电子设计的基本概念

电子设计,顾名思义就是电子产品进行方案开发中电路图纸的设计,电路图纸的设计包括原理图设计和PCB设计。电子设计是整个电子产品开发项目的核心,只有保证电路图纸的正确性,才可以保证后期电子产品的正常运转。

2.2.1 原理图的概念及作用

原理图,顾名思义就是表示在电路板上的各元器件之间连接关系原理的图表。在方案开发等正向研究中,原理图的作用是非常重要的,而对原理图的把关也关乎整个项目的质量。由原理图延伸下去会涉及PCB layout,也就是 PCB布线。当然,这种布线是基于原理图做成的,通过对原理图的分析以及电路板其他条件的限制,设计者得以确定元器件的位置以及电路板层数等。它表示的只是虚拟的连接关系,作用是为了引导PCB设计人员按照原理图的连接关系来进行连接。如图2-19所示。

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图2-19 原理图释义框图

2.2.2 PCB版图的概念及作用

PCB版图,就是根据原理图画成的实际元器件摆放和连线图,以便供制作实际电路板使用。在制作实际的电路板之前,必须根据原理图绘制出PCB版图,然后用PCB版图进行生产,安装元器件,才可以得到实际的电路板,也就是通常所说的PCB,如图2-20所示,实际的电路板,也就是这个效果。

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图2-20 PCB版图释义框图

2.2.3 原理图符号的概念及作用

   所谓的原理图符号,就是在绘制原理图时,需要用一些符号来代替实际的元器件,这样的符号就称为原理图符号,也称为原理图库。它的作用就是用来代替实际的元器件。在做原理图符号的时候,不用去管这个元器件具体是什么样子,只需要匹配一致的管脚数目即可,然后去定义每一个管脚的连接关系就可以了,如图2-21所示。

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图2-21 TF卡座的原理图符号展示

2.2.4 PCB符号的概念及作用

PCB符号,也叫PCB封装,就是把实际的电子元器件,芯片等的各种参数,比如元器件的大小,长宽,直插,贴片以及焊盘的大小,管脚的长宽 ,管脚的间距等用图形方式表现出来。PCB封装的作用,就是把元器件实物按照1:1的方式,用图形的方式在PCB绘制软件上体现出来,以便绘制PCB版图时调用。进行PCB封装绘制时,必须保证与实物是一致的。如图2-22所示。

                  

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图2-22 PCB封装图

2.2.5 信号线的分类及区别

 PCB中的信号线分为两种,一种是微带线,一种是带状线。微带线,是走在表面层(microstrip),附在PCB表面的带状走线,如图2-23所示, 蓝色部分是导体,绿色部分是PCB的绝缘电介质,上面的蓝色小块儿是微带线(microstrip line)。由于microstrip line(微带线)的一面裸露在空气里面,可以向周围形成辐射或受到周围的辐射干扰,而另一面附在PCB的绝缘电介质上,所以它形成的电场一部分分布在空中,另一部分分布在PCB的绝缘介质中。但是microstrip line中的信号传输速度要比stripline(带状线)中的信号传输速度快,这是其突出的优点。

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图2-13 微带线示意图

带状线:走在内层(stripline/double stripline),埋在PCB内部的带状走线,如图2-24所示,蓝色部分是导体,绿色部分是PCB的绝缘电介质,stripline是嵌在两层导体之间的带状导线。因为stripline是嵌在两层导体之间,所以它的电场分布都在两个包它的导体(平面)之间,不会辐射出去能量,也不会受到外部的辐射干扰。但是由于它的周围全是电介质(介电常数比1大),所以信号在stripline 中的传输速度比在microstrip line中慢。

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图2-24 带状线示意图