电路原理图及PCB设计规范报告

电路原理图及PCB设计规范探讨
一、原理图绘制规范
1、电阻标号规范：电阻的标号统一采用Rn，R代表的是电阻，n代表的是编号1、
2、3······依照依次增大的原则。

滑动电阻标号统一采用RPn，RP代表的是电阻，n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。

2、电容标号规范：电容的标号统一采用Cn，C代表的是电容，n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。

3、其它元件的标号规范：三极管的标号统一采用Qn，排针和接头都采用JPn，Q代表的是三极管，JP代表的是排针和接头，n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。

4、电源标识规范：正负电源统一采用+VCC，—VCC。

当有其它的不同电源值的电源的时候，其规范为+或—所加的电源值，如正负电源3.3V分别表示为+3.3V，—3.3V。

5、布局规范：在设计允许的范围内，尽量按照原理图的设计思路，比如方波、三角波、正弦波之间的相互转换。

6、其他规范：在元器件的放置时考虑美观，原理图对称的时候放置元器件也对称，走线也遵循这样的原则，之后生成元器件报表。

7、原理图
二、PCB设计流程
（一）Pcb设计准备
1.与项目主管确认电路原理图设计已经通过评审，且不会有较大更改。

2.确认所有器件封装都已经建立，位于Powerpcb标准器件库或临时器件库。

3.熟悉电路要求：了解电路原理、接口和模块划分；了解电路设计中对PCB
设计有特殊要求的网络和器件,如高速信号、设计关键点、特定封装的器件（如对于安装在印刷电路板上的较大的组件，要加金属附件固定，以提高耐振、耐冲击性能）；对PCB布局设计的特殊要求（如需要尽量放在正面的器件、需要考虑散热的器件等）。

4.了解结构制约：与项目主管、工业设计人员一起协商确定外部接口的要求、
影响内在结构的器件和电路板尺寸的要求。

5.分析和确定PCB的层数、基本布局、层安排、散热考虑、产品EMC/ESD等。

（二）Pcb布局设计（前期设计）
1.网表输入：运行“FILE->INPORT”导入。

2.规则设置：运行“setup”各菜单项，设置相关参数，包括最小线宽和线
间距、层定义、过孔设置等。

3.导入结构制约图形（如果有）。

通常结构制约采用AutoCAD，输出DXF(建
议 R13 DXF)文件后直接由PowerPCB Import。

注意二者的尺寸单位要设置一致。

4.定义板边框。

除了自定义，OUTLINE可以根据DXF CHANGE 生成，也可建
SYMBOL再导入。

5.元器件布局。

运行“Tools->Disperse Components”进行器件分散后，依
据模块化、接口要求、结构制约等因素放置器件。

6.前仿真分析。

对拓扑复杂的网络、所有并行总线、高速串行总线、时钟都要进行仿真分析，制定布线规则，必要时调整器件布局或电路设计。

7.布局确认。

可以打印出1:1包含元件管脚和器件框图的验证图纸，验证器
件封装是否正确，与外部接口的线缆连接、信号顺序是否正确，与项目主管、工业设计人员一起确认是否满足模块化、结构因素等要求。

通常在完成基本布局后，完成主要部品的下单采购和申请。

（三）Pcb布线设计
依据pcb设计规则完成走线、电源设计、铺铜、文字调整等。

（四）检查和验证
运行“Tools->Verify Design”检查间距、连接性、高速规则和电源层（Plane）。

检查的项目有间距（Clearance）、连接性（Connectivity）、高速规则（High Speed）和电源层（Plane），这些项目可以选择“Tools->Verify Design”进行。

仿真验证。

结构验证。

可以打印出1:1包含元件管脚和器件框图的验证图纸，与结构、接插件等进行验证。

（五）复查
根据“PCB检查表”，检查设计规则、层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置，重点检查器件布局合理性，电源和地线网络的走线，高速信号、时钟信号、差分信号等特殊要求信号走线与屏蔽，去耦电容的放置和连接等。

三、PCB布局
（一） PCB布局原则
在布局的时候需要对信号的走向以及电源和地线网络有整体的了解和规划。

1.按照信号走向布局原则
1).通常按照信号的流程逐个安排各个功能电路单元的位置，以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它进行布局。

2).元件的布局应便于信号流通，使信号尽可能保持一致的方向。

多数情况下，信号的流向安排为从左到右或从上到下，与输入、输出端直接相连的元件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的地方。

输入和输出元件尽量远离。

2.元件排列规则
1).在通常条件下,所有的元件均应布置在印制电路的同一面上，只有在顶层元件过密时，才能将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴IC等放在底层。

2). 元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接, 去耦电容尽量靠近器件的VCC。

一般情况下不允许元件重叠。

适当调整栅格设置可以使元件排列整齐、美观，有利于走线。

3).某元器件或导线之间可能存在较高的电位差，应加大它们的距离，以免因放电、击穿而引起意外短路。

4).带高电压的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

5).位于板边缘的元件，离板边缘要求≥3.0mm。

6).元件在整个板面上应分布均匀、疏密一致。

3.防止电磁干扰
1).对辐射电磁场较强的元件，以及对电磁感应较灵敏的元件，应加大它们相互之间的距离或加以屏蔽。

2).尽量避免高低电压器件相互混杂、强弱信号的器件交错在一起。

3).对于会产生磁场的元件，如变压器、扬声器、电感等，布局时应注意减少磁力线对印制导线的切割，相邻元件磁场方向应相互垂直，减少彼此之间的耦合。

4).对干扰源进行屏蔽，屏蔽罩应有良好的接地。

5).在高频工作的电路，要考虑元件之间的分布参数的影响。

4.抑制热干扰
1).对于发热元件，应优先安排在利于散热的位置，必要时可以单独设置散热器或小风扇，以降低温度，减少对邻近元件的影响。

2).一些功耗大的集成块、大或中功率管、电阻等元件，要布置在容易散热的地方，并与其它元件隔开一定距离，如电解电容。

3).热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域，以免受到其它发热功当量元件影响，引起误动作。

4).双面放置元件时，底层一般不放置发热元件。

5.可调元件的布局
对于电位器、可变电容器、可调电感线圈或微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求，若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应；若是机内调节，则应放置在印制电路板便于调节的地方。

(二） PCB布局检查表
1)印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符，能否符合PCB制造工艺要求、有
无定位结构等。

2)元件在二维、三维空间上有无冲突。

注意器件的实际尺寸，特别是器件
的高度。

元件布局是否疏密有序、排列整齐，是否全部布完。

在元器件
布局的时候，不仅要考虑信号的走向和信号的类型、需要注意或者保护
的地方，同时也要考虑器件布局的整体密度，做到疏密均匀。

3)需经常更换的元件能否方便地更换，插件板插入设备是否方便。

应保证
经常更换的元器件的更换和接插的方便和可靠。

4)调整可调元件是否方便。

5)热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离。

6)在需要散热的地方是否装有散热器或者风扇，空气流是否通畅。

应注意
元器件和电路板的散热。

7)信号走向是否顺畅且互连最短。

8)插头、插座等与机械设计是否矛盾。

线缆接插件有一定尺寸，需要相应
过渡空间，检查是否可装配。

9)线路的干扰问题是否有所考虑。

10)在设计许可的条件下，元器件的布局尽可能做到同类元器件按相同的方
向排列，相同功能的模块集中在一起布置；相同封装的元器件等距离放
置，以便元件贴装、焊接和检测。

11)电路板的机械强度和性能是否有所考虑。

12)相邻导线间距必须能满足电气安全要求，最小间距至少要能适合承受的
电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平
悬殊的信号线平行长度应尽可能地短且加大间距。

13)电解电容不可触及发热元件,如大功率电阻,热敏电阻,变压器,散热器等.
电解电容与散热器的间隔最小为10.0MM,其它元件到散热器的间隔最小
为2.0MM。

14)螺丝孔半径 5.0MM内不能有铜箔(除要求接地外)及元件(或按结构图要
求)。

15）完成好布局走线后，要敷铜，敷铜时选择移除死铜，敷铜选择连接到GND这样可以减少外界对班子的干扰。

下面是分别是布好局，走好线的图、敷好铜的图以及3D状态下板子的截图。