PCB入门篇1：认识PCB及必要元件 【龙王山通信电子社电赛培训】

本节主要内容包括

• PCB是什么样的以及为什么我们要在电赛中用PCB技术
• PCB中的常见电路元器件：电阻电容电感等
• PCB中的常见电路元器件：二极管、三极管、运放等
• PCB中的常见电路元器件：2.54插件、SMA接口等
• 实际PCB的制作流程

1. PCB是什么样的以及为什么我们要在电赛中用PCB技术

???PCB就是印制电路板技术，形式多样化，包括各种颜色（专业的说法叫做阻焊油），各种板材（常用的如铜基板，FR4）。下面是笔者在电赛期间用到过的和自己画过的PCB（绘制时间跨度较长，所以有的布局比较生疏）。

????暂且不介绍PCB技术的详细历史，这里简单介绍下为什么电赛中需要用PCB来完成赛题。首先，并不是说插件完成不了赛题，而是之前大部分赛题的完成都是用PCB来设计的，这让我们后来者的学习产生了路径依赖。其次，由于电赛的题目越来越倾向于高性能，很多先进芯片只生产寄生参数更小的贴片封装，这也导致电赛解决方案以PCB为主。所以，如果在电赛中是负责电路部分的成员，学会将电路原理图转换为PCB设计，并通过打板焊接测试来完成题目要求，是必备技能。毕竟电赛不是仿真大赛，实物是必要的。如何制作PCB在之后的内容中会介绍。

1. PCB中的常见电路元器件：电阻电容电感等

???电阻，很常见，很常用。常见电阻介绍可参考BV1ee41127Dc，up:芒果木有籽，这里截一张图。左图为立创EDA中的电阻模型，也有波浪线型。右图为up视频截图。

???上一张图里的用的就是SMD电阻。注意，PCB技术中并非只能用贴片电阻，以上出现的电阻都可以用在PCB板上。各个电阻类型的区别以及他们的命名规则可以参考上面提到的视频。如果想更深入的了解，可以参考BV1XC4y1p7KK的P4,刘祖望老师主讲，深入浅出，比较适合学习。或者BV11v4y1Z7YH 电赛培训 中的讲解部分

???电容电感，对于初学者来讲不太熟悉，但是都是之后会用到的基础器件。

上图为立创EDA中的电容和电感，更为全面的图可参考下面的两张图。这里只给做个简单认识，运用和更深入的模型讲解，可以在回顾完电路章节后再进行。参考视频依然是上面提到过的视频或同Up的其他视频，还有BV1P34y1J7ws，Up：模拟域的小王同学，前中国电科工程师。在这部分不用花太长时间，先用已有的知识理解，在整体学习之后，自然而然就会了

1. PCB中的常见电路元器件：二极管、三极管、运放等

???二极管分很多种，LED灯是较为常见的一类，就是下图中的发光二极管。但是在电赛中，二极管的用法常用为保护电路或者整流。右图为立创中的二极管模型。视频参考为BV11v4y1Z7YH 电赛专题培训中的P2。

???三极管/MOS管，一般用来做驱动电路或者缓冲电路。在电源和高频应用中较为常见，现在可以先不用太深入了解。

???运放，信号处理类电路的核心，这里只介绍运放模型和PCB中的呈现。

上图为一个单运放电路的原理图，常见运放有OP07，UA741,OPA1611,OPA695等等。这里可以看到，相较于书上的三个端口的模型，多加了很多引脚，其中有电源引脚，也有没用到但实际元器件上又会制造的引脚。常见运放封装有DIP8，SOP8等，如下图，左为插件封装DIP8，右边是SOP8贴片封装，对于提供两种封装的芯片，一般性能不会有多少差异，需要哪种用哪种。

可以看到，相较于三角形的抽象符号，实际运放的形状是长方形的，且为了标准化制造，引脚通常并不全部都有定义，这一点需要大家有个认识。初学的朋友可以到本节最开始笔者的图中，找一找PCB上的运放。

1. PCB中的常见电路元器件：2.54排针、SMA接口等

2.54排针和SMA接口可能对于初学者来讲并不熟悉，实际上很容易认识。在实际电路中，处理信号需要接口，接口的形式多种多样，可以用杜邦线，也可以用同轴线。而PCB上的走线是已经铺好的铜线，如何把它和信号处理板连接，就需要用排针或者SMA接口，再搭配杜邦线和同轴线。下图分别是立创EDA中的SMA接口和排针接口的模型图和实际电路的器件图。

1. 实际PCB的制作流程

???由于立创EDA现在仅支持自家画的板子免费打板，所以对于想免费打板的学生来讲，设计软件和制版软件基本都是用立创EDA。后面的培训也是基于立创EDA专业版进行画板教学的。所以，在本教程内，一般PCB设计流程为：分析赛题任务需求——元器件选型——电路仿真——原理图和PCB绘制——打板测试——反馈。

通常在电赛前几个月是准备期，一般需要根据学校任务或者自己的安排制作PCB。PCB设计一般都是从抄板开始，不论是抄网上视频里的，还是芯片手册中的参考设计，都可以是模仿的对象。初学者直接自己画板，容易出现布局混乱，布线迷茫的问题，这里推荐几个视频，都是一步一步画板，方便初学者进行学习。

BV1ZR4y1R7Pj?PCB设计极速入门2，立创EDA极速入门，绘制原理图+PCB+提交订单 ?Up：唐老师讲电赛 ?适合初学者从0开始制作第一张PCB。可以先不用管电路的功能和具体的细节，先把绘图基本操作（比如连线、器件选择、打孔、铺铜等）和封装选择流程熟悉下。

BV19d4y1574L?电赛必备2_1 - 通用放大器电路的设计 Up：无W铭 元件布局比较美观，都是电赛的基础电路，可以学习，不用完全照抄。虽然绘图软件是AD但是布局都是一样的，不影响学习。

总结：制作PCB是基本技能，随着后面练习的增加，技术会自然而然的上升，单面板、双面板、四层板等等都可以学习。当然可以不只用立创画，AD、PADS等等软件都是可以的，而且就业也比较常用。对于初学者，最难的部分可能就是从书本上的抽象概念到实际电路板上器件的转换，只要多看多练，观念自然而然会转变，不用特别着急。