作者：RS Components全球技能营销总监Mark Cundle
进行印刷电路板（PCB）规划是指经过规划原理图纸，进行线路布局，以尽或许低的本钱出产电路板。曩昔，这一般需求借助于价格贵重的专用东西才干完结，可是现在，跟着免费的高功能软件东西——例如DesignSpark PCB——以及规划模型的日益遍及，大大加快了电路板规划人员的规划速度。
虽然工程规划人员知道，一个完美的规划方案是防止问题呈现的最佳办法，不过这仍是一种既糟蹋时刻又糟蹋金钱，一起治标不治本的办法。比方，假如在电磁兼容性（EMC）测验阶段发现问题，将会构成许多的本钱投入，乃至需求对开端的规划方案进行调整和从头制作，这将耗费数月的时刻。
应战
布局是规划人员首先要面临的一个问题。这一问题取决于图纸中的部分内容，一些设备依据逻辑考虑需求被设置在一起。可是应该留意，对温度比较灵敏的元件，比方传感器，应当与包含电源转换器在内的发生热量的元件分隔设置。关于具有多种电源设置的规划，12伏和15伏电源转换器，可以别离设置在电路板的不同方位，由于它们发生的热量和电子噪声会对其它元件以及电路板的可靠性和功能构成影响。
上述元件也会对电路规划的电磁功能构成影响，这不仅仅关于电路板的功能和能耗十分重要，关于电路板经济性也会带来很大的影响，因而一切在欧洲出售的电路板设备都有必要取得CE标志，以证明不会对其它体系构成搅扰。不过，这一般仅仅从电源供给方面来说的，还有许多设备会宣布噪声，例如DC-DC转换器、以及高速数据转换器等。由于电路板规划存在缺点， 这些噪声可以被信道捕获，并作为小型天线进行辐射，然后发生杂频噪声及频率反常区域。
远场电磁搅扰（EMI）问题可以经过在噪声点加装滤波器或许运用金属外壳来屏蔽信号的办法加以处理。可是对电路板上可以开释电磁搅扰（EMI）的设备予以充沛的注重，却使得电路板可以选用更廉价的外壳，然后有用下降整个体系的本钱。
在电路板的规划过程中，电磁搅扰（EMI）的确是一个不得不注重的要素。电磁串扰可以与信道发生耦合，然后将信号打乱为噪声，影响电路板的全体功能。假如耦合噪声过高，则信号有或许会被彻底掩盖，因而有必要加装愈加贵重的信号放大器，才干够康复正常。不过，假如在电路板的规划之初，就可以充沛考虑到信号线路布局的话，上述问题就可以防止。由于电路板的规划会依据不同设备、不同运用地址、不同散热需求、以及不同的电磁搅扰（EMI）状况，而有所不同，这时规划模板便派上了大用场。
电容相同也是电路板规划中一个不容忽视的重要问题，由于电容会影响信号的传播速度、添加电量的耗费。信道会与周围的线路发生耦合或许笔直穿越两个电路层，然后在无意中构成一个电容器。经过削减平行线路的长度、在其间一条线路上加装扭结然后堵截耦合等办法，上述问题可以相对容易地加以处理。不过，这也需求工程规划人员充沛考虑出产规划准则，保证规划方案便于制作，一起防止由于线路弯折视点过大构成的任何噪声辐射。线路之间的间隔也有或许会过近，这将会在线路之间发生短的回路，尤其是在线路弯折处，跟着时刻的推移，会呈现金属“晶须”。规划规矩检测一般可以标示出回路危险比正常状况更高的区域。
这一问题在接地层的规划中显得尤为杰出。一个金属电路层，有或许会与其上方和下方的一切线路构成耦合。虽然该金属层的确可以有用隔绝噪声，不过该金属层一起也会发生伴生电容，影响线路的运转速度，并添加电量的耗费。
就多层电路板的规划而言，不同电路板层之间的通孔规划，恐怕是最具争议性的一个问题，由于通孔规划会给电路板的出产制作，带来许多问题。电路板层之间的通孔，会影响信号的功能，下降电路板规划的可靠性，因而应当予以充沛的注重。
处理方案
在印刷电路板（PCB）的规划过程中，可以采纳许多不同的办法，来处理各种问题。其间既有规划方案自身的调整，比方调整线路布局，削减噪声；也有印刷电路板布局方面的办法。规划元件可以经过布局东西进行主动装置，不过假如可以对主动布局进行手动调理，将有助于进步电路板规划的质量。经过这一办法，规划规矩检测将借助于技能文件，保证电路板的规划可以满意电路板出产厂商的要求。
将不同的电路板层进行分隔，可以削减伴生电容，不过，这将添加电路板的层数，然后添加本钱，带来更多通孔方面的问题。虽然选用正交电网供电体系和接地线路规划或许会添加电路板的物理尺度，但却可以有用发挥双层电路板中接地层的功效，下降电容量和电路板出产制作的复杂性。
包含DesignSpark PCB在内的规划东西，在规划之初，就可以协助工程规划人员处理许多问题， 不过工程规划人员仍是需求对印刷电路板（PCB）的规划需求有充沛的了解。举例来说，假如印刷电路板（PCB）的编辑人员，在开端规划之初便需求对电路板的层数有所了解，例如，一个双层的电路板，则需求有一个接地层和一个电源层，两个彼此独立的板层构成。 元件主动布局技能的用途很大，可以协助规划人员花费更多的时刻，来对设备的布局区域进行规划，例如，供电设备假如与灵敏的信号线路或许是温度较高的区域间隔过近的话，就会发生许多问题。与此相同的是，信号线路也可以进行主动布线，一起防止大部分问题的呈现，不过，对高危险区域进行剖析和手动操作，将有助于大幅度进步印刷电路板（PCB）规划的质量、进步收益、下降全体本钱。
规划规矩检测相同也是一个十分有力的东西，可以对线路进行检测，保证线路之间的间隔不至于过近，然后构成回路过短。不过，全体规划依然具有很高的经济价值。规划规划检测东西一起也可以用来检测和调整电源层与接地层，防止发生大的伴生电容区域。
上述东西关于Gerber和Excellon也将带来很大协助，有助他们为了出产出终究的规划制品，而进行线路和电路板印制，以及通孔钻孔等方面的作业。这样一来，技能文件就与电路板制作商严密相连。
定论
在印刷电路板（PCB）的规划过程中需求考虑许多问题，而包含DesignSpark PCB 在内的东西，可以有用地处理其间的大部分问题。经过选用某些最佳实践辅导准则，工程规划人员可以有用地削减本钱、进步电路板的可靠性，一起满意体系标准的要求，以较低的本钱弯沉体系认证，然后防止呈现更多问题。
