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自学pcb设计该怎么学才能学会(pcb自学教程推荐)

2023-05-22 14:30:02 技术常识. 已采纳
近期不少网友都在问:自学pcb设计该怎么学才能学会(pcb自学教程推荐),小编也是查阅很多资料,整理了一些相关方面的答案,大家可以参考一下,

【温馨提示】本文共有8322个字,预计阅读完需要21分钟,请仔细阅读哦!


目录:

PCB设计该如何进行系统化的学习?

现在电子行业都是集成化了,电路板越来越小,线越来越细,趋向于小,薄方向发展。线路越密这样的趋势,也迫使电路设计人员不得不提高自己的设计技能。PCB设计就是首当其冲需要提高技能的一个工种。今天上尉Shonway给大家简单分享一下如何系统化设计PCB。


什么是PCB设计?

PCB中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。随着PCB尺寸要求越来越小,器件密度要求越来越高,PCB设计的难度也越来越大。


PCB设计师就是把研发人员画出的原理图,通过电脑画出PCB板图。刚从学校出来,什么都不懂,如何系统化的学习PCB设计呢?原创今日头条:卧龙会IT技术


如何系统化学习PCB设计

系统化学习PCB设计,我们就从PCB的规划,布局,布线方面来讲讲一些要点。


1,PCB规划


在进行PCB设计之前,必须要有一个规划。首先就是是确定PCB层数,这个层数的多少取决于两点。


一个是元件的密集度,如果元件很密,双面都放满了,或单面布局放满了,靠顶层,底层实在布不出线了,只能加层。


还有一个就是BGA元件的颗粒排列特点,有些BGA芯片管脚多,间距又小,只有顶层,底层两层,在BGA芯片里面的那几排线出不来了,那就只能增加层次。像电脑主板的CPU双面板肯定是出不了线的。


如下图所示,CPU里面有好几排管脚,只用两层肯定是画不出来的。


2,其次就是布局,布线方面的


布局,布线方面,是很有讲究的,要符合DFM的要求,DFM就是design for manufacture,就是设计要适合生产。那有哪些DFM规则呢?


这里简要说几个,对于线宽,线距是有要求的,现在大多数厂家一般线宽,线距是4mil/4mil。如果小于4mil,那很多PCB厂家就做不出来了。不过超强的能做到2mil。


对于插件电容有极性,必须是一个方向的,这样,在生产的时候,工人就不会插错。检查起来也方便,跟其它电容不在一个方向的肯定是焊错了。原创今日头条:卧龙会IT技术


芯片的第一脚是不是有没有标识。工人在焊接芯片时,肯定是要找第一脚的,不然芯片要焊错的。


底层的贴片元件要离插件焊盘3mm以上,这个是贴片生产要求。因为在对插件焊接时,贴片元件是要用夹具罩起来的。要罩上夹具,就必须要有一定的空间,才能避开插件焊盘。


这些DFM方面的要求还有不少,这里就讲这几点,下面讲讲布局思路吧,布局的原则一定是要看着原理图来布局,任何不看原理图,就在那瞎摆元件的都不是一个合格的PCB设计工程师。


布局原则一般是先摆大元件后摆小元件,比如CPU这些大元件,大元件是一个大方向,大方向摆错了,你的布局再怎么摆都是汪然。


再者就要看着原理顺滕摸瓜式的摆放大元件周围的小元件。


布线的原则是先布重要的,敏感性强的信号,比如存储芯片DDR, 射频信号,WIFI信号等等。再布无关重要的信号。


布线也是需要看着原理图顺滕摸瓜一个模块,一个模块的布线。原理图是灵魂,没有原理图也就没有PCB。原创今日头条:卧龙会IT技术


更高的要求

PCB设计的水平高不高,就看你对信号质量的处理上面,PCB设计工程师如果只会拉线,很快就碰到职业瓶颈。PCB工程师还是需要一些SI,EMC,EMI的常识,甚至要懂得SI,EMC,EMI的仿真,厉害一点的PCB工程师,其实也是一个信号完整性工程师。



原创:卧龙会 上尉Shonway


卧龙会,卧虎藏龙,IT高手汇聚!由多名十几年的IT技术设计师组成,欢迎关注

该如何学习PCB电路板制作课程(PCB板设计)与单片机设计

PCB电路板制作课程(PCB板设计)


一、 Altium Designer介绍


1、Altium Designer的安装与启动;


2、Altium Designer的中文界面设置


3、Altium Designer的操作环境;


4、Altium Designer的文件打开方式及关联


5、Altium Designer的主页界面管理;


6、Altium Designer的设计工作区;


7、Altium Designer的工程及文件管理;


8、Altium Designer的常用文件及导入;


9、Altium Designer的卸载


二、Altium Designer设计流程


1、启动原理图编辑器


2、设置图纸大小以及版面


3、放置元件


4、布局布线


5、对布局布线后的元件进行调整


6、电气检查


7、保存文档和报表输出


8、转换为PCB


9、设置布线规则(或导出规则)


10、Keep-Out Layer边框


11、器件手动布局


12、自动布线


13、DRC检查


14、滴泪


15、覆铜。


三、原理图的设置


1、原理图图纸设置


2、原理图工作环境设置


3、设置原理图的常规参数


4、设置图形编辑的参数


5、元器件自动缩放


6、原理图的网格


7、原理图的连线切割设置


8、使用图形工具绘图


9、图形工具


10、绘制直线


11、绘制多边形


12、绘制弧


13、绘制矩形


14、绘制圆角矩形


15、绘制椭圆


16、绘制总线 


17、绘制总线分支 


18、添加文本字符串


19、添加文本框


20、添加贝塞尔曲线


21、放置电路节点 


22、放置网络标签 


23、放置电源和接地符号


24、Port端口操作


25、创建材料清单(BOM表)


26、打印原理图


四、集成库的制作与使用


1、创建集成库包;


2、制作和添加原理图库;


3、制作和添加元件封装模型(Footprint)库;


4、原理图库和PCB库关联;


5、原理图库和PCB库关联;


6、编译集成库;


7、集成库的使用;


8、集成库的编辑。


五、PCB设计知识
1、PCB 编辑器的功能特点
2、PCB 界面简介
3、 菜单栏
4、 主工具栏
5、新建PCB 文件
6、利用菜单命令创建PCB 文件
7、 利用右键快捷命令创建PCB 文件
8、 利用模板创建PCB 文件
9、 面板的应用
10、电路板物理结构及环境参数设置
11、电路板物理边框的设置
12、电路板图纸的设置
13、电路板的层面设置
14、工作层面与颜色设置
15、PCB 布线框的设置
16、参数选择


17、对话框的设置
18、在PCB 文件中导入原理图网络表信息
19、 装载元件封装库
20、设置规则
21、导入网络报表
22、原理图与PCB 图的同步更新
23、PCB的布局设计
24、 元件的自动布局
25、 自动布局规则设置
26、元件的排列
27、排列板子外的元件
28、导入自动布局


29、元件的手动布局
30、元件的对齐
31、 元件说明文字


32、元件间距的整理
33、元件手动布局的具体步骤
34、三维效果图显示
35、设置PCB 自动布线的规则
36、 设置PCB 自动布线的方法
37、 电路板自动布线的步骤
38、电路板的手动布线
39、拆除布线
40、添加安装孔
41、铺铜和补泪滴
42、执行铺铜命令
43、设置铺铜属性
44 放置铺铜
45、补泪滴


46、DRC 检查


47、两元素间距离测量


48、两点间距离测量


49、导线长度测量


50、电路板的报表输出


51、图的网络表文件


52、板报表


53、元器件报表


54、网络表状态报表


55、电路板的打印输出


六、电路仿真


1、电路仿真的基本概念


2、电路仿真的基本步骤


3、常用电路仿真元器件


4、电源和仿真激励源


5、直流电压源和直流电流源


6、 正弦信号激励源


7、周期性脉冲信号源


8、随机信号激励源


9、调频波激励源


10、指数函数信号激励源


11、仿真模式设置


12通用参数设置


13、静态工作点分析


14、瞬态分析


15、直流扫描分析


16、交流小信号分析


17、信号完整性分析的概念


18、信号完整性分析工具


19、 信号完整性分析规则设置


20、设定元件的信号完整性模型


21、 在信号完整性分析之前设定元件


七、单片机试验板电路图设计综合实例


1、实例简介  


2、新建工程  


3、装入元器件


4、原理图输入   


5、元件布局  


6、元件手工布线  


7、PCB设计   


8、准备工作  


9、资料转移   


10、零件布置   


11、网络分类  


12、布线  


13、生成报表文件


PCB电路板制作课程(PCB板设计)与单片机设计


一、单片机概述


1、单片机介绍;


2、单片机的主要组成部分;


3、单片机引脚及功能;


4、单片机的应用领域;


5、单片机开发流程。


二、C51集成开发环境


1、51系列单片机的最小硬件系统;


2、时钟振荡电路;


3、单片机的复位电路;


4、 Keil Vision4集成开发环境。


三、51系列单片机C语言程序设计


1、程序的基本结构;


2、编程规范;


3、C51的标识符与关键字;


4、标识符;


5、关键字;


6、C51的变量类型;


7、C51的数据类型;


8、整型变量;


9、指针型变量;


11、变量作用域;


12、自动变量;


13、全局变量;


14、静态变量;


15、寄存器变量。


四、C51语句


1、变量声明语句;


2、表达式语句;


3、复合语句;


4、循环语句;


5、条件语句;


6、开关语句;


7、程序跳转语句;


8、函数调用语句;


9、函数返回语句。


五、C51的数组


1、数组定义;


2、一维数组;


3、二维数组。


六、C51的存储类型


1、code存储类型;


2、data存储类型;


3、bdata存储类型;


4、 idata存储类型;


5、 pdata存储类型;


6、 xdata存储类型。


七、51单片机定时器/计数器程序设计


1、定时器/计数器简介;


2、定时器/计数器的结构;


3、定时器/计数器的初值;


4、定时器/计数器工作模式。


八、51单片机的中断程序设计


1、单片机的中断类型;


2、中断请求标志;


3、中断允许标志;


4、中断优先级标志;


5、外部中断;


6、定时中断;


7、串行中断。


九、单片机控制板的制作


1、元器件的参数;


2、元器件的选用。


十、单片机与触摸屏的modbus RTU 通信


1、modbus RTU功能码的讲解;


2、单片机与触摸屏的硬件连接。


十一、新型STC系列51单片机C语言程序举例


  1. 单片机的程序抗干扰设计;
  2. 单片机控制流水灯;

3、触摸屏、单片机控制电动机和电磁阀;


PCB设计工程师的路该怎么走,过来人给你一点建议!

工作很多年,在一个行业做久了,你肯定会迷茫,今天就分享一个PCB设计工程师的经历,就在我们卧龙会社群内的一个朋友,他问做PCB设计最后的发展方向该往哪里走?


他2010年毕业,本科毕业,到现在工作了8年多了。一直在PCB设计这个行业工作。刚开始是进入了一个私人PCB设计外包公司,拉线就拉了一,二年。外包公司都这样,为了留住你,不让你快速学会全部流程,让你先锻炼几年。


后来学会一点,就跳槽到一家外资企业。在外资企业倒学到了不少知识,基本都是高速电路,最多做到16片,1600M的DDR3, 串行数据也达到了12G。做了几年,由于勤恳,做事认真负责,领导赏识,被提拔为主管。


现在就遇到瓶颈,做PCB设计的薪资总是没有做硬件工程师要稍微高一点。现在我都是主管了,再想上升挺难了。再说做PCB设计的,在一家公司也不会很多,想向更高管理层爬也比较难。不像做硬件的有硬件部门,我们公司PCB设计工程师的直接领导就是硬件部门经理。


所以在想,如果我想再上升,是不是该转行做硬件,做硬件上升空间还可以更高一点。然后在卧龙会群内大家很多人给他提建议了,主要有下面几种意见:


1,转硬件

我转行做硬件了,我讲些我的想法。趁年轻还是转硬件吧,做硬件的至少还有一个硬件部门,想爬还可以往上爬当部门经理。做PCB设计的就这样了,主管最高了,还想怎么发展。还有再往上,总监之类的也不可能是做PCB设计的,PCB设计工程师领域太小了一 点。它也只是硬件中的一个小分支。原创今日头条:卧龙会IT技术


不过LAYOUT转硬件,还是有很长一段路要走。如果你大学本科毕业,底子好,以前的模电,数电之类的知识都去拾起来。做硬件的话,电子基础知识及一些基本电路原理要懂。需要付出的精力要更多一点。如果你没有一定电子基础,还是不要转行了!肯定做不了


学习的时候可以多看看DATASHEET,把一些不懂的去弄懂!看DATASHEET是最好的学习途径,带着疑问去看,把疑问搞懂。不要像看小说一样一眼过,要深入仔细看。


2,转什么硬件,再往上提高技术

有人说了,做什么硬件,你再提高一下技术,向仿真,SI, PI,EMC方向再深入。这样也比较好学一点,因为有连惯性,容易上手。牛逼PCB设计工程师 牛逼信号完整性,EMC工程师,比硬件工程师薪资高多了,也更吃香一点。硬件工程师很多,牛逼PCB设计工程师 牛逼信号完整性,EMC工程师却很少,很抢手。创今日头条:卧龙会IT技术


3,创业

还有人说,打工总不是最终归途,现在很多公司裁员,找工作都难找。不如创业,空有一身LAOYOUT技术活,何不创业。开个淘宝接活也好啊,只要用心还是能找到活的。做着做着,说不定哪天做成全球第一PCB设计外包公司,然后再设计,制板,贴片一条龙服务,哈,这不是那个什么博的公司嘛。


创业嘛是有风险的,这个要量力而行。如果你不是富二代,是个一穷二白的穷光蛋,先要确定你能养活你自己,才能去创业。不然还是先老老实实的打工积赞创业资金吧。创今日头条:卧龙会IT技术


你有这样的烦恼吗?在评论区留下你现在的烦恼,大家一起来给你提提意见。大家也可以加入卧龙会多闪社群,加我多闪wlh_it。我拉你入群


关注@卧龙会IT技术,来领开工红包,动态首页第一条,祝大家猪年发财!


原创:卧龙会 上尉Shonway


卧龙会,卧虎藏龙,IT高手汇聚!由多名十几年的IT技术设计师组成,欢迎关注!

硬件工程师学习步骤

硬件工程师学习:


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了解什么是直流电,什么是交流电,先从直流电开始~


1:先学习电阻(很枯燥)


2:学习电容,(有点意思了)


3:接入二极管,(诶?好神奇)


4:简单的入手低压,低频率交流电。


5:交流到直流的转换


6:开始进入三极管(终于开始3只脚的家伙了)


7:学习电子开关,一种是硬开启,硬关断;另一种软开启,软关断。


8:着手准备运放,①学习比较器,②学习放大。


9:回头,开始加入电感(又回到两只脚了)


10:简单的功能IC(开始翻PDF了)


11:总算都熟练了,琢磨怎么把这一大堆玩意儿瘦身呢


12:引入单片机概念


13:门电路走起


14:流程图、逻辑图走起


15:数字、模拟之间的转换走起


16:了解编程语言,各个定义的意思以及如何使用


17:开始膨胀~(先回点本再说)?


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其实本人硬件学习之路和up里讲的基本上一样,先去粗略学一下基本元器件,然后去学51单片机,再看懂原理图,学习其中功能电路,最后学习焊接和eda软件使用。


当初学eda软件时不会和你说元器件选型,只要照着画就好了,画好拿去打板(反正jlc白嫖),看到自己一步一步画出来的电路板真正拿在手上的感觉,心里一番滋味,然后自己研究别人的电路,抄别人的电路模仿做出来,就慢慢学会硬件有问题的时候该如何调试和示波器万用表频谱仪使用。看着别人的电路有什么功能,怎么实现的,然后自己再去马云网上看有没有现成模块卖,买回来研究,慢慢的就知道电路芯片如何选型了,然后也从店家那送的数据手册慢慢看懂芯片数据手册。(其实做单片机的时候就应该知道的,当时也只看懂了流水灯的138译码器)再然后接触各种芯片制造商,选型的时候也不会那么单一,比如以前ldo总是喜欢用ams1117,其实也有很多国产优秀的电源芯片制造商。


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如何学习硬件设计——实践篇


实践篇的教程,操作类的东西,很难用文字来表达。那只能把最关键的口诀写下来,让大家在实践中体会了。


一般缺乏经验的工程师或者学生,拿着一个项目任务书,或者一个成品的电路板的时候,往往会感觉到,根本无从下手。主要原因是,知识储备不足,少实践少动手。


但也不用着急,这是需要慢慢积累的。同样,不用担心东西太多,不知道学到什么时候才能独当一面,因为很多东西都是相通的。


下面介绍硬件设计的实践路线。


一、初级实践篇。


1、焊接。


首先看一下杜洋前辈的焊接视频。我当年也是看了他的视频才学会焊接的。


关键的地方视频中也会提到,这里大概地说一下(洞洞板的焊接就不说了)。


拖焊的时候,先对齐芯片,再上锡固定一个角,然后在另一侧加满锡,最后整个芯片都加满锡。把板子拿起来,倾斜30度左右,再用烙铁加热,把变成液体的锡吸起来,甩掉,直到把所有锡都吸走为止。烙铁的温度要调好,我一般用350摄氏度。重点要体会,锡变成液体的时候,会像水一样受重力作用向下流,还有,烙铁头表面是有吸力的,所以在整个焊接过程中,都不要用力刮锡的。如果焊的时候,操作起来不顺手,可以转动板子。


关于BGA的焊接,一般是不建议手工操作的,因为成功率不高,推荐用返修台。这里说一下BGA手工植球的操作流程。


先用万能植锡钢网(这是最落后的工具,除此之外还有植锡台,不过挺贵的),跟BGA对齐,再用胶布把BGA和钢网粘住固定好。先加锡膏,再用风枪吹一会(风枪的风速和温度可以调低一点),锡变亮的时候,再用手术刀,把多余的锡刮走。如果锡球不均匀的话,再重复上一步,直接锡球均匀为止。撕掉胶布,用手术刀把BGA撬起来。


2、仪器仪表的使用。


a、万用表。为什么起这个名字?因为对于高手来说,万用表是几乎是万能的。一般也是用它来测电压、电流和电阻。


b、示波器。现在都用数字示波器,一个auto键,可以轻松搞定,而且还带FFT的功能,可以使用频域分析法,是硬件工程师必须掌握的神兵利器。示波器还有个小众的功能,就是李沙育图(测相位差和测频率用的)。此外,还要学会用示波器测开关电源纹波。


c、数字电桥,也叫LCR、LCZ测试仪。用它可以测电感值、电容值、电阻值、Q值、D值等,精度比一般的万用表要高。


d、信号发生器,也叫函数信号发生器。可以输出正弦波、方波、三角波、已调信号。用法比较简单,但是射频信号发生器,就要注意了,在输出信号之前,一定要做好阻抗匹配,不然信号反射的话,有可能会损坏信号发生器。


f、频率计。用法比较简单,不再多说了,有的信号发生器还增加了频率计的功能。


g、矢量网络分析仪,也叫网分仪。用于测量射频电路的S参数矩阵,还可以显示史密斯圆图。每次使用之前都要校正一下频率点。


h、频谱仪。也就看一下频谱,也有示波器的功能。


还有一些小众仪器就不说了,像漏电流测试仪、电表等。


3、维修。


首先肉眼观察一下板子,看有没有虚焊、短路或者缺少元件。有就修,没有就下一步。


然后用万用表测一下各组电源,看有没有短路。有就修,没有就下一步。


给板子上电,看各组电源电压是否正常。有就修,没有就下一步。


到了这一步,你必须对板子的整体设计有一定的认识,或者你得背下前辈们的经验(背经验的往往觉得硬件很神秘,这是我不推荐的做法),不然没法修好。先对板子的各个功能分好模块,从现象判断哪个模块出问题,断开可疑的模块,来排除可疑点(像侦探一样)。有一块好板的话,就很好办,直接对照着测各元件的电压(或者对地的电阻值)就能解决了。用万用表只能解决一些简单的问题,要想彻底修好,手上一定要有示波器,因为像晶振受到干扰之类的,用万用表是测不出来的。


4、调试。


调试,一般是自主设计的电路,没经过验证,需要自己去验证,这是非常需要扎实的理论基础。调试也是硬件工程师最容易累积经验、含金量最高的技能之一。如果前期遇到棘手的问题,可以暂时先放下,等后来水平再高一层,就会解决的了,所以千万不要钻牛角尖,这只会浪费更多的时间。调试的技巧需要长时间的积累,放在前面,是让大家有所重视。


调试方法,多种多样,视情况而定,不能一概而论,笔者总结了以下几个方法:


a、示波器测量。当然,首先你得清楚你设计出来的电路,会出什么样的波形,才知道测出来对不对,也就是说,理论不行的,根本无法调试。


b、对照验证过的电路。如果手上有一块好板,而需要调试的电路里面刚好有好板的电路,可以拿好板来飞几根线验证一下,排除可疑点,这里跟维修的方法一样。


c、仿真。其实在设计电路的时候,能仿真就先仿真了,如果实物做出来,还是有问题,也可以仿真一下。如运放电路的参数、不确定的电阻串并联等等。


d、镊子短路。在你怀疑时钟是不是干扰到其它信号的时候,可以用镊子把时钟引脚跟地短路(只要是弱信号,跟地短接一会都不会烧板子的,放心),以排除可疑点。还有复位的问题,也可以用这个方法。


e、信号发生。比如一个运放电路,输入和输出均受干扰了,那么你就可以用信号发生器或者开发板,来输出一路干净的信号,这样可以排除可疑点。


f、软件调试。如果板子上,有CPU就可以用串口调试,有FPGA就可以用嵌入式逻辑分析仪,这样可以确定是芯片内部还是外部的问题。


g、观察现象。信号都在板子上跑了,直接观察是观察不出来的,这个时候,可以引出信号线,接在可观察的设备上。如:调试音频放大器的时候,就可以接一路信号,到一个现成完好的功放上面,通过听声音来观察现象。当然,你可不要只想到功放,还有其它可观察的设备或者元件,像LED灯、显示器,甚至是收音机,只要能派得上用场的都可以。


二、中级实践篇。


1、仿真软件的使用。


常用的仿真软件也就那几个,proteus、multisim、labview、pspice、ADS、saber等,其中大多数是用spice仿真模型。


a、proteus。这个软件很适合仿真单片机,元件库也挺多的,但是有个致命的缺点,就是太智能了。单片机不接电源、不接晶振也能正常工作,这跟实际有很大出入,所以笔者建议学单片机,还是用开发板吧。


b、multisim。这个软件很适合仿真模拟电路,其实它本质是spice仿真,只是界面做得简单很多,适合初学者使用。虽然有8051的库,但是,不适合仿真单片机,仿真起来很慢。元件库其实并不多,像0805的三极管,它都没有,这时候只能用其它的三极管(2N2222等)代替一下,要不,就自己做这个元件库。multisim还可以跟ultiboard配合使用,实际板级仿真(连同PCB,一起仿真)。


c、labview。这个软件功能非常强大,可以仿真模拟、数字电路、也可以做上位机(如:虚拟仪器等)。最具特色的,就是图形化输入,鼠标施几个东西就 可以仿真了。


d、pspice。这个软件是cadence或者叫SPB开发套件中的一个软件,一般是在capture中调出来的。使用capture就可以不用输入spice的点命令,非常方便。其中,pspice的图表要比multisim的要好看一些,比如,测几个节点的电压,在pspice一张图就看得很清晰了。


e、ADS。这个ADS是指Agilent的Advanced.Design.System,而不是指ARM编译器ADS1.2。ADS可是电路仿真的神器啊,功能非常强大,一般是仿真高频、射频、微波电路用的,当然,集总参数电路也照样可以仿真,但是不太适合初学者。


f、saber。这个软件是专门仿真电源电路用的,笔者暂时没用过,不做评价。


2、电路设计软件的使用。


主流的电路设计软件有三个:altium designer、PADS、Cadence,当然还有些小众的,像eagle。这里只介绍主流的三款软件。


altium designer(简称AD),以前的版本是protel 99se,protel DXP,用法都大同小异,很适合初学者使用,3D渲染效果最好,同时也是学校里教得最多的软件。但是,很多公司反而不用这软件,因为用它画多层板的话,电脑会很卡,而且公司里面用的人多的话,可能会收到altium的律师函。可以用它来做FPGA开发,并进行板级仿真。适用于小规模的PCB。


PADS,以前的版本是power PCB,分成三个组件:logic(原理图)、layout(布局和设置规则)、route(布线),最具特色的功能是:使用极坐标放置元件和自动布线(这个自动布线可没有AD那么烂)。适用于中小规模的PCB,但是logic相当不好用,所以有些人用orcad PADS来弥补这个缺点。适用于中小规模的PCB。


Cadence(也叫SPB)是个系统级的套件,除了画原理图、PCB之外,还可以画版图、仿真电路、仿真SI/PI等。Cadence公司收购了orcad,目前画原理图的是用capture(也叫orcad),画PCB是用allegro,仿真电路的是pspice(从capture里面调出来的),仿真SI/PI的是Sigrity(需要另外安装)。用capture画原理图是非常爽的,比如,画个芯片的原理图库,你可以用excel写好(引脚号和部分引脚名,像D0~D7,鼠标拖一下就出来了),然后copy到capture里面,再做少量的调整就可以了。但是用allegro画封装就比较烦琐,需要事先画好焊盘,才可以画封装。适用于中大规模的PCB。


3、其它软件的使用。


画板框用的autoCAD、画3D封装的solidworks或者pro-e、科学计算的MATLAB。


autoCAD的基本用法还是比较简单的,在有人教的情况下,半小时可以入门,对于硬件工程师来说就画一下板框,保存为DXF格式,再导入到PCB设计软件。同时,DXF也是硬件工程师与结构工程师交互的文件格式。


相对于pro-e来说,solidworks更加易学易用。用这两个软件都可以画元器件的3D封装,再把PCB导出为stp格式放到solidworks当中,这样,还没打板就可以看到整机的效果图了。学3D软件还有个好处,让你更清楚板子安装的情况,像定位孔、插座、接线等,这样设计出来的PCB不容易因为结构问题而无法安装,这是很多硬件工程师容易忽略的地方。


MATLAB,任何的计算,都可以用它。简单的计算,像电阻分压、滤波器的截止频率等,复杂一点,像定向耦合器的参数计算、复杂运放电路的建模等,用MATLAB都可以轻松解决。这里还推荐一个网页版的计算工具。


三、进阶中级实践篇。


1、基本电路单元的计算、仿真与验证。


诚然,不管一块电路板有多复杂,都可以按照功能来划分为若干个模块,而这些模块还可以再划分为众多的电路单元。所以,首先要掌握最基本的电路单元的设计。这些电路单元,都可以在数电、模电、电力电子技术、高频电子线路、单片机、电子测量技术当中学到,先搞懂教课书上经典电路的计算、仿真与验证。不要以为书上的公式简单,但是实际操作起来,又是另一回事。比如,书上的反相放大电路,是双电源的,用单电源就要加偏置,还得考虑带宽增益积、摆率等。这里主张先计算,再仿真,后实物的操作流程,同时,这也是一个需要长期累积的过程。


2、掌握单片机。可以参考本博客中的《如何学习单片机》。


3、芯片的使用与互连。


在理论篇里面没有写到电子专业英语,在这里就要用到专业英语了,你可以看英语教材,也可以用翻译软件。这里必须提到的一点是:英语不好导致无法阅读datasheet的,都无法做电路设计。因为你总得会用到一块陌生的芯片,总会遇到没中文资料的情况。基本上能看懂datasheet的,都能把芯片用起来,其实也是抄datasheet上面的参考电路的,剩下的,就是芯片互连。


芯片互连,就是接口技术,也是单片机里面会讲到的。5V的ADC跟3.3V的单片机互连,这就要看电平、和信号的传输速率了。3.3V单片机跟12V开启电压的MOS管互连,加个三极管,做电平转换就可以了。两块3.3V单片机IO口推挽输出互连,串个100R电阻,防止代码操作不当而烧坏IO口。


此外,还要掌握常用的总线协议。比如RS232、RS485、SPI、IIC、CAN、LIN、zmodem、USB、PCIE、TCP/IP等。


四、高级实践篇。


在这里,相信你已经把一些基本电路,熟捻于心,也会分析一些简单的电路。但是,你总会遇到一些奇葩的现象。没错,你是时候要考虑SI、PI、EMC、EMI了。不要被这些貌似很高端的名词吓倒,分析起来,也是前面学到的电路原理,只是考虑问题的角度不同罢了。


1、SI,信号完整性。这部分的内容对PCB的布局、布线影响较大。


a、使用阻抗匹配减弱过冲、下冲、振铃的影响(某些射频电路也对阻抗有要求,如:天线等)。


b、差分线应该尽量靠近以减少差模干扰。


c、去耦电容要尽量靠近芯片的电源管脚。


d、继电器等大功率器件应该远离晶振等易被干扰的元件。


e、对重要的信号线,包地。


f、尽量远离时钟线(时钟也可能成为干扰源)。


g、信号线的返回路径应该尽量短。


信号完整性要注意的地方,还是挺多的,具体可以参考王剑宇的《高速电路设计实践》。


2、PI,电源完整性。要保证电源的完整,就是防止电源电压的波动,具体可以参考本博客的《去耦电容的作用》。


3、EMC/EMI,电磁兼容性和电磁干扰。这两个名词看起来有点高大上,其实就是不干扰别人和防止被别人干扰的问题。EMC/EMI的问题可以归结为SI的问题,但是EMC有一套验证的标准,所以还是起了不同的名字。


推荐《Cadence高速电路设计:Allegro Sigrity SI/PI/EMC设计指南》。


五、总结。


1、千万不要以为把某些口诀当秘笈地记下来,就以为练成了神功,这都是不现实的。前期的学习都必须以理论为核心,少量的实践以帮助理解理论,后面就可以逐渐增加实践,理论和实践是相辅相成,缺一不可的。


2、当硬件电路出了问题,工程师每一步的操作,都是以理论作为指导思想的。


3、千万不要害怕出错而不敢做板。硬件工程师都是不断地犯错、改正、总结,才慢慢地成熟起来,减少犯错的概率。不知道错的话,也意味着不能积累经验。


4、本文没有提及生产、测试方面的问题,如:线材、PCBA、BOM、拼板、测试夹具、打磨芯片、包装(QC标签、易碎纸、说明书)等。


5、因为大多数的电路功能都依靠于芯片来实现,画原理图几乎都是抄datasheet的,所以硬件工程师最具含金量的技能是PCB和调试能力。


6、因为硬件工程师也常常需要和软件工程师交流,所以,为了方便交流,你还得学习ARM、FPGA、DSP等相关知识,只是侧重点有所不同而已,不然会给工作上带来一定的麻烦。


新手学AD电子设计,分四个步骤学习,不用看视频教程也能上手

新手学习Altium Designer软件设计电路图,分为四个步骤——画元器件、原理图、元器件封装和PCB板,学会这四个步骤,就可以不用再看视频教程了,相信会很快上手。


元器件

第一步就是画元器件。其实常用的元器件系统自带库里面都有,就是很多特殊芯片、电阻电容等等都需要自己绘制。只有自己会画元器件,电路图才能看得一目了然,事半功倍。


原理图

第二步就是绘制原理图。元器件画完之后,然后就是将电路中所有出现的元器件按照自己的思路用导线相连,或串联或并联,然后再更改每个元器件的参数,需要改的话就改,不需要的可以不更改。


元器件封装

第三步是画封装图。顾名思义,就是元器件的实物尺寸图,按照实际尺寸用AD软件绘制出来,实际就是为了最后一步做准备。


PCB图

第四步就是画印刷电路板PCB图,封装完成之后,再通过Layout手动布线,完工之后导出Gerber文件,交给PCB印刷厂打样就可以了,一个PCB产品电路图就出来了。接下来要做的就是焊板和测试了。这就是一个完整的步骤了。


其实软件操作起来很容易,就是设计可能有难度,设计一个电路需要很长时间的积累,才能慢慢达到工程师的级别;刚刚开始,别急,慢慢来。只要多动手尝试,一定能够设计出一个更为复杂的电路。


有不懂的地方可以一起探讨,可以私信或者留言,看到消息后会第一时间回复。


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元器件

第一步就是画元器件。其实常用的元器件系统自带库里面都有,就是很多特殊芯片、电阻电容等等都需要自己绘制。只有自己会画元器件,电路图才能看得一目了然,事半功倍。


原理图

第二步就是绘制原理图。元器件画完之后,然后就是将电路中所有出现的元器件按照自己的思路用导线相连,或串联或并联,然后再更改每个元器件的参数,需要改的话就改,不需要的可以不更改。


元器件封装

第三步是画封装图。顾名思义,就是元器件的实物尺寸图,按照实际尺寸用AD软件绘制出来,实际就是为了最后一步做准备。


PCB图

第四步就是画印刷电路板PCB图,封装完成之后,再通过Layout手动布线,完工之后导出Gerber文件,交给PCB印刷厂打样就可以了,一个PCB产品电路图就出来了。接下来要做的就是焊板和测试了。这就是一个完整的步骤了。


其实软件操作起来很容易,就是设计可能有难度,设计一个电路需要很长时间的积累,才能慢慢达到工程师的级别;刚刚开始,别急,慢慢来。只要多动手尝试,一定能够设计出一个更为复杂的电路。


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内容更新时间(UpDate): 2023年05月22日 星期一

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