PCB板知识

PCB板知识
PCB板知识

单元2 穿孔安装元器件与表面安装元器件

2-1概述

元器件是电子电路中具有独立电气功能的最小单元,如果把电子设备比做一个整体的话,元器件就是组成电子设备这个整体的细胞。电子元器件包括电阻器、电容器、电感器、晶体管、集成电路、继电器、开关等几大类。习惯上,把电阻、电容、电感、开关等这类,不含有半导体PN结的电路单元称为元件(Component),把二极管、三极管、集成电路器件含有PN结的电路单元称为器件(Device)。

目前,在电子业中使用的电路组装技术有两种:即传统的THT通孔(或穿孔)安装技术(THROUGH HOLE TECHNOLOGY)和新型SMT表面安装技术(SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)。所谓通孔安装技术就是将元器件插装在印制电路板的孔中,而SMT则是将电子元器件贴装在印制电路板或基板的表面。图2-1是通孔安装技术的电子组件。图2-2是表面安装技术的电子组件。从组装工艺的角度分析,通孔插装(THT)和表面组装的主要区别是所用的元器件、PCB外型不完全相同;前者是“插装”,即将长引脚元器件插入PCB 的焊盘孔中,而后者是“贴装”,即将“无引线或短引线的”元器件贴在PCB焊盘的表面。从外形上看,表面安装元器件体积更小,重量更轻。见图2-3。实际上,表面安装元器件比穿孔安装元器件的在各方面都严格很多。在本书中把THT中使用的、有引脚的元件和器件称为穿孔安装元器件。把SMT中使用的、无引脚的元件和无引线或短引线的器件称为表面安装元器件。将表面安装元件简称SMC(SURFACE MOUNT COMPONENT),将表面安装器件简称SMD(SURFACE MOUNT DEVICE)。

图2-1 穿孔安装的电子组件

图2-2表面安装电子组件

图2-3穿孔安装的集成电路(DIP)与表面安装的集成电路(PLCC)的封装比较

图2-4常见的SMC/SMD的封装形式

随着工业和消费类电子产品市场对电子设备小型化、高性能、高可靠性、安全性和电磁兼容性等方面对电子电路性能不断提出新的要求,从20世纪90年代以来,SMT在所有电子产品中生产中都得到应用,世界范围表面安装元件的使用量在迅速增加,穿孔元件的数量正在逐步减少。

本单元将从企业应用的角度集中介绍现代电子制造业中常用穿孔安装元器件和表面安装元器件的封装、主要性能、参数及标示的识别、简易的测试方法等内容,并在最后安排了元器件的识别的实训。这些内容对电子产品的制造、设计、维修都是十分重要的。

2-2电阻

电阻器是组成电路的一种基本元件,在电路中,电阻器用来稳定和调节电流、电压、作分流器和分压器,也可作消耗电路的负载。

2-2-1电阻的种类、电路符号、单位

电阻的种类繁多,按用途分为通用电阻、精密电阻、电位器等。根据封装方式分为通孔安装电阻和表面安装电阻两大类。其中在通孔安装电阻这类中,根据材料分为,碳膜电阻、金属膜电阻、绕线电阻等;根据引出线的形式又分为轴向安装方式(axial)和径向(radial)安装方式和双列直插式(DIP- dual inline package)排电阻。图2-5是常用的几种电阻封装形式。电阻的电路符号见图2-6。

图2-5常用电阻的封装形式

R

固定电阻

R

固定电阻器

123

456

78

161514131211109

R 排电阻12345678

161514131211109

R

排电阻

图2-6常见的电阻器的图形符号

2-2-2穿孔安装的电阻器 一、主要参数:

电阻器的技术参数有:标称阻值及误差、额定功率等。 1. 标称阻值及允许偏差:

电阻的单位有Ω、K ?、M ?等几种。它们的换算关系为: 1Ω=10-3K ?=10-6

M ?

标称值是标记在电阻表面的值。电阻器阻值的范围很广,可以从几欧到几十兆欧,但都必须符合阻值系列。目前电阻的数值有三大系列E6、E12、E24。电阻器的标称值应是表2-1所列数值的10n 倍,其中n 为正整数、负整数、或着是零。

表2-1电阻器的标称阻值系列表 电阻实际值与标称电阻值往往有一定的偏差,这个偏差与实际电阻的百分比是电阻器误差。误差小,精度高。电阻值的标记方法有三种,它们是直标法、色环标记法和数码标记法。 1) 直标法:是指在电阻表面直接标记电阻值。如图2-5中如0.33?、4k 、6.8k Ω±5%等。

系列 偏差 电阻的标称值

E24 I 级±5% 1.0;1.1;1.2;1.3;1.4;1.5;1.6;1.8;2.0;2.2;2.4;

2.7;

3.0;3.3;3.6;3.9;

4.3;4.7;

5.1;5.6;

6.2;2.8;

7.5;

8.2;

9.1

E12 II 级±10% 1.0;1.2;1.5;1.8;2.2;2.7;3.3;3.9;4.7;5.6;6.8;8.2 E6

III 级±20% 1.0;1.5;1.8;2.2;3.3;4.7;6.8

2)色环标记法:用颜色环代表电阻的阻值和误差。这种电阻又称为色环电阻。不同颜色代

表不同的标称值和偏差。数码和偏差的颜色符号规定见色码表。

常见的色环电阻有四色环电阻和五色环电阻两种。表示方法见图2-7

图2-7四色环电阻和五色环电阻的标记规律

色环表(The color code )

颜色(Color)数字(digital)10的指数(multiple)误差(tolerance)

黑Black 0 100

棕Brown 1 101±1%

红Red 2 102±2%

橙Orange 3 103

黄Yellow 4 104

绿Green 5 105

蓝Blue 6 106

紫Violet 7 107

灰Gray 8 108

白White 9 109

金Gold 10-1±5%

银Silver 10-2±10%

无nothing ±20%

4色环电阻的读数规律: D D M ±T

(数字- 数字-10的指数-误差)

图2-7中四色环电阻的阻值为:22×100 ±5%=22Ω±5%

例:电阻四色环:黄白棕金

4 9 101±5% 490Ω±5%

电阻四色环:红红黑金

2 2 100±5% 42Ω±5%

5色环电阻的读数规律: D D D M T

(数字- 数字- 数字-10的指数-误差)

图2-7中五色环电阻的阻值为:256×100 ±1%=22Ω±1%

例:电阻五色环为紫绿黑银棕

7 5 0 10-2±1% 7.5Ω±1%

电阻五色环为红紫绿红棕

2 7 5 102±1% 27.5KΩ±1%

电阻五色环为红绿兰黑棕

2 5 6 102±1% 25.6KΩ±1%

3)数码标记法

数码标记法:用数字表示阻值,用字母表示误差。

误差代码表

B=±0. 1% C=±0.

25%

D=±

0.5%

F=±

1%

G=±

2%

J=±

5%

K=±

10%

M=±

20%

Z=± 80%或-20%

读数的规律与色环电阻相同。即DDMT或DDDMT。所不同的是D、M用数码标记而不是用色环

来表示。

例如:222J 表示电阻22×102±5%,即2.2千欧,偏差为±5%。

采用数码标记的元件有精密电阻、可变电阻、表面安装电阻等,有些电容器、电感器也采用

数码标记的方法。

2.额定功率:

额定功率是电阻器长期安全使用所能承受的的最大消耗功率的数值,在PCB上常用

1/8W ,1/4W ,1/2W,1W. 电阻器的额定功率大,其外形体积相应会大一些。小于1W

的电阻器在电路图中不标出。大于1W的电阻器才标出。

二、几种特殊电阻:

1)精密电阻

一般说来精密电阻的外表是兰色或棕色的(见图2-5中的“PRECISION ”电阻)。阻值与

误差用色环表示、额定功率有时是用代码表示,额定功率的范围从1/8到1W不等。

代码:RN55=1/8W(最小) RN60=1/4W RN65=1/2W RN70=3/4W RN75=1W (最大)读数规律: D D D M ±T其中误差(T)用字母标记

例: RN55 3001F 即:额定功率: 1/8W 阻值: 3000?±1%

RN65 2001F 即:额定功率: 1/2W 阻值: 2000?±1%

2)排电阻

排电阻有SIP和DIP两种。SIP(single in-line package)代表单列直插电阻, DIP (dual in-line package)代表双列直插电阻。这两种排电阻都有方向性。它们的标记通常在元件体的一侧,

用点或刻痕表示pin1其余pin2、pin3…依次按逆时针方向排列。

通常有四种信息被印在SIP、DIP电阻上。

引脚数目:第一个数字表示电阻排的电极数目。

种类:SIP、DIP电阻分为连接型和分离型两种。连接型是指内部电阻是连接在一起的,有

一个公共端。分离型表示各电阻是分开的。

连接型X A 1 001 61 81 分离型 Y B 2或3 002或00362或63 82或83

生产日期:大部分SIP、DIP排电阻生产厂商都有制造日期。如“8843”指88年的第43周。

例: 8B-103G // 8pin 分离型 10000?±2%

10X-001-272 // 10pin 内部连接型 2700?

图2-8 排电阻

R 10K R 10K R 10K R 10K

12345678

分离型电阻网络连接型电阻网络

图2-9 排电阻的的内部电路

3) 电位器:

电位器的封装与性能特点

电位器的是一种电阻值可以连续变化的电阻器。电路符号如下图。电位器一般有三个引线端,

a 、

b 引线端之间的电阻是固定的。C 端是电位器的滑动端。调节

c ,电阻Rac 、Rbc 变化。电阻的变化规律有线性式、对数式、指数式三种。线性电位器是

指阻值的变化与转柄转角呈线性关系。特点是转动角度大,电阻变化大。这

种电位器多用在分压器电路中。对数式电位器是指电阻变化与转动角度呈对数关系。特点是,在开始调节是阻值变化很大,在转角过半后,电阻变化缓慢。这种电阻器尤其适合音量控制和图象的对比度调节。

电位器的简易测量与质量判别

电位器由于频繁的转动转柄而易产生故障,这种故障表现为滑动端接触不良。可以通过测电

阻来辨别。方法是:

1)测量a、b端的总阻值看是否和标称电阻一致

2)转动转柄,测量Rac、Rbc,看阻值的变化情况,如有“∞”,则说明电阻滑动端接触

不良。

三、电阻器的选用与质量判别

1.电阻器的选用

电阻器的选用首先要考虑阻值要符合要求,其次要电阻的材料、标称值的误差、和额定功率等因素。

1)材料及误差见下表

部分电阻器的特点及选用

名称及型号特点及用途

炭膜电阻器RT 阻值范围大,性能较好。在-55~40oC的环境温

度中,可按100%的额定功率使用。

金属膜电阻器RJ 氧化膜电阻器RY 体积小,精度高。在-55~70oC的环境温度中,可按100%的额定功率使用。`

功率线绕电阻RX 功率大,能经受高热,本身产生的噪声小,热稳

定性好。

不要片面的追求电阻的高精度。

2)为保证可靠性,所选用电阻的额定功率应是该电阻实际承受的1.5~2倍。

2.电阻的型号表示方法

电阻的型号表示如下:

例1:电阻器RT-5-a-30KΩ±5% 5W 功率,30KΩ±5% ,轴向引线,碳膜电阻例2:电阻器RJ-0.5-100Ω±1% 0.5W功率,100Ω±1%,金属膜电阻器

3.电阻器质量判别

固定常见的故障是电阻体或引线折断以及烧焦。这种情况发生,从外观上就可以看出。电阻器内部损坏或电阻变化较大,可以通过万用表的欧姆挡测量来核对。若电阻内部或引线有毛病,以致接触不良时,用手轻轻摇动引线,可以发现松动现象;用万用表的欧姆挡测量时,就会发现指示不稳定。

2-3-3 表面安装的电阻器

表面贴装电阻通常比穿孔安装电阻体积小。有矩形chip、园柱形MELF和电阻网络SOP三种封装形式。与通孔元件相比,具有微型化、无引脚、尺寸标准化,特别适合在PCB板上安装等特点。

一、矩形片式封装电阻器

1.结构与封装:

常用的封装是chip 1206、 1005、 0603 、0402。结构图如下,外形是长方形,两端有焊接端。通常下面为白色,上面为黑色。片式电阻的有三层端焊头,最内层为银钯合金Ag-Pd(0.5mil),它与陶瓷基板有良好的结合力,中间为镊层(0.5mil),它是防止在焊接期间银层的浸析,最外层为端焊头。一般为Sn-Pb合金层或银钯Ag-Pd合金层。

片式电阻的实物图

片式电阻的结构图片式电阻的外形图外形尺寸:chip元件是外形的长宽尺寸命名,以10 mil为单位。1mil=10-3 In

1In=25.4mm. 10 mil=0.254 mm.

例:1206是指长×宽=0.12In×0.06 In=3.2 mm×1.60 mm

0603是指长×宽=0.06In×0.03 In=1.6 mm×0.08 mm

包装:片式电阻一般有散装(bulk)和编带(tape and reel)包装两种方式:

散装:这是最简单的一种包装方式,采用塑料盒包装,每盒一万片。

编带:编带包装又分为纸编带和塑料编带两种。编带的包装规格见下图。每盘5000只。编带是最常见的包装形式,特别适合贴片机装载。

2. 标记识别方法

元件外形尺寸稍大一点的电阻(如1206)标称值标在电阻体上。识别的规律如下: 精度为5%的电阻用三位数码表示, D D M (误差不标 ,默认T=±5%)

例:000=0?(是跨接线);182=18×102=1.8 K Ω±5%;101=10×101

=100Ω±5% 特例 R 代表小数点

精度为1%的电阻的电阻用四位数码表示,D D D M (误差不标 ,默认T=±1%)

例:1000=100×100=100Ω±1% 2005=200×105

=20M Ω±1%

4R70 =4.70?

如果外形尺寸小(如0603),标称值则标注在编带盘上,识别规律如下:

二、圆柱形MELF (METAL ELECTRODE FACE BONDING TYPE )封装电阻

1. 结构与封装:

MELF 电阻器是在高铝陶瓷基体上覆盖金属膜或碳膜,两端压上金属帽电极而成的。

包装:有散装和编带包装两种。与CHIP 电阻基本类似。

2. 标记的识别:

MELF 电阻采用色环标记。有3色环、4色环、5色环几种。色环的标志见下图。读数规律与PTH 色环电阻相同。

RC 05 K 103 J T

产品代号 R :电阻 型号:

05:0805

温度系数:

K :±250

阻值

精度 J :±5%

包装 T :编带

三、小型固定电阻网络

电阻网络是几个相同电阻器集成的复合元件,具有体积小,重量轻,可靠性高、可焊性好等特点。

结构:电阻网络常用的是SOP 形的封装。见下图。

电路组成:根据用途的不同,电阻网络有多种电路形式。常用的有三种见下图:

123456789

10

11

12

13

14

15

16

12345678

8元件 独立电路15元件并联电路12元件、分压器

包装:电阻包装一般采用塑料编带包装。

识别方式:与片式电阻的标记方式基本类似。

2-3、电容

电容器由两个金属电极中间加一层绝缘材料构成。电容量反映了接收和容纳电荷的能力。电容的大小取决于两个极板相面对的面积、极板之间的距离以及介质的介电常数。

电容器的基本性能:隔断直流,导通交流。在电路中具有交流耦合、旁路、滤波、信号调谐等作用。

c

non-polarized capactor

C

polarized capacitor

电容器的电路符号

2-3-1电容器的类型和电容器的主要参数 一、电容器的类型

1)纸介电客器、聚脂电容器(金属膜电容器)

纸介电容器由两种相互之间用浸渍纸层绝缘的金属箔(大多数是铝箔)构成。金属箔和绝缘材

料被卷绕在一起

2)金属膜纸介电容器(MP电容器)

金属层的厚度不影响电容器的电容量。如果要在一定的耐

压强度下实现单位体积有大的电容值,则应努力使层厚尽可能

地小。

3)金属—聚脂薄膜电容器(MK电容器)

金属—聚脂薄膜电容器的制作原则上与金属膜纸介电容

器一样。采用聚脂薄膜代替电容器纸。

4)电解电容器

在电解电容器中,电容器的电极由导电的液体(即电解

质)构成。在特殊结构形式下也采用有相似特性的半导体材料

来代替电解质。

5)可调电容器

下图是常用的几种电容。穿孔安装的电容器多半是径向封装的,表面安装的电容器大多是chip封装。

常用电容器的外形图

二、电容器的主要性能参数

电容器的主要性能参数是电容量和额定工作电压。

1.电容量

电容量:反映了电容器储存电荷能力,由标称值和单位两部分组成。电容量基本单位是法拉F,常用的单位还有NF、UF、PF。

换算关系为:1012PF=109 NF=106F=1 F

电容器的标称值由标称容量和误差两部分,电容器的容量和偏差的标记方法有直标法、代码标记法。

2.额定直流工作电压

额定直流工作电压:是指电容器在电路中能够长期可靠工作而不被击穿所能承受的最高电压(又称耐压)。不同的电容器有不同的耐压值。耐压值直接标注在电容器的外壳上。可变电容器多数用在电压较低的高频电路中,不标明耐压。

2-3-2 PTH电容器:

一、电容量标称值的识别

1)直标法

将电容量和耐压以数字的形式直接标记在电容器的外壳上,其中误差一般用字母(也有用数字)表示。

B=±0. 1% C=±0.

25%

D=±

0.5%

F=±

1%

G=±

2%

J=±

5%

K=±

10%

M=±

20%

Z=± 80%或-20%

例:47nJ100 表示 47Nf 误差为± 5%耐压100V。

100表示100PF。

0.22表示 0.022uf

当电容器上没有标记单位时,单位按下列原则确定:

瓷片电容数字在1—104之间时,单位是PF。

涤纶电容数字小于1的。单位是uF。

电解电容数字在1以上的都是uF。

2)代码标注

代码标注:用三位数码表示容量的大小,用字母表示误差。

读数规律: D D M ±T 或D D M

其中数字“D”用代码表示,单位为PF ,误差T用字母代表示

B=±0. 1% C=±0.

25%

D=±

0.5%

F=±

1%

G=±

2%

J=±

5%

K=±

10%

M=±

20%

Z=± 80%或-20%

例:103K=10000± 10% 336K=33μF± 10%

306G=30μF± 2%

特例:R22表示0.22μF。

二、电容器的选用与质量判别

1.电容器的选用

电容器的种类繁多,性能指标各异。合理选择电容器对产品设计是重要的。中高频电路可选择涤纶电容或聚苯乙烯电容,高频电路一般采用高频瓷介或云母电容,电源滤波、旁路、退耦可选用铝电解电容器或钽电容。

2.电容器型号

电容器的主要性能参数在电容器型号中都会反映出来。清楚命名规则才能正确选用电容器。

例1:“电容器CY-1-250-D-180± 5%”表示:云母电容耐压250V容量180PF± 5% 命名规律如下:

例2:“电容器CD11-16-22”表示:电解电容器,耐压16V,容量22uF

命名规律如下:

3.电容器简易测试与质量判别

1)电容器容量:

5000PF以上的电容器,可以用万用表的高电阻挡对电容器充放电来判别有无容量。具体步骤是,用表头接触电容器的两端,表头指针应摆动一下,后逐步复原。将红黑表笔对调后,再接触电容器,表头指针还会再摆动,且摆动幅度更大。电容器的容量越大,指针摆动幅度越大,指针复原的速度也越慢。根据指针摆动的幅度可判别其容量的大小。若用最高电阻挡判别时,指针也不动,则说明电容器内部断路。

对于5000PF以下的电容器,用万用表的最高挡已看不出放电现象,应采用专门的电容测量仪器判别。

2)电解电容器极性:

直观判定:一般电解电容器的外壳

上标有“+”或“-”。

用万用表判别:电解电容器的极性

也可以用万用表来判别。即根据正

接漏电小,反接漏电大的现象来进

行判别其极性。方法如下:首先用

指针式万用表测量电解电容器的

漏电电阻值,然后将两表笔对调一

下,再测量一次漏电电阻值。两次

测量中,漏电电阻值小的一次,黑

表笔所接触的是负极,剩余的一极

就是正极。

图用指针万用表判别电解电容器的极性

3)电容器漏电:

用指针式万用表电阻R×10K量程挡。将表棒接触电容器的两极,表头指针应向顺时针方向跳动以下(500PF以下的电容观察不出跳动),然后逐步逆时针复原,即退至R∞处。如果不能复原,稳定后的读数表示电容器漏电的电阻值。其值一般为几十~几百千欧,电阻越

大,电容器的绝缘性能越好,漏电越小。 2-3-3 SMT 电容

SMT 电容有两种封装形式:chip 电容和钽电容 一、chip 电容

1. 结构与封装

结构:片式电容通体一色,为土黄色。两端是金属可焊端。一般的片式电容器大多数是多层迭层结构,又称为MLC (MULTILAYER CERAMIC CAPACITY )。由于片式陶瓷电容器的端电极、金属电极、介质三者的热膨胀系数不同,因此在焊接过程中生温速率不能太快,要特别注意预热,否则,易造成片式电容的损坏。

外形尺寸:0805、1206、、1210、1812、1825等几种、其中1206最常用。

2. 参数识别 1) 从元件表面识别

对尺寸大CHIP 电容,标称值直接标记在电阻体上,可从从元件表面识别。

识别规律为:D D M T 单位:PF 例:101J → 10×101PF ±5% 2) 从包装标注识别

一般片式电容器的容量和误差标记在外包装上。 例如:

包装:片式电容器的包装形式与片式电阻相同,以编带为主。 几种MLC 电容器的特性 二、钽电容 1. 结构与封装

钽电解电容器,简称钽电容。单位体积容量大,在容量超过0.33uF 都采用钽电容。由于其电解质响应速度快,因此在需要高速工作的大规模集成电路中应用较多。 钽电容是一种有极性的电容器,有斜坡的一端是正极,在使用时不能接反。

钽电容的结构图

2. 参数识别

电容值一般直接标在电容器的表面。通常采用代码标记。 例:钽电容 336K /16V →容量为33uF 耐压为16V 。

1206 NPO 103 J 2T 型号:

05:0805 温度特性

电容量 误差 J :±5% 耐压

2-4、电感器

凡能产生电感作用的元件统称为电感器。通常电感都是由线圈构成,在电子装配中有各种各样的电感和变压器。电感线圈有阻碍交流通过、导通直流的作用。在交流电路中作阻流、滤波、选频、退耦合等用。

2-4-1电感器的类型与主要参数

一、电感器的种类:

电感线圈的种类很多,按电感的形式分,有固定电感线圈和可变线圈;按导磁体性质分,有空气线圈和磁芯;按工作性质分,有天线线圈、振荡线圈、低频扼流圈和高频扼流圈等。按

工作波段分,有中波天线、短波天线、中频振荡和高频振荡线圈。电感线圈的结构通常由骨架、绕组、磁芯、屏蔽罩组成。线圈的用途不同,结构也有所不同,用于短波、超高频的电感只有绕组,而无骨架,有的有线圈则没有磁芯或屏蔽罩。

图是常见几种电感的外形图,图是电感的电路符号。

常用电感器的外形图

电路符号如下:

L

L

常用电感器的电路符号

二、电感器的基本参数:

1.电感量L:

电感量,表示线圈产生感应电动势大小的能力。电感器的感抗X L与电感量L有关。

X L=2πf?L

电感量的基本单位是H(亨利),常用单位有UH(微亨)、mH(毫亨)。

换算关系为:106uH=103 mH=1 H

2.品质因数Q值:

品质因数Q定义为:Q=X L/r。

其中,r是线圈的导线电阻。 Q值表示了储存能量与损耗之间的关系量。

2-4-2穿孔安装的电感器

一、电感参数的识别

电感量一般都表在电感器的线圈上。常见的标注方式有直标法、代码法、和色环标记。其中直接标注较简单,在此主要介绍后两种。

1.代码标注法

代码标记规律为:D D M± T 单位为:U H

例:某电感的标注“152K”表示电感量的标称值为15×102 U H±10% 。

2.色环标注法

色环标注:色环电感容易与色环电阻相混淆。色环电感有美国的MILITARY COLOR BAND 电感和四色电感

MILITARY COLOR BAND是有五色环的,电感一端有一条宽的银色色环(其宽度是其他色环的两倍),它只表示该元件为电感,与电感值无任何关系。其他四条色环表示电感值及其误差范围。

规律为:D D M± T 单位为:U H

四色电感元件

四色电感无宽银色环,很容易与色环电阻相混淆,靠经验区分。

规律为:D D M± T 单位为:U H。

2-4-3 SMT电感器:

形状类似SMD钽电容,无极性之分,无电压标定。

电感值以数码的形式印在元件上或标签上。

读数规律为:D D M± T 单位为:U H 例: 303K=30M H±10%

当“R”出现在数字码中,表示一个小数点。这时没有倍数代码

特例:“2R2 ”表示电感是2.2U H±10% “R47M”表示电感是0.47U H±20%

2-4-4变压器

常用变压器进行电压变换、电流变换、传递功率、阻抗匹配等。

1.变压器的种类

变压器的种类很多,按铁芯、磁芯分,有空气变压器,磁芯变压器、可调磁芯变压器、铁芯变压器等。按工作频率,有低频、中频、高频之分。

以下是几种变压器的结构和符号。

2.变压器的典型结构;

主要有铁芯、线包、紧固件组成。

铁芯由磁导率较高的软磁材料制成,随着工作频率的不同,铁芯的材料也不同,电源变压器的工作频率低,铁芯采用电工硅钢片,音频变压器的铁芯采用电工硅钢片或硅钢带,低电平音频变压器的铁芯采用坡莫合金或高磁铁氧体,中频和高频变压器,一般采用铁氧体作铁芯。线包:由骨架和线圈组成。线圈一般可能有很多组,但至少有初级绕组和次级绕组。在安装时,必须注意安装方向。

2-5、二极管

2-5-1二极管的种类与主要参数

一、二极管的种类与封装

二极管是一种具有单向导电特性和非线性伏安特性的半导体器件。根据用途可分为检波二极管、混频二极管、开关二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管等,根据材料可分有锗、硅、砷化钾二极管等。电路符号见图常见二极管的外形见图。

常用二极管的图形符号

常用二极管的外型图

特别要说明的是,所有的二极管都有极性,一个是正极,另一个负极。安装时元件的正极对准PCB中二极管位置“+”标记,二极管负极对准PCB中二极管位置“-”标记。

二、二极管的主要参数:

1)最大整流电流

最大整流电流是管子长期连续工作时允许通过的最大正向平均电流,在工作时,工作电流电流不能超过该电流,否则,将导致二极管损坏。

2)最大反向电压

最大反向电压U RM是指允许加在二极管上的反向电压的最大值。在工作时,加给二极管的反

向电压的峰值不能超过U RM,否则特性反向漏电流增加,特性变坏。通常U RM为反向击穿电压的1/2~1/3。

2-5-2 穿孔安装二极管

一、外观识别

从图中可以看出,二极管有正、负两个电极。印有色环的一端是负极。对于发光二极管,长引脚是负极。观察内部,可以看到器件内有两个“旗子”,高的或长的那面对应的那端是负极。一般二极管的型号标在元件体上,国产的标记符号为“2C××”、“2CZ××”。如2CP9、2CZ13等。“2”表示二极管。进口的标记符号为“1N××”。如“1N 4001”等。“1”表示仅有一个PN结。

另外还有一种三个电极的二极管这种的二极管看上去很象三极管,实际是两个二极管。

二、二极管的简易测试与极性判别

1.指针式万用表的判别二极管的极性

根据二极管的正向电阻小,反向电阻大的特点,将万用表的选择开关拨到R×1K或R ×100挡,用万用表的表笔分别与二极管的两电极相接,测量电阻值,然后将两表笔对调一下再次测量二极管的电阻。如果两次电阻值相差很大,则说明二极管是好的。在所测得电阻较小的一次,与黑表笔相联一端即为二极管的正极,与红表笔相联是二极管的负极。如果两次测量的电阻值都小,则表明二极管内部短路,如果两次电阻值都是无穷大,则表明二极管内部击穿。

2.用数字式万用表判别二极管的极性

由于数字万用表的电阻挡与指针式万用表

的测量原理不同,因此用数字万用表的电阻挡测

不出二极管的正、反向电阻。用数字万用表的二

极管挡位可测出二极管内PN结的结电压。由此可

以判断二极管的极性。正常情况下,正向结电压

为0.7左右,反向结电压为”OL”。在测出电压是

正向电压时,与红表笔相连的电极为正极,另一

个电极为负极。

如果正反向结电压都为“OL”,则二极管已断路。

如果正反向结电压都为“0”,则二极管已击穿

短路。

数字万用表的外形图

2-5-3表面安装二极管

表面安装的二极管有MELF(金属端接头无引线)封装和SOT(小外形晶体管)封装两种。MELF金属端接头封装见下图,色环端是元件的负极。

SOT封装有 SOT23 、SOT89这两种外形,23,89代表元件的尺寸。这种外形的二极管很容易与三极管混淆,必须查阅元件标签。

2-6、半导体三极管

半导体三极管可以分为两大类。一类是结形晶体管,另一类是场效应管。

2-6-1晶体三极管

一、三极管的种类与主要参数

1.三极管的种类及封装

晶体三极管由两个PN结组成,有PNP及NPN两种结构。这类晶体管工作时,半导体中的电子和空穴两种载流子同时都起主要作用,所以又叫双极性晶体管。习惯上称为晶体三极管。电路符号如上图,(见图 2.1-2)。三极管在模拟电路的基本功能是起放大作用,在数字电路起开关作用。

晶体三极管电路符号

按工作频率、开关速度、噪声电平、功率容量、其他电性能分,三极管可以分为低频大功率、低频小功率、高频小功率、高频大功率、微波低噪声、微波大功率、超高速开关管等。按组装方式可分为穿孔安装的三极管和表面安装三极管。下图是穿孔安装三极管的外形图。小功率的三极管的外形小,多采用塑料封装。功率三极管的外形较大,采用金属外壳便于散热,用于功率放大或电源电路中。

常用见穿孔安装三极管外型图

2.主要参数:

1)电流放大系数β和h FE

β是三极管的交流放大系数,表示三极管对交流电流的放大能力。h FE是三极管的直流电流放大系数。两者虽然定义不同,但h FE容易测(很多万用表上有h FE挡),h FE大,β也大。一般用h FE来估计β的大小。

2)集电极最大电流

I C值大时,若再增加电流,β值就要下降,I CM是β下降到额定值2/3时的集电极电流。

3)集电极最大功耗P CM

这个参数决定了管子的温升,硅管的最高使用温度为150℃,锗管的最高使用温度为70℃,超过这个值,管子很容易损坏。

4)特征频率f T

晶体管工作频率超过一定的值时,β值开始下降,当β=1时,所对应的频率叫特征频率。

三极管的型号

国产三极管的命名规律:

国外三极管元件体外标记为:2NXXXX 如2N1132 2N3440 等,“2”是指两个PN结,

电子工程师PCB设计基础知识

电子工程师PCB设计基础知识 PCB于1936年诞生,美国于1943年将该技术大量使用于军用收音机内;自20世纪50年代中期起,PCB技术开始被广泛采用。目前,PCB已然成为“电子产品之母”,其应用几乎渗透于电子产业的各个终端领域中,包括计算机、通信、消费电子、工业控制、医疗仪器、国防军工、航天航空等诸多领域。 说了这么多,那么你知道PCB是如何设计出来的呢?立创电子小编告诉你: 1、前期准备 包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH元件库和PCB元件封装库。 PCB元件封装库最好是工程师根据所选器件的标准尺寸资料建立。原则上先建立PC的元件封装库,再建立原理图SCH元件库。 PCB元件封装库要求较高,它直接影响PCB的安装;原理图SCH元件库要求相对宽松,但要注意定义好管脚属性和与PCB元件封装库的对应关系。 2、PCB结构设计 根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB设计环境下绘制PCB板框,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。 充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。 3、PCB布局设计 布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。在原理图工具中生成网络表(Design→Create Netlist),之后在PCB软件中导入网络表(Design→Import Netlist)。网络表导入成功后会存在于软件后台,通过Placement操作可以将所有器件调出、各管脚之间有飞线提示连接,这时就可以对器件进行布局设计了。 PCB布局设计是PCB整个设计流程中的首个重要工序,越复杂的PCB 板,布局的好坏越能直接影响到后期布线的实现难易程度。 布局设计依靠电路板设计师的电路基础功底与设计经验丰富程度,对电路板设计师属于较高级别的要求。初级电路板设计师经验尚浅、适合小模块布局设计或整板难度较低的PCB布局设计任务。 4、PCB布线设计 PCB布线设计是整个PCB设计中工作量最大的工序,直接影响着PCB

印制电路板基础知识

印制电路板基础知识 印制电路板:又称印刷电路板、印刷线路板,简称印制板,常使用英文缩写PCB 或写PWB ,以绝缘板为基材,切成一定尺寸,其上至少附有一个导电图形,并布有孔(如元件孔、紧固 孔、金属化孔等),用来代替以往装置电子元器件的底盘,并实现电子元器件之间的相互连 接。由于这种板是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。 (一) 按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。 1、 单面板 一面敷铜,另一面没有敷铜的电路板。单面板只能在敷铜的一面焊接元件和布线,适用于简单的电路设计。 2、 双面板 双面板包括顶层(Top Layer )和底层(Bottom Layer )两层,两面敷铜,中间为绝缘层, 两面均可以布线,一般需要由过孔或焊盘连通。双面板可用于比较复杂的电路,是比较理想 的一种印制电路板。 3、 多层板 为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或 二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按 设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。板子的层数并 不代表有几层独立的布线层,在特殊情况下会加入空层来控制板厚,通常层数都是偶数,并且包含最外侧 的两层。其特点是: 与集成电路配合使用,可使整机小型化,减少整机重量;提高了布线密度,缩小了元器件 的间距,缩短了信号的传翰路径;减少了元器件焊接点,降低了故陈牢,增设了屏蔽层,电 路的信号失真减少; 引入了接地散热层,可减少局部过热现象,提高整机工作的可靠性。 (二)根据覆铜板基底材料的不同,又可将印制板分为纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层 压板两大类。 (三)制作方法 根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。 减去法(Subtractive ),是利用化学品或机械将空白的电路板(即铺有完整一块的金属箔的电路 板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的电路。 加成法(Additive ) ,现在普遍是在一块预先镀上薄铜的基板上,覆盖光阻剂(D/F),经紫外光 曝光再显影,把需要的地方露出,然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规 格,再镀上一层抗蚀刻阻剂-金属薄锡,最后除去光阻剂(这制程称为去膜),再把光阻剂下 的铜箔层蚀刻掉。 积层法 积层法是制作多层印刷电路板的方法之一。是在制作内层后才包上外层,再把外层以 减去法或加成法所处理。不断重复积层法的动作,可以得到再多层的多层印刷电路板则为顺 序积层法。

PCB电路设计实验报告

电子科技大学成都学院 实验报告册 课程名称:电路板设计实验 姓名:游恒宽 学号:11 院系:微电子技术系 专业:集成电路与集成系统 教师:刘浩森 2013 年7 月1 日

实验一: 原理图库的绘制 一、实验目的: 1、熟悉Cadence Allegro SPB 工作环境 2、熟悉元件库管理; 3、掌握元件编辑器的使用及编辑器工作环境的设置方法; 4、熟练掌握原理图元件库的创建、新元件的制作。 二、实验原理和内容: 虽然在Cadence Allegro SPB 提供了丰富的元器件库,但在设计过程中,仍然会发生在元器件库中找不到需要的元器件。因此,可以利用元器件的绘图工具及IEEE符号工具创建元器件,并添加到元器件库中。 (1)利用元件库编辑器提供的制作工具,分别绘制AT89S51、74HC138、74HC573、LCD128*64、LCD1602、PNP以及数码管的的元件,并将它保存在“” AT89S51 74HC138 三、实验步骤: 1、在“Cadence Allegro SPB ”中,选中“Cadence Product Choies”对话框。选择“OrCAD Capture”进入页面,然后执行【File】→【New】→【Library】命令,创建“”原理图元件库,保存到自己学好下,并在该库中制作AT89S51等元件。 2、选中“”单击鼠标右键选择“New Part…”,创建新的元器件,弹出“New

Part Properties”对话框,按要求填写。 3、给元器件添加引脚,安元器件添加引脚,并写上引脚的名称及代号。 4、绘制元器件外形,按要求选择所画的形状。 5、按要求添加文本。 6、检查元器件,确认无误后保存。 四、实验数据和结果: AT89S5174HC138 74HC573 PNP

PCB基础知识培训_布局布线_可生产性设计

PCB培训——基础篇 PCB的相关介绍 (1) PCB布局布线的注意事项 (1) PCB制板和生产的注意事项 (14) PCB的相关介绍 PCB布局布线的注意事项 PCB走线宽度与铜箔厚度、走线宽度的关系如下图所示:保守考虑,PCB布线时一般 采用20mil载流0.5A的方法来设计线宽。 焊盘走线引出的方式: 测试点的连接:

相邻走线层的走线要正交走线,即使不能正交走线,斜交也比平行走线要好: 避免走线开环: 避免信号不同层之间形成自环,自环将引起辐射干扰: 走线分支长度的控制: 走线长度越短越好,尤其是高频信号要注意:

走线不能是锐角或者直角,需要走135度角或者直线: 电源和地的环路尽量小;电源和地的管脚,尽量不要共用过孔。 为了防止电源线较长时,电源线上的耦合噪声直接进入负载器件,应在进入每个器件之 前,先对电源去耦,且为了防止它们彼此间的相互干扰,对每个负载的电源独立去耦,并做到先滤波再进入负载

高速信号的特性阻抗必须连续:同层的走线,其宽度必须连续;不同层的走线阻抗必须 连续。 地的连接:分为3种,如下图所示: 1MHz一下可考虑单点接地,大部分情况下均是采用多点接地。地管脚的连接需要注意,Trace尽可能宽,必要时可用铜箔;Trace尽可能短;多路连接效果更好。如下图所示: 走线宽度不能超过焊盘宽度。一般芯片或者排阻相邻管脚不能采用直连的方式。 避免T型走线。

3W规则:为了减少走线之间的串扰,应加大线距。当线中心距不小于3倍线宽时,可 保持70%的电场不互相干扰,这就是3W规则。如果要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W的间距。没有线距要求且板上空间宽松,走线时请时刻谨记并贯彻执行3W规则。 20H规则:电源层和地层之间的电场是变化的,在板边缘会向外辐射电磁干扰,称为边 沿效应。因此需要将电源层内缩,使得电场只在接地层的范围内传到。假设电源层和地层之间的厚度为H,内缩20H可以将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩100H,则可以将98%的电场限制在接地层边沿内。 如果有子系统的分割,如模数的分割,也应参考此规则。 映像平面以及返回路径:映像平面就是我们常说的参考平面。映像平面的主要作用是在 为高频电流提供一个低阻抗的回路。每个信号都需要一条信号回路,信号回路总是选择最低阻抗的路径。这样,信号电流和回路就组成了一个环形天线,这个环形天线的面积越大则辐射越大。因此要降低辐射,就要减小回路面积。通常信号最低阻抗回路就在信号正下方的参考层沿着信号相反方向返回。这条返回路径如果和原电流完全平行,那么回路面积是最小的,但是在映像平面上,经常会有元件孔或者过孔,如果不注意,就容易造成返回路径要绕道而行,如下图所示:

印刷电路板基础知识

印刷电路板(PCB)基础知识 对PC中的主板、显示卡来说,最基本的部分莫过于印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)了,它是各种板卡工作的基础。对具体产品而言,印刷电路板的设计与制造水平,也在很大程度上决定着产品的各项指标和最终性能。 什么是印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board) 印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)几乎是任何电子产品的基础,出现在几乎每一种电子设备中,一般说来,如果在某样设备中有电子元器件,那么它们也都是被安装在大小各异的 PCB上。 除了固定各种元器件外,PCB的主要作用是提供各项元器件之间的连接电路。随着电子设备越来越复杂,需要的元器件越来越多,PCB上头的线路与元器件也越来越密集了。 电路板本身是由绝缘隔热、并无法弯曲的材质制作而成,在表面可以看到的细小线路材料是铜箔。在被加工之前,铜箔是覆盖在整个电路板上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。——因这个加工生产过程,多是通过印刷方式形成供蚀刻的轮廓,故尔才得到印刷电路板的命名。国。——这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上元器件的电路连接。

PCB中的导线(Conductor Pattern) PCB上元器件的安装 为了将元器件固定在PCB上面,需要它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB(单面板)上,元器件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。这么一来就需要在板子上打洞,以便接脚才能穿过板子到另一面,所以元器件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,PCB的正反面分别被称为元器件面(Component Side)与焊接面(Solder Side)。 对于部分可能需要频繁拔插的元器件,比如说主板上的CPU,需要给用户可以自行调整、升级的选择,就不能直接将CPU焊在主板上了,这时候便需要用到插座(Socket):虽然插座是直接焊在电路板上,但元器件可以随意地拆装。如下方的Socket插座,即可以让元器件(这里指的是CPU)轻松插进插座,也可以拆下来。插座旁的固定杆,可以在您插进元器件后将其固

pcb电路板设计报告

首先打开"Altium Designer Summer 09 "下图为软件初始界面 新建pcb 工程 Clrf+ ^ ■cia cuiBr±.-v wcrinjnr 」CA HB mcdv iKC-rt* til .1 cs*^e*w?st aTAJIwm DetijtHi 1 冲呻 i 朱从存 矶崛艸?■如和*科 !r*^5* yptfe-s >?iJ KXCJS 4I SuPMJftln?rr^i 何 Hills 眄fl ? ** 戶* Ah-ffl BnrniM 4*1 ph g aarili 丄

建好之后在新建原理图编辑 注意:文件名要保持一致(可以通过点击另存为改名,后缀用默认的就可以了,千万别改) 上图为原理图编辑界面 F 图为设计好的电路原理图 Ejt w W ■輕 玄十 决叫?^4?p+ff Kw 叭書A3 Qpe*- Hiqjpct. -MM MH F 4UM£-H Gpe*^ C^u* K>_R. *吃弾 ■ 迥efvuAc ! Vou ?re hot 9^r#d tn 1* 51J'J!hMR I GR^ Q CKUIKK OebiM* UnfcFit - !>?¥ 1 fiftK ■ E.HLAdrii1 h^infvri ■ *£<■?+ 111 U> c*^e*w*5rt DesijiHi i vppcrv hi MiijiR fichujn^ -felQirHf IBP ^ppn llg ^fK :" * b 时两 | *??r Ed amjss 1B hr SLWjtil 氓EI -m ■忖 wfi ? — w- iUwn ■rn ?E +?-nh ■** *>■!!" ■■DIEP 居学Irflr 叶* 恥两 叭申> ^ak 悩出附 |d?b A

PCB设计基础知识

PCB设计基础知识 印刷电路板(Printed circuit board,PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件,那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。除了固定各种小零件外,PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂,需要的零件越来越多,PCB上头的线路与零件也越来越密集了。标准的PCB长得就像这样。裸板(上头没有零件)也常被称为「印刷线路板Printed Wiring Board (PWB)」。 板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上零件的电路连接。 为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB(单面板)上,零件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,PCB的正反面分别被称为零件面(Component Si de)与焊接面(Solder Side)。 如果PCB上头有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座(Soc ket)。由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆装。下面看到的是ZIF(Zero Insertion Force,零拨插力式)插座,它可以让零件(这里指的是CPU)可以轻松插进插座,也可以拆下来。插座旁的固定杆,可以在您插进零件后将其固定。 如果要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头(edge connector)。金手指上包含了许多裸露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。通常连接时,我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的。 PCB上的绿色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的颜色。这层是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面(silk screen)。通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面(legen d)。 单面板(Single-Sided Boards) 我们刚刚提到过,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。 双面板(Double-Sided Boards) 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 多层板(Multi-Layer Boards) 为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果您仔细观察主机板,也许可以看出来。 我们刚刚提到的导孔(via),如果应用在双面板上,那么一定都是打穿整个板子。不过在多层板当中,如

《电路原理图与电路板设计》课程报告额

电路原理图与电路板设计题目:简易单片机开发系统原理图及PCB绘制 姓名:潘正意 学号:2201020104225 专业:应用电子技术 指导老师:徐灵飞 日期:2012年5月12日

1.课程设计的目的 《电路原理图与电路板设计》是一门实践性要求很高的课程,学生通过上机实习和设计环节巩固所学知识。鉴于目前的设备与CAD软件的流通性,本实验课利用Protel 99SE软件为主题,介绍其基础知识、设计流程、设计方法及电子设计的基本技能等问题,并要求学生掌握电子产品开发的基本技术问题。通过实习学生可以独立实现电路原理图和电路板的设计,为今后的学习和工作中的实际应用打下较为坚实的基础。 二、设计内容与要求 2.课程设计的主要内容 用Protel 99 SE软件绘制一个电路图,图有自己决定。先绘制出电路原理图,然后进行电气规则检验,没有错误后,生成网络表,然后根据网络表生成印制电路板图,最后自动布局,手工调整,自动布线,手工调整布线,保存打印。 3、简易单片机开发系统原理图 3.1:原理图设计最基本的要求是正确性,其次是布局合理,最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。 (1)启动原理图设计界面,进入Protel99 SE,创建一个数据库,执行菜单File/New 命令,从框中选择原理图服务器(Schematic Document)图标,双击该图标,建立原理设计文档。双击文档图标,进入原理设计服务器界面; (2)设置原理图设计环境,执行菜单Design/Option和Tool/Preferences,设置图纸大小,捕捉栅格,电器栅格等; (3)创建自己的元件库,先进入Protel 99 SE的原理图编辑器,新建一个元件,绘制SCH元件以及放入元件的管脚,给新建的元件改名,绘制制元件的外形以及放入说明文字并保存好,画原理图的时候,就可以调用这些元件了; (4)装入所需的元件库,在设计管理器中选择Browse区域中的下拉框中选择Library,然后单击ADD/Remove按钮,在弹出的窗口中寻找Protel99 SE子目录,在该目录中选择Library\SCH路径,在元件库列表中选择所需的元件库,单击

印制电路板基础知识

印制板基础知识 印刷电路板(Printed circuit board,PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件,那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。除了固定各种小零件外,PCB 的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂,需要的零件越来越多,PCB上头的线路与零件也越来越密集了。标准的PCB长得就像这样。裸板(上头没有零件)也常被称为「印刷线路板Printed Wiring Board(PWB)」。 板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上零件的电路连接。 为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB(单面板)上,零件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,PCB的正反面分别被称为零件面(Component Side)与焊接面(Solder Side)。 如果PCB上头有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座(Socket)。由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆装。下面看到的是ZIF(Zero Insertion Force,零拨插力式)插座,它可以让零件(这里指的是CPU)可以轻松插进插座,也可以拆下来。插座旁的固定杆,可以在您插进零件后将其固定。 如果要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头(edge connector)。金手指上包含了许多裸露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。通常连接时,我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的。 PCB上的绿色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的颜色。这层是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面(silk screen)。通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面(legend)。 单面板(Single-Sided Boards) 我们刚刚提到过,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。 双面板(Double-Sided Boards) 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以

PCB课程设计报告

交通职业学院 Protel99se课程设计报告 所属系别信息工程系 专业电子信息工程技术 班级 10大专电子信息工程1班 姓名年中 学号 0140 指导教师诺微 撰写日期 2011年12月28日

摘要 Protel99 SE 是澳大利亚Protel Technology公司推出的一个全32位的电路板设计软件。该软件功能强大,人机界面友好,易学易用,使用该软件的设计者可以容易地设计出电路原理图和画出元件设计电路板图。而且由于其高度的集成性与扩展性,一经推出,立即为广大用户所接受,很快就成为世界PC平台上最流行的电子设计自动化软件,并成为新一代电气原理图工业标准。 Protel99 SE主要有两大部分组成,每一部分个有几个模块,第一部分是电路设计部分,主要有:原理设计系统,包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch,用于修改和生成原理图元件的原件编辑器,以及各种报表的生成器Schlib。印刷电路板设计系统,包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改,生成元件封装的元件封装编辑器PCBLib。第二部分是电路仿真与可编程逻辑器件设计。 关键词:Protel99 SE,Sch,PCB,封装,布线

1.课程设计的目的 (1)了解Protel 99 SE绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法以及文件管理方法; (2)理解用Protel 99 SE设计电子电路的基本思想; (3)掌握用Protel 99 SE绘制电子电路原理图的基本方法; (4)掌握用Protel 99 SE绘制电子电路PCB板的基本方。 2.课程设计的主要容 用Protel 99 SE软件绘制一个电路图,图有自己决定。先绘制出电路原理图,然后进行电气规则检验,没有错误后,生成网络表,然后根据网络表生成印制电路板图,最后自动布局,手工调整,自动布线,手工调整布线,保存打印。3.课程设计步骤 3.1原理图设计 原理图设计最基本的要正确性,其次是布局合理,最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。 (1)启动原理图设计界面,进入Protel99 SE,创建一个数据库,执行菜单File/New 命令,从框中选择原理图服务器(Schematic Document)图标,双击该图标,建立原理设计文档。双击文档图标,进入原理设计服务器界面; (2)设置原理图设计环境,执行菜单Design/Option和Tool/Preferences,设置图纸大小,捕捉栅格,电器栅格等;

PCB设计基础知识印刷电路板(Printedcircui

PCB 设计基础知识 印刷电路板(Printed circuit board, PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零 件,那么它们也都是镶在大小各异的PCB 上。除了固定各种小零件外,PCB 的主要功能是提供上头各项零 件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂,需要的零件越来越多,PCB 上头的线路与零件也越来越密 集了。标准的PCB 长得就像这样。裸板(上头没有零件)也常被称为「印刷线路板Printed Wiring Board (PWB)」。 板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上零件的电路连接。 为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB (单面板)上,零件都 集中在其中一面,导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,PCB 的正反面分别被称为零件面( Component Si de)与焊接面(Solder Side)。 如果PCB 上头有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座( Soc ket)。由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆装。下面看到的是ZIF (Zero Insertion Force, 零拨插力式)插座,它可以让零件(这里指的是CPU)可以轻松插进插座,也可以拆下来。插座旁的固定 杆,可以在您插进零件后将其固定。 如果要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头( edge connector)。金手指上 包含了许多裸露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB 布线的一部份。通常连接时,我们将其中一片PCB 上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。在计算机中,像是显示卡,声卡或是 其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的。 PCB上的绿色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的颜色。这层是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面( silk screen)。通常在这上面会 印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面( legen d)。 单面板( Single-Sided Boards) 我们刚刚提到过,在最基本的PCB 上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB 叫作单面板( Single-sided) 。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。 双面板( Double-Sided Boards) 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 多层板( Multi-Layer Boards) 为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的 超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB 中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果您仔细观察主机板,也许可以看出来。 我们刚刚提到的导孔( via) ,如果应用在双面板上,那么一定都是打穿整个板子。不过在多层板当中,如 果您只想连接其中一些线路,那么导孔可能会浪费一些其它层的线路空间。埋孔( lind vias)技术可以避免这个问题,因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB,所以光是从表面是看不出来的。 Buried vias)和盲孔(B PCB 与表面PCB 连接,

电路板维修+元器件基础知识大全

电路板维修+元器件基础知识大全(1)元器件基础知识 一、电容篇 1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C25表示编号为25的电容)。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘 材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。 电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。 容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率,C表示电容容量) 电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。 2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法 拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉=103毫法=106微法=109 纳法=1012皮法 容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10 uF/16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示6 字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。 如:102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF 3、电容容量误差表 符号 F G J K L M 允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

如:一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。 4、故障特点 在实际维修中,电容器的故障主要表现为: (1)引脚腐蚀致断的开路故障。 (2)脱焊和虚焊的开路故障。 (3)漏液后造成容量小或开路故障。 (4)漏电、严重漏电和击穿故障。 二、二极管 晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如:D5表示编号为5的二极管。 1、作用:二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导 通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性,无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、 调频调制和静噪等电路中。 电话机里使用的晶体二极管按作用可分为:整流二极管(如1N4004)、隔离二极管(如1N4148)、肖特基二极管(如 BA T85)、发光二极管、稳压二极管等。 2、识别方法:二极管的识别很简单,小功率二极管的N 极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些 二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。 发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。 3、测试注意事项:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻

PCB设计报告

PCB设计实验报告 题目:整流开关电源 专业:测控技术与仪器 班级:1221201 姓名:杨生奎 学号:201220120114 组员:游佳明、王盛侃、杨胜奎指导教师:徐哈宁老师

2015年4 月9日 摘要:开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间。开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 1.功能介绍 本实验设计的电源为整流型开关稳压电源,开关稳压电源设计输入220V,输出实现±5V/10A和±15V/2A输出。 2.方案选择 经过网上资料查询,找到由7805稳压的整流电路如图(1)。此电路中输入部分采用变压器变压,然后由电桥整流,再通过7805稳压器稳压输出。而7805的输出电压虽然是5V,但是其输出电流最大只有1A,远远达不到课题要求的2A和10A。

图(1) LM317是可调节3端稳压器,在输出电压为1.2V-37V时,其输出电流可以超过1.5A,输出功率最大可以达到70W。其标准电路如图(2)。

PCB板基本知识

PCB制板基础知识 一、PCB概念 PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。 二、PCB在各种电子设备中有如下功能: 1. 提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。 2. 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接(信号传输)或电绝缘。提供所要求的电气特性,如特性阻抗等。 3. 为自动装配提供阻焊图形,为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。 三、PCB技术发展概要 从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段 1 通孔插装技术(THT)阶段PCB 1.金属化孔的作用: (1).电气互连---信号传输 (2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小 a.引脚的刚性 b.自动化插装的要求 2.提高密度的途径 (1)减小器件孔的尺寸,但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制,孔径≥0.8mm (2)缩小线宽/间距:0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm (3)增加层数:单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层 2 表面安装技术(SMT)阶段PCB 1.导通孔的作用:仅起到电气互连的作用,孔径可以尽可能的小,堵上孔也可以。 2.提高密度的主要途径 ①.过孔尺寸急剧减小:0.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm ②.过孔的结构发生本质变化: a.埋盲孔结构优点:提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠性、改善了特性阻抗控制,减小了串扰、噪声或失真(因线短,孔小) b.盘内孔(hole in pad)消除了中继孔及连线 ③薄型化:双面板:1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm ④PCB平整度: a.概念:PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。

PCB基本知识简介

PCB基本知识简介 一、印刷电路板(Printed circuit board,PCB) PCB是印刷电路板(即Printed Circuit Board)的简称。又称印制电路板、印刷线路板,由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。印刷电路板是组装电子零件用的基板,是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。该产品的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起中继传输的作用,是电子产品的关键电子互连件,有“电子产品之母”之称。PCB作为电子零件装载的基板和关键互连件,任何电子设备或产品均需配备。 二、PCB的制造原理 我们打开通用电脑的健盘就能看到一张软性薄膜(挠性的绝缘基材),印上有银白色(银浆)的导电图形与健位图形。因为通用丝网漏印方法得到这种图形,所以我们称这种印制线路板为挠性银浆印制线路板。而我们去电脑城看到的各种电脑主机板、显卡、网卡、调制解调器、声卡及家用电器上的印制电路板就不同了。它所用的基材是由纸基(常用于单面)或玻璃布基(常用于双面及多层),预浸酚醛或环氧树脂,表层一面或两面粘上覆铜簿再层压固化而成。这种线路板覆铜簿板材,我们就称它为刚性板。再制成印制线路板,我们就称它为刚性印制线路板。单面有印制线路图形我们称单面印制线路板,双面有印制线路图形,再通过孔的金属化进行双面互连形成的印制线路板,我们就称其为双面板。如果用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印制线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印制线路板就成为四层、六层印制电路板了,也称为多层印制线路板。现在已有超过100层的实用印制线路板了。

电路板维修基础知识

电路板维修基础知识 一、电容篇 1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C25表示编号为25的电容)。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘 材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。 电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。 容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率,C表示电容容量) 电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。 2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法 拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉=103毫法=106微法=109 纳法=1012皮法 容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10 uF/16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示6 字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。 如:102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF 3、电容容量误差表 符号 F G J K L M 允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20% 如:一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。

4、故障特点 在实际维修中,电容器的故障主要表现为: (1)引脚腐蚀致断的开路故障。 (2)脱焊和虚焊的开路故障。 (3)漏液后造成容量小或开路故障。 (4)漏电、严重漏电和击穿故障。 二、二极管 晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如:D5表示编号为5的二极管。 1、作用:二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导 通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性,无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、 调频调制和静噪等电路中。 电话机里使用的晶体二极管按作用可分为:整流二极管(如1N4004)、隔离二极管(如1N4148)、肖特基二极管(如 BAT85)、发光二极管、稳压二极管等。 2、识别方法:二极管的识别很简单,小功率二极管的N 极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些 二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。 发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。 3、测试注意事项:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻

电路原理图及PCB设计规范报告

电路原理图及PCB设计规范探讨 一、原理图绘制规范 1、电阻标号规范:电阻的标号统一采用Rn,R代表的是电阻,n代表的是编号1、 2、3······依照依次增大的原则。滑动电阻标号统一采用RPn,RP代表的是电阻,n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。 2、电容标号规范:电容的标号统一采用Cn,C代表的是电容,n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。 3、其它元件的标号规范:三极管的标号统一采用Qn,排针和接头都采用JPn,Q代表的是三极管,JP代表的是排针和接头,n代表的是编号1、2、3······依照依次增大的原则。

4、电源标识规范:正负电源统一采用+VCC,—VCC。当有其它的不同电源值的电源的时候,其规范为+或—所加的电源值,如正负电源3.3V分别表示为+3.3V,—3.3V。 5、布局规范:在设计允许的范围内,尽量按照原理图的设计思路,比如方波、三角波、正弦波之间的相互转换。 6、其他规范:在元器件的放置时考虑美观,原理图对称的时候放置元器件也对称,走线也遵循这样的原则,之后生成元器件报表。 7、原理图 二、PCB设计流程 (一)Pcb设计准备 1.与项目主管确认电路原理图设计已经通过评审,且不会有较大更改。 2.确认所有器件封装都已经建立,位于Powerpcb标准器件库或临时器件库。 3.熟悉电路要求:了解电路原理、接口和模块划分;了解电路设计中对PCB 设计有特殊要求的网络和器件,如高速信号、设计关键点、特定封装的器件(如对于安装在印刷电路板上的较大的组件,要加金属附件固定,以提高耐振、耐冲击性能);对PCB布局设计的特殊要求(如需要尽量放在正面的器件、需要考虑散热的器件等)。 4.了解结构制约:与项目主管、工业设计人员一起协商确定外部接口的要求、 影响内在结构的器件和电路板尺寸的要求。 5.分析和确定PCB的层数、基本布局、层安排、散热考虑、产品EMC/ESD等。(二)Pcb布局设计(前期设计) 1.网表输入:运行“FILE->INPORT”导入。

相关文档
最新文档