PCB布局指南

电子产品设计的需求

欢迎来到Altium电子设计软件中的电路板设计世界！各电子产品内部为印刷电路板（PCB）。在印刷电路板设计的早期阶段，对印刷电路板的要求很简单，只要电路板能够为元器件提供机械安装，并能够与相应引脚连接在一起即可- 实现原理图中定义的逻辑设计。

现在，元器件已经缩小了很多，它们的尺寸是用毫米而不是厘米来计量了。并且，导线也变窄了，从10mil宽、间距很宽的线变成了2或3mil宽、头发丝般紧密排列在一起的细线。上升的信号速度也使得PCB互连从简单的传输电能的铜导线变成高速传输线，需要设计技术来满足这一需求。较低的器件电源导轨对可允许的电压下降提出了严格的要求，需要仔细设计电源分配网络。

结合上述信息，现代印刷电路板是一项密集型多层次的工程设计挑战。

除了这些更苛刻的电气要求，机械要求也变得更加复杂。结构紧凑、形状异常的现代电子产品需要结构紧凑、形状异常的印刷电路板，这些印刷电路板通常以刚柔结合结构实现-这些电路板可以具有弯曲的边缘或挖空，需要精心定位的元器件。这些严格的设计要求需要电子设计和机械设计领域之间的密切协作，要求电子设计和机械设计之间的设计数据共享。

解决设计挑战

可以利用Altium的PCB设计技术来迎接这些挑战。

创建任何形状或结构的PCB板

PCB板可以制成任何形状，并设计为刚性板、刚柔结合板或纯挠性板。可以在刚柔结合设计中定义多层堆叠，并创建附加覆盖层。元器件可以嵌入任何内部信号层。

该板最多可以有32个信号层和16个平面层。如果需要，可以将平面层分割任意次数，并且在分割区域内再定义分割区域。

32个机械设计层可用，也可以成对使用，并作为专门的制造层，例如，用于点胶点定义。

电路板形状也可以在外部定义，并通过DXF、DWG或STEP导入PCB编辑器中。

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具有笛卡尔和极坐标栅格的灵活工作区

工程师可以使用公制或英制，笛卡尔或极坐标栅格。多个捕捉栅格可以重叠，也可以仅限于对象或元器件。电路板的尺寸范围可以从最小到100x100英寸，使用尺寸小于0.001mil的设计对象。

对齐捕捉栅格系统是一个热点捕捉功能，越过捕捉栅格，并在用户可定义的范围内将光标拉到对象的热点。此功能可以轻松处理脱离栅格的对象，例如，布线到公制电路板上的英制元器件的焊盘。

还有用户可定义的捕捉点和捕捉引导，以及对象轴对齐引导，这些都有助于精确定位对象。

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3D PCB设计

PCB编辑器是一个真正的3D设计空间，在此空间中，工程师可以在2D和3D显示模式之间轻松切换。可以在PCB库编辑器中根据一组简单的3D形状创建元器件模型，或者可以以各种格式（包括STEP）导入3D模型。

除了导入元器件模型之外，工程师还可以导入产品外壳，并执行3D间距检验（将光标悬停在图像上）。

对于刚柔结合设计，可以交互式折叠电路板（如上图所示），非常适合在安装状态下对电路板进行间距检查。如果需要，在折叠状态下，完成的电路板也可以导出为3D STEP格式，可以加载到您的MCAD设计软件中。

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规则驱动的设计

通过设计规则应用设计要求，娴熟地使用针对这些对象并应用这些要求的方法。规则是独立于对象定义的，可以从一个电路板设计导出并导入到另一个电路板设计中。在编辑或规则检查期间，规则引擎自动识别适用于每个对象的最高优先级规则。

规则使用关键字驱动的查询语言来定位对象，其范围可以从广泛的标识符（如NetClass或All）到严格定义的查询语句（精确针对特定情况的设计要求）。

PCB规则和违规面板简化了理解和解释规则适用于哪些对象的过程，以及错误发生的原因。批量DRC生成一个详细的报告，可以以多种格式生成。

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布线

布线不再是一个简单的、连接两点的过程。快速的器件切换速度，意味着许多电路板都有高速信号，需要可控阻抗布线。PCB编辑器的布线宽度设计规则可以是宽度驱动的，也可以是阻抗驱动的，布线宽度随着布线从一层移动到另一层而改变。交互式布线快速且高速，具有围绕、环抱和推挤模式，可让您快速高效地完成布线工作。

全面支持差分对布线，以及单边和差分对长度调整。

拓扑自动布线器产生的布线，类似于熟练的电路板工程师完成的布线。拓扑布线器不受限于正交栅格，而是受优先方向设置和连接路径的引导。

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电源分配的分析

使用当今的低压元器件进行设计面临的一项挑战是管理电路板的直流输电系统。随着现代数字设计具有高速电路、多器件、密集的电路板和多条电源通道，对设计的直流配电网络（PDN）的要求也为其设计提供了更多的分析方法。

作为扩展插件插入Altium Designer中的Altium PDN分析仪由CST®（计算机模拟技术）提供支持，是一款直流电源完整性（PI-DC）仿真工具，根据电气和物理特性分析电路板设计的直流性能。

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生成输出

最终，电路板设计过程的目标是生成制造和组装电路板所需的输出文件。除了所有流行的输出标准，如Gerber X2、ODB ++和IPC-2581之外，您还可以生成包含所有元器件和网络等详细信息的图纸和带有书签的PDF文件。

OutputJobs允许从一个位置配置和生成所有输出，并且可以轻松地将Output Job从一个项目转移到下一个项目。

提供全面的、可配置的材料清单生成功能，包括ActiveBOM，可以从开始就可以看到项目成本。

3D PDF也是可用的，使您可以将您完成的PCB作为3D PDF共享，包含缩放、平移和旋转，以及每个元器件和网络的书签。

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下一步？

像Altium所有的设计技术一样，PCB编辑器被设计为易上手和易操作。右键单击菜单得到广泛使用，上下文内容相关的帮助（F1）和命令快捷键列表（Shift + F1）在任何地方都可用。

如果您是使用Altium设计软件的新手，您可能希望从概念开始，然后完成教程 - 基于一个简单的九个元器件电路，您将从一张空白的原理图开始，并以PCB结束，以及附带有该电路板制造所需的相关文件。

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