原理图与 PCB 设计流程及注意事项

原理图与 PCB 设计流程及注意事项

一、原理图设计

1. 首先，需要创建一个新的项目，在此项目中建立原理图。
2. 接着，在原理图中添加元件和芯片。可以从元件库中挑选所需的元件，如电阻、电容等。既可以在元件库中进行搜索查找，也可以直接使用常用库中的元件。
3. 然后，利用连线工具将各个元件连接起来，以此来体现它们之间的电气连接关系。同时，要添加电源（VCC）和接地（GND），确保电路中的元件能够正确地连接到电源和地。
4. 对于封装环节，如果使用的是常用库的元件，通常无需更新封装，因为常用库里的元件本身自带封装。但如果是自己绘制的元件且没有封装，则需要绘制封装。此外，也可以在元件库中搜索对应元件所需的封装。需要注意的是，若没有封装，后续将无法顺利转为 PCB。
5. 最后，要仔细检查原理图中的各个元件是否连接，连接是否正确。在确认无误后，将原理图转换为 PCB。

注意事项：原理图上的芯片脚位必须与数据手册上的脚位相匹配，要格外注意各个元件的连接以及封装的准确性。以三极管为例，其芯片封装的脚位顺序一定要和手册上保持一致。

 二、PCB 设计

1. 在将原理图转换为 PCB 后，需要在 PCB 板上进行排版规划，合理安排元件之间的连接。
2. 使用走线工具连接元件的引脚，以此来建立各个元件之间的连接。
3. 进行布线操作，并优化线路的走向，确保信号通路合理且不会相互干扰。
4. 进行铺铜和通孔设计。设计并铺设 PCB 板上的铜排，连接各个元件的引脚，以确保良好的电气连接。通孔可以降低顶层和底层之间的电容效应，减小电阻效应等。
5. 在设计完成后，点击检查 DRC（设计规则检查），查看元件和引脚是否连接。如果存在未连接的情况，系统会显示错误。在检查无误后，即可完成设计。

注意事项：在布线过程中，应尽量采用 45°角走线，避免使用 90°角走线。这是因为在高速通信场景下，为了保持信号的传输流畅，45°角走线相比 90°角走线具有更小的干扰，因此 45°角走线的效果更佳。在铺铜方面，建议选择正反面全铺铜。铺铜能够提高地线和电源线的导热性，降低线路的阻抗，从而提高信号传输的质量，有助于减少信号传输过程中的损耗。相反，如果不进行铺铜，电路板的散热性能会较差，传输信号的质量也会受到不利影响。通孔不仅可以降低顶层和底层之间的电容效应、减小电阻效应，还能增加一定的电流能力。例如，在同样一块覆铜的情况下，如果增加了过孔，流过的电流将会显著增强。此外，在信号旁边放置通孔主要是为了滤除杂波的干扰，降低顶层和底层 GND 之间的阻抗，防止过炉时 PCB 起泡，起到散热、降低阻抗的作用，同时也能让一些线路和地形成一个空间，产生电容效应，从而起到滤除杂波影响的效果。