基于Protel 99 SE环境下PCB设计技巧的研究

【前言】基于Protel 99 SE环境下PCB设计技巧的研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1Protel 99 SE软件简介 Protel99 SE主要由原理图设计系统、印刷电路板设计系统两大部分组成。 1.1 SCH原理图设计系统SCH设计系统主要用于原理图的设计。它可以为印刷电路板设计提供网络表。编辑器除了具有原理图编辑功能以外，其分层组织设计功能、设计同步器、电气设...

摘要： 随着各类产品电路设计的复杂程度越来越高，PCB电路板设计的科学规范性及布局、布线合理性就变得越来越重要。本文论述了基于protel 99 se软件环境下，电路设计的一些布局及布线技巧。从而提高pcb的设计质量、可生产性和PCB应用过程中的抗干扰能力。

关键词： Protel 99 SE；PCB；设计；技巧

中图分类号：TM02文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）08-0028-02

0引言

随着现代科技的发展，电气行业现代化程度的不断提高，电子产品的电路设计也越来越复杂，PCB电路板设计的科学规范性及布局、布线合理性就变得越来越重要。Protel 99 SE软件是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，是线路板设计工作人员的首选工具。虽然Protel 99 SE应用软件功能强大，但是如果不合理的运用软件、不掌握一些设计规则及技巧，光靠一个功能强大的软件设计制作出优质的PCB印刷线路板也是一件很难的事情。

1Protel 99 SE软件简介

Protel99 SE主要由原理图设计系统、印刷电路板设计系统两大部分组成。

1.1 SCH原理图设计系统SCH设计系统主要用于原理图的设计。它可以为印刷电路板设计提供网络表。编辑器除了具有原理图编辑功能以外，其分层组织设计功能、设计同步器、电气设计检验功能及打印输出功能，可以使用户轻松地完成设计任务。

1.2 PCB印刷电路板设计系统PCB设计系统是一个功能强大的印刷电路板设计编辑器，具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点，用于印刷电路板的设计并最终产生PCB文件，直接关系到印刷电路板的生产。Protel 99 SE的印刷电路板设计系统可以进行多达32层信号层、16层内部电源/接地层的布线设计，交互式的元件布置工具极大地减少了印刷板设计的时间。同时它具有专业水准的PCB信号完整性分析工具、PCB三维视图预览工具。

2SCH设计技巧

在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用Protel自带的库，但一般情况下很难找到合适的，最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库，再做SCH的元件库。根据SCH的元件库，完成原理图的设计。原理图设计主要是为PCB生成网络表，不涉及实际布局布线等问题，但也要规范，要按照元器件的工作接线顺序摆放元件，尽量与元件实际位置相符，网络标号明确，若元件过多应采用总图与子图联合的画图方式，做模块间的连接，使电路简单明了，网络清晰。

3PCB设计技巧

3.1 元器件布局技巧Protel 99 SE应用软件提供手动布局和自动布局两种操作方式，通常使用手动方式，不建议采用自动布局。在PCB板图设计过程中，元件布局是极其重要的一步，元件布局的好坏从根本上决定了该PCB板图的设计质量和下一步布线的难易程度。首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条过长，增加阻抗，增强噪声，成本也增加；尺寸过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。电路板的最佳形状为矩形。长宽比3：2或4：3为佳。同时，也要根据系统结构设置的尺寸，按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件，并给予这些器件锁定状态，再根据布局区域和元件的特殊要求设置禁止布线区。PCB尺寸确定后，再确定特殊元件的位置，最后根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。

布局时要遵循“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件等应优先布局。以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上．尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，尽可能保持方向一致。

在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

同一种电源的器件尽量放在一起，以便于电源分割。高电压、大电流信号与小电流、低电压的信号要分开，模拟信号与数字信号要分开，高频信号与低频信号要分开，高频元器件的间隔要充分；完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简单。同类型插装元器件在横轴或纵轴方向上应朝一个方向放置，便于生产和检验；对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度，除温度检测元件以外的温度敏感元件应远离发热元件放置，必要时还应考虑热对流措施。每个集成电路IC最好加一个高频去耦电容，IC去耦电容要尽量靠近IC的电源、地管脚，并使之与电源和地形成的最短回路。

3.2 布线技巧Protel 99 SE应用软件同样提供手动布线和自动布线两种方式，通常采用手动-自动-手动完成整板的布线。布线是整个PCB设计中最重要的工序，这将直接影响着PCB板的性能好坏。布线要整齐，布通不是目标，更不能纵横交错毫无原则。布线时除了要遵循常规的布线原则外主要还应掌握以下技巧：

电源、地线的处理：在整个PCB板的布线中，电源及地线的处理占据着极其重要的地位，由于电源、地线考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品功能的实现。所以对电源、地线的布线一定要认真对待，把电源、地线所产生的噪声干扰降到最低限度，以保证产品的质量。布线时电源、地线尽量不要平行，如是双面板，应一层横向为电源线，另一层纵向为地线，即垂直布线。电源和地线之间要加上高频去耦电容，通常加瓷片电容104即可。尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，信号线最细，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm，最细不低于0.05～0.07mm，电源线为1.2～2.5mm，对数字电路的PCB可用宽的地线组成一个回路，即构成一个地网来使用，或用大面积覆铜做地线用，在印刷板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用，或是做成多层板，电源、地线各占一层。由于电源层和地层的电场是变化的，在线路板的边缘会向外辐射电磁干扰，通过将电源层内缩、地线层外延，使得电场只在接地层的范围内传导，尽量把电场限制在接地层边沿内，以减小电磁干扰。

PCB设计中应避免产生锐角和直角，尽可能采用45°的折线布线，不可使用90°折线，以减小高频信号的辐射，要求较高的信号线还要用双弧线。

3.3 其它抗干扰技巧在PCB电路板设计中，晶体振荡器的外壳一般要接地，在晶振等对噪声特别敏感的元器件下面不要走线，而且晶振引脚要紧挨着所连接元件的引脚，引线不要过长；闲置不用的逻辑电路输入端不要悬空，应根据具体的逻辑关系连接相应的上拉或下拉电阻，对应接好电源或地；闲置不用的运放正输入端要接地，负输入端接输出端；任何信号线都不要形成环路，如不可避免，环路应尽量小。信号线的过孔要尽量少，关键的线尽量短而粗，并在两边加上保护地来尽量减小信号的回路面积。在高速，高密度的PCB设计时，过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。

4结论

不难看出，Protel 99 SE环境下，PCB设计、制作过程中重点环节是布线，而布线的关键点在于抗干扰中起绝对作用的地线。因此，掌握一些PCB布线的技巧对于做好印刷线路板来说是至关重要的，只靠软件功能的强大是做不出优质的电路板的。本文研究了几点实际运用中的设计及布线技巧，希望会对于PCB的设计、制作者起到抛砖引玉的作用，进一步推进印刷线路板制作工艺又快又好的发展。

参考文献：

[1]任枫轩，李伟.PCB设计与制作[M].机械工业出版社，2010.

[2]赵亚飞，李梦娟，卢进军.基于Protel99 SE环境下的PCB抗干扰研究[J].科技信息.2010（07）.

[3]李建荣，钱松.Protel软件在电路设计中的应用[J].电子技术.2010（12）.

[4]山磊，李红军.Protel99SE在电路与PCB设计中的应用[J].荆门职业技术学院学报.2005（03）.