|设计电路板需要哪些知识？简述基本操作步骤

PCB板就是PrintedCircuitBlock即印制电路板，供电子组件安插，有线路的基版。通过使用印刷方式将镀铜的基版印上防蚀线路，并加以蚀刻冲洗出线路。电路板的工作原理相信大家都很了解：利用基板绝缘材料，将表面铜箔导电层隔离开，让电流能沿着提前设计好的路线中游走在各种元器件中，从而实现诸如做功、放大、衰减、调制、解调、编码等功能。本文收集整理了一些设计电路板的相关资料，期望能对各位读者有比较大的参阅价值。

1.电容相关知识：
铝电解电容的容量大，额定电压高，但适应工作温度环境较差，适合低频滤波的场合；
钽电容具有较好的温度特性，具有较小的ESR和ESL ，高频滤波特性较好，但其承受冲击电流的能力不行，一般在设计中要降额50%以上使用；
陶瓷电容具有体积小、价格低和稳定性好的优点，广泛用于电源的高频滤波中，其容值较小，当需要大容值的电容时，需要考虑其他电容的类别。
电容的去耦存在去耦半径的问题：容值与封装越小，其去耦半径越小。在PCB布局时，为保证小封装小电容对电源的有效去耦，电容应尽量靠近要去耦的电源引脚放置；容值与封装越大，其去耦半径越大，可以对较大区域的电源进行有效去耦，在大封装大容值的去耦电容布局时，可以同时管控多个电源引脚的去耦。
2.电感相关知识：
电感在电路设计中的特性主要表现为：滤除高频谐波，通直流、阻交流；阻碍电流的变化，保持器件工作电流的稳定。
在进行电感选型时需要核对的电感参数有电感值、直流电阻、额定电流和自谐振频率（Q值最大的频率）
一般电感值越大，对应的直流电阻越大；电感值越大，对应的谐振频率越小；电感值越大，对应的额定电流越小。
3.磁珠相关知识：
磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰还具有吸收静电脉冲的能力.
磁珠在转折点频率以下，表现为电感性，反射噪声；在转折点频率以上，磁珠表现为电阻性，磁珠吸收噪声并转换为热能。
电感与磁珠的不同点：
（1）处理噪声的方式不同。电感和电容可以组成LC低通滤波电路，电容在电感和地之间构建一个低阻抗的路径，让高频噪声通过低阻抗路径将噪声导到地平面上。在LC低通滤波电路中，电感在处理噪声时，没有从根本上清除噪声；磁珠处理噪声的方式是在低频时，磁珠表现为感性，反射噪声，在高频时电阻特性为主要特性，磁珠中的电阻吸收高频噪声并转换为热能，能够从根本上消除噪声。
（2）自身是否产生危害的影响。电感与电容组成LC滤波电路时，因为LC都是储能元件，所以两者可能会产生自激，给电路带来影响；而磁珠是耗能元件，自身不会自激，不会给电路带来噪声的影响。
（3）滤波的频率范围不同。电感在不超过50MHz的低频段时，就有较好的滤波特性，频率再高时，滤波效果不好；而磁珠利用其呈现出来的电阻特性吸收高频噪声，滤波的频率范围要远大于磁珠。
（4）器件直流压降的不同。电感与磁珠都有直流电阻，同样级别的滤波器，磁珠的直流电阻要小于电感，磁珠的压降也就小于同级别电感的压降。
4.ESD
在进行PCB设计时，要考虑ESD的防护，在走线时应遵循横平竖直的走线方向，空间允许时走线应尽量加粗；在PCB的边缘不要布置对噪声敏感的信号，如时钟信号、复位信号等；当PCB由多层构成时，敏感走线尽可能要有良好的参考地平面；对于滤波器、光耦合器、弱信号走线，应尽可能加大走线之间的距离；长距离的走线需要进行滤波处理；根据ESD的防护，应适当增加屏蔽罩。