基于Protel DXP 2004多層電路板設計

樊智敏（廣東玉蘭集團股份有限公司,廣東東莞,523000）

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基于Protel DXP 2004多層電路板設計

樊智敏
（廣東玉蘭集團股份有限公司,廣東東莞,523000）

摘要：本文首先對Protel DXP 2004軟件的多層電路板設計原理和它的設計流程進行介紹，之后介紹了多層電路板的設計基本理念，電和磁同時存在的設計原則，在多層板的情況下，板內電層的分割方法，通過這些介紹和說明，給學習電路板和設計電路板的學員提供了很好的參考和幫助。

關鍵詞：多層電路板；PBC Protel DXP；電路板設計；EMC

1 多層電路板的設計基本流程

設計多層電路板的過程主要有以下幾個方面：（1）對原理圖的設計（2）電路板規(guī)劃（3）工作參數(shù)設置（4）元件布局調整（5）中間層設計（6）內電層分割（7）布線規(guī)則設置（8）布線與調整（9）其它輔助操作。

1.1 對原理圖的設計

在制作電路板時，需要有電路板的原理圖才能夠制作出好的電路板，所以第一步是很關鍵的步驟，設計電路原理圖，主要的目的之一便是為PCB 板的設計提供網絡表，同時給PCB板的設計打下良好的基礎。

1.2 電路板規(guī)劃

制作一種東西，若想得到完美的實物，都要對它進行規(guī)劃，電路板也不例外，電路板都是規(guī)格尺寸比較正規(guī)統(tǒng)一，所以要對電路板進行規(guī)劃，必須要規(guī)劃它的物理尺寸，元件的封裝形式和安裝方式，還有板子的結構，即是采用單層板，還是雙層板，或是多層板。

1.3 工作參數(shù)設置

對于工作的板子，它的參數(shù)都需要嚴格的設置，對于工作參數(shù)的設置，主要是設置它的工作環(huán)境參數(shù)和工作層參數(shù)。設置正確的并且是合理的參數(shù)，能夠給電路板的設計帶來較大的方便，有效地提高工作的效率。

1.4 元件布局與調整

當所有的前期工作都被毫無失誤的完成以后，就可以進行原件布局與調整工作，原件布局就是把原先準備好的網絡表格導入到PCB內，或者還可以在原理圖作為基礎的前提下，在原理圖中通過更新PCB的方式導入網絡表。熟悉Protel DXP的人都了解，系統(tǒng)本身帶有自動布局的功能，但自帶的似乎都不完善，自動布局功能也是如此，它的效果總是不好，一般情況下都應該使用手工布局，特別是針對復雜的電路和有特殊功能要求的元器件。PCB中比較重要的工作之一就是元件布局和調整，它直接影響著后階段的布線和內電層的分割等操作。

1.5 中間層的定義與設置

這一步驟中，比較重要的流程是在軟件中設計合理具體的層次架構，這是位于中間的操作，對于后面的操作很重要，主要設計各個電層的數(shù)目，板子的結構，即上下左右的結構。

1.6 內電層分割

在內電層的結構網絡中，一般情況下是存在很多電源網絡的，一般情況下需要將這些內部的電源網絡層分開成許多獨立的區(qū)域，同時要把各個區(qū)域連接到不同的網絡上，這也是本文中所說的多層板與普通板的最主要的差異，再設計多層板的過程中，這也是一個很重要的環(huán)節(jié)。而且，對內電層的分割，通常決定著電源和地網格的走線。

1.7 布線規(guī)則設置

這一環(huán)節(jié)主要是對電路中所需要線路進行布置，包括導線線寬，平行線的間隔，導線與焊盤的安全距離的大小，不管使用什么樣的方法對線路進行布線，對布線的規(guī)則都必須嚴格的遵守，優(yōu)良的布線規(guī)則能夠讓布線得到的電路板很安全，同時又滿足制作要求，還可以有效的減少成本。

1.8 布線與調整

通常情況下，系統(tǒng)都會給出布線的方法，可是在現(xiàn)在發(fā)達的社會，人類的要求日益提高，所以系統(tǒng)自帶的功能一般都不能滿足要求，所以在現(xiàn)實的工作中，工作人員往往都是采用手工布線，或者采用兩者結合的方式完成工作，即手工布線和系統(tǒng)布線相結合的方式進行布線。

1.9 其它輔助操作

除了以上必須的八個步驟，在實際的操作中，還要添加一些輔助操作，如敷銅和不淚滴操作。

2 多層電路板電磁兼容設計

2.1 多層電路板電磁兼容設計的一般原則

設計多層電路板的電磁兼容時，需要考慮各個方面，如多層板的材料，多層板的層數(shù)，元器件的選擇。材料的問題上，一般都選擇介電常數(shù)高的，而且介質的材料損耗低的材料，對于板子的層數(shù)，則要根據(jù)你所使用的場合來確定，元器件的選擇很重要，一切都準備好，裝上元器件就可以得到完整的板子，所以元器件的選擇要考慮之前的材料的選擇和層數(shù)的需要，在此基礎上再選擇元器件。多層電路板的布局原則，一般情況下要考慮全部因素后，才能開始布局，盡量選擇合適的傳輸模型和合理的分層，這樣可以有效的阻止電磁干擾。

2.2 多層PCB電源和地部分的電磁兼容設計

當高速電路工作時，電源對電路的供電會使得電路存在瞬間的電流，這樣電磁的干擾就比較容易影響到其他的工作單元。所以設計時導線要粗，供電的面積要小，可以添加其他元器件來對電流進行有效的隔離。同時接地也可以有效的隔離干擾，通常情況下可以從以下的幾個方面進行控制：對于不同的工作頻率選擇不同方式的接地，頻率小于1MHZ要采用單點接地方式，頻率大于10MHZ要采用多點接地方式，同時要把數(shù)字接地和模擬接地分開，地線的直徑要大，在地層上留下的縫隙不可以阻斷高頻回流的線路。

3 多層電路板中間層設置與內電層分割

3.1 中間層的創(chuàng)建與設置

中間層的創(chuàng)建方法，能夠借助專門的軟件來實現(xiàn)，這個軟件就是——層堆棧管理器。用這個層堆棧管理器就可以設計出中間層，以下面這個電路圖得設計為例：

圖一　電路設計圖

這個層堆棧管理器的實際操作步驟應該是：在菜單選項中選擇【設計】，在【設計】選項的小選項中選擇【層堆棧管理器】，這樣就會有一個對話框出現(xiàn)，在該對話框中就可以直接的設置中間層所需要的層數(shù)。這里用四層板做例子，四層板除了頂層和底層，就還有兩個中間層，把這兩個中間層分別設置為電源層和地線層，它所連接的網絡層則不做設置。要注意的是，四層板的設置方式很重要，會影響到板子的質量，所以要選擇合理的設置方案，如這四層設置為信號層，電源層，信號層，地層。

3.2 內電層的分割方法

在選擇好中間層的設計方法并且設計好中間層以后，并且元器件的布局也完成以后，就可以開始對內電層進行分割了，利用現(xiàn)在新升級的Protel DXP 2004對內電層進行分割就比之前的那個沒有升級的版本簡單了許多，具體的操作如下：在菜單欄里選擇菜單里的【設計】，【設計】之下有個【PCB層次顏色】選項，把鼠標移到這個選項上，就會出來一個對話框，叫【板層和顏色】，在這個對話框出來以后，要將不需要的板層給關掉，比如都有的頂層和底層，只需要出現(xiàn)所需的層就可以了，例如，需要分割的層次是電源層的話，首先要將電源層打上勾，這樣使電源層在PCB的界面上顯示出來，然后在回來PCB的操作界面，找到菜單欄，在菜單欄里選擇【放置】選項，在【放置】選項里有【直線】，選擇【直線】選項，就可以讓畫線的工具出現(xiàn)，然后在選擇要進行分割的電源的焊盤，這就就會在界面上出現(xiàn)一個閉合的曲面，在雙擊這個閉合的曲線，設置這個閉合區(qū)域所需要的網絡，這些步驟正確完成以后，內電層的分割也就完成了，其他的電源網絡操作和上面電源層的操作類似。

4 結語

Protel DXP 2004電路板設計功能與先前設計的版本比較功能增強了很多，在設計多層板時，有的設計只能完全依賴特定的軟件來完成，設計出來可能不是預想的那么完善，特別是對多層板內電層的分割，元器件的布局，電磁兼容的設計考慮上，都需要設計者進行手工操作，只有這樣才能保證設計出的產品具有優(yōu)良特性。本文的介紹希望可以給有關的人士提供幫助。

參考文獻

[1]曾小波.基于Protel DXP 2004多層電路板設計[J]. 湖南理工職業(yè)技術學院2004-08-11.

[2]金珍珍.基于Protel DXP 的電路設計技巧[J].電腦與電信，2012-08-12.

[3]肖麟芬.印刷電路板的抗干擾設計[J].電子工程師,2015-03-07.

Design of 2004 multilayer circuit board based on DXP Protel

Fan Zhimin
（Guangdong Yulan group Limited by Share Ltd Guangdong Dongguan,523000）

Abstract：This paper on software Protel DXP 2004 multi-layer circuit board design principle and the design process are introduced,and then introduces the multilayer circuit board design concepts,design principles of electricity and magnetism exist at the same time,in case of multilayer,plate electric layer segmentation methods,through the introduction and description,provide a good reference and help to the students learn the circuit board and the design of the circuit board.

Keywords：multilayer circuit board;PBC Protel DXP;circuit board design;EMC