盤是否作為測試點，可以做測試點的只有位于頂層的和底層的焊盤。
● Locked 復選項：選中該復選項，表示焊盤放置后位置將固定不動。
● Size and Shape 選項區域：用于設置焊盤的大小和形狀
● X-Size 和 Y-Size ：分別設置焊盤的 x 和 y 的尺寸大小。
● Shape 下拉列表：用于設置焊盤的形狀，有 Round （圓形）、 Octagonal （八角形）和 Rectangle
（長方形）。
● Paste Mask Expansions 選項區域：用于設置助焊層屬性。
● Solder Mask Expansions 選項區域：用于設置阻焊層屬性。
各類膜
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?？梢姡@兩種膜是一種互補關系。由此討論，就不難確定菜單中
類似“solder Mask En1argement”等項目的設置了。
飛線
有兩重含義
自動布線時供觀察用的類似橡皮筋的網絡連線，在通過網絡表調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絡連線的交叉狀況，不斷調整元件的位置使這種交叉最少，以獲得最大的自動布線的布通率。這一步很重要，可以說是磨刀不誤砍柴功，多花些時間，值！另外，自動布線結束，還有哪些網絡尚未布通，也可通過該功能來查找。找出未布通網絡之后，可用手工補償，實在補償不了就要用到“飛線”的第二層含義，就是在將來的印板上用導線連通這些網絡。要交待的是，如果該電路板是大批量自動線生產，可將這種飛線視為0歐阻值、具有統一焊盤間距的電阻元件來進行設計.
印刷電路板（Printed circuit board，PCB）幾乎會出現在每一種電子設備當中。如果在某樣設備中有電子零件，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零件的相互電氣連接。隨著電子設備越來越復雜，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。標準的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、并不易彎曲的材質所制作成。在表面可以看到的細小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個板子上的，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狀的細小線路了。這些線路被稱作導線（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。因為如此，PCB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，那么該零件安裝時會用到插座（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）可以輕松插進插座，也可以拆下來。插座旁的固定桿，可以在您插進零件后將其固定。
如果要將兩塊PCB相互連結，一般我們都會用到俗稱「金手指」的邊接頭（edge connector）。金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實上也是PCB布線的一部分。通常連接時，我們將其中一片PCB上的金手指插進另一片PCB上合適的插槽上（一般叫做擴充槽Slot）。在計算機中，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。這層是絕緣的防護層，可以保護銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方。在阻焊層上另外會印刷上一層絲網印刷面（silk screen）。通常在這上面會印上文字與符號（大多是白色的），以標示出各零件在板子上的位置。絲網印刷面也被稱作圖標面（legend）。
PCB打樣
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前的試產主要應用為電子工程師在設計好電路?并完成PCB Layout之后向工廠進行小批量試產的過程即為PCB打樣。而PCB打樣的生產數量一般沒有具體界線一般是工程師在產品設計未完成確認和完成測試之前都稱之為PCB打樣 。
