我們通常使用一種名為“原理圖”的圖表來(lái)學(xué)習(xí)、分析和設(shè)計(jì)電氣或電子電路。原理圖由元件符號(hào)和連接線組成，其中符號(hào)代表從基本無(wú)源元件（如電阻器或電容器）到復(fù)雜集成電路（如微控制器）等一切元素，而連接線則代表允許電流在電路的不同部分之間自由流動(dòng)的導(dǎo)電路徑。

所有原理圖都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是它們根本無(wú)法驅(qū)動(dòng)電機(jī)、閃爍LED、過(guò)濾噪聲或執(zhí)行我們對(duì)電氣系統(tǒng)期望的任何其他有用且有趣的功能。畢竟，原理圖只是一張圖紙。為了真正用電路實(shí)現(xiàn)某些功能，我們需要將其原理圖轉(zhuǎn)換為物理元件和物理連接。簡(jiǎn)單的原理圖通常可以在面包板上實(shí)現(xiàn)，但絕大多數(shù)電路設(shè)計(jì)在進(jìn)入物理領(lǐng)域時(shí)，都是以印刷電路板（簡(jiǎn)稱PCB）的形式出現(xiàn)的。

PCB的結(jié)構(gòu)

最基本的印刷電路板是一塊平坦、堅(jiān)硬的絕緣材料，其一側(cè)附著有細(xì)薄的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。這些導(dǎo)電結(jié)構(gòu)形成了幾何圖案，包括矩形、圓形和正方形等。長(zhǎng)而薄的矩形作為互連（即導(dǎo)線的等效物），而各種形狀則作為元件的連接點(diǎn)。

有的印刷電路板只有一層導(dǎo)電層。單層PCB非常受限；電路實(shí)現(xiàn)無(wú)法有效利用可用面積，且設(shè)計(jì)師可能難以創(chuàng)建必要的互連。

增加導(dǎo)電層可以使PCB更加緊湊且設(shè)計(jì)更加容易。雙層板比單層板有了很大改進(jìn)，而大多數(shù)應(yīng)用都受益于至少有四層的電路板。四層板由頂層、底層和兩個(gè)內(nèi)部層組成。（“頂層”和“底層”可能看起來(lái)不像是典型的科學(xué)術(shù)語(yǔ)，但它們確實(shí)是PCB設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的正式名稱。）

電路板堆疊

堆疊是多層PCB中導(dǎo)電層和絕緣層的排列。以四層板的堆疊結(jié)構(gòu)為例。

導(dǎo)電材料通常選擇銅。預(yù)浸料是一種預(yù)先浸漬（因此得名）有樹(shù)脂的絕緣材料，而芯板（也是絕緣的）的組成與預(yù)浸料相似。

建議盡可能使用四層結(jié)構(gòu)。四層板允許你將一層內(nèi)部層用于參考電位（即接地），另一層內(nèi)部層用于電源電壓。頂層，以及必要時(shí)的底層，將是元件層。這種安排有助于PCB設(shè)計(jì)，也有助于你實(shí)現(xiàn)更好的電路性能。

了解PCB特性和術(shù)語(yǔ)

在討論印刷電路板時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)多的專業(yè)詞匯。本節(jié)描述了PCB上發(fā)現(xiàn)的物理結(jié)構(gòu)，并給出了我們用來(lái)識(shí)別它們的術(shù)語(yǔ)。

導(dǎo)電互連稱為跡線，元件的連接點(diǎn)稱為焊盤(pán)（對(duì)于放置在板表面的引腳）和通孔（對(duì)于插入板中鉆出的孔的引腳）。基本的PCB設(shè)計(jì)包括安排焊盤(pán)和通孔，以便正確安裝元件，然后使用跡線連接這些焊盤(pán)和通孔。

并非所有鉆出的孔都用于通孔元件。我們經(jīng)常需要將信號(hào)或電源電壓從PCB的一層傳輸?shù)搅硪粚樱@是通過(guò)使用稱為過(guò)孔的小導(dǎo)電孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

許多PCB還包括安裝孔，它們具有機(jī)械功能而非電氣功能，因此不需要鍍層。此處的“鍍層”一詞指的是沉積在鉆孔內(nèi)壁上的導(dǎo)電材料。銅填充是PCB層中相對(duì)較大的部分，填充有導(dǎo)電材料。

銅填充可用于在元件之間提供非常低電阻或低電感的連接，并改善熱性能。完全由一大塊銅填充的PCB層稱為平面層。我們經(jīng)常將內(nèi)部層用作接地平面，并通過(guò)在元件引腳旁邊放置過(guò)孔來(lái)創(chuàng)建接地連接。

通孔或過(guò)孔最初是一個(gè)銅圈，當(dāng)鉆頭穿過(guò)該圈（理想情況下穿過(guò)圓圈的中心）時(shí)，它變成一個(gè)孔。術(shù)語(yǔ)“環(huán)寬”指的是鉆孔后剩余的銅的寬度。

印刷電路板包含各種“補(bǔ)充”信息，這些信息在設(shè)備的電氣功能中不起作用。例如，參考指示符唯一地標(biāo)識(shí)元件，點(diǎn)表示正確的元件方向，而項(xiàng)目標(biāo)題或序列號(hào)則有助于我們跟蹤實(shí)驗(yàn)室中積累的許多電路板。我們將這些信息稱為絲印層。