一文带你画PCB板，有手就行

news2024/11/15 14:01:46

背景

最近写Autosar网络唤醒功能，想在实际硬件上验证，但是市面上没有找到板子验证，只能找人帮忙画PCB板。但是这里遇到比较大的问题，1、整个周期会比较长，板子不太可能一次就能完成，中间会出现修改的地方，反反复复折腾，很花时间。 2、一般找人设计硬件和画板，会比较贵。（身边会做硬件朋友太少了）
小昭在想，我作为软件工程师，我是不是也可以尝试做下，于是，在B站找到一个教程，用的EDA是嘉立创，还不错，看了一上午，直接上手开干。（反正我是已经学会了）

硬件知识

站在软件工程师，重修下模电知识。

二极管

整流二极管在直流电路中的作用及应用
作用：

防止电流倒流：整流二极管的单向导电性使其能够防止电流倒流，保护电路中的元件。
续流保护：在感性负载（如电机、继电器、线圈）中，整流二极管可以提供续流通路，防止由于自感电动势产生的高电压损坏电路。
电源保护：用于防止电源接反，保护电路不受损坏。
实际应用：
反向保护电路：在电池供电的设备中，整流二极管经常放在电源输入端，以防止用户接错电池极性导致设备损坏。
续流二极管：在继电器驱动电路中，整流二极管并联在继电器线圈两端，以消耗切断电源时产生的感应电压，保护驱动器件。
隔离电路：在多路电源并联时，整流二极管可用于隔离各个电源，避免其中一个电源故障时影响其他电源。

整流二极管、开关二极管和稳压二极管在直流电路中各自有不同的作用和实际应用。下面分别介绍它们在直流电路中的作用及应用场景：

整流二极管在直流电路中的作用及应用
作用：

防止电流倒流：整流二极管的单向导电性使其能够防止电流倒流，保护电路中的元件。
续流保护：在感性负载（如电机、继电器、线圈）中，整流二极管可以提供续流通路，防止由于自感电动势产生的高电压损坏电路。
电源保护：用于防止电源接反，保护电路不受损坏。
实际应用：

反向保护电路：在电池供电的设备中，整流二极管经常放在电源输入端，以防止用户接错电池极性导致设备损坏。
续流二极管：在继电器驱动电路中，整流二极管并联在继电器线圈两端，以消耗切断电源时产生的感应电压，保护驱动器件。
隔离电路：在多路电源并联时，整流二极管可用于隔离各个电源，避免其中一个电源故障时影响其他电源。
2. 开关二极管在直流电路中的作用及应用
作用：

快速开关：开关二极管能够在直流电路中快速切换导通和截止状态，用于高速切换和信号处理。
脉冲调制：开关二极管可用于生成和调制脉冲信号，在脉冲电路中具有重要作用。
实际应用：
数字电路中的逻辑门：在一些简单的逻辑电路中，开关二极管可以用于实现与门、或门等逻辑功能。
脉冲生成电路：在一些脉冲调制电路中，开关二极管可以用来生成特定的脉冲信号，如在PWM（脉冲宽度调制）电路中。

稳压二极管在直流电路中的作用及应用
作用：

电压稳压：稳压二极管利用其反向击穿特性，在一定的电压范围内提供稳定的输出电压，从而实现电路的稳压功能。
电压参考：稳压二极管可以提供稳定的参考电压，供其他电路使用。
实际应用：
稳压电源：稳压二极管常用于线性稳压器电路中，作为电压基准，确保输出电压的稳定。
电压保护电路：稳压二极管可用于过压保护电路中，当电压超过设定值时，二极管导通，防止电路被过高的电压损坏。
参考电压源：在ADC（模数转换器）或DAC（数模转换器）等电路中，稳压二极管可以提供稳定的参考电压，提高转换精度。
总结
整流二极管主要用于防止电流倒流和保护电路。
开关二极管适用于高速开关和脉冲信号处理。
稳压二极管用于电压稳压和提供参考电压。

MOSFET管

作用

开关控制：

MOSFET常用于直流电路中的开关控制。它可以通过控制栅极电压来实现导通和截止，从而控制电流的通断。与传统的双极性晶体管（BJT）相比，MOSFET的导通电阻更低，开关速度更快，更适合用于高效能的电源管理和数字电路中。
2. 电流放大：

在直流电路中，MOSFET也可以用作电流放大器。当MOSFET工作在放大区时，可以通过小信号的栅极电压控制较大的漏极电流，从而实现信号的放大功能。
3. 电压调节：

MOSFET可以用于线性稳压电路中，作为可变电阻，调节电路的输出电压。它可以根据输入控制信号的变化，调节电压或电流，实现电源稳压功能。
4. 电荷泵和电平转换：

在直流电路中，MOSFET还可用于电荷泵电路，利用开关操作实现电压升高或降低。此外，MOSFET还用于电平转换电路中，特别是在不同电压标准的电路之间传递信号时。

例子说明

当基极电压大于 MOSFET 管开启电压（通常为
1.2V），源极到漏极导通，导通电流很小，可以认为
源极和漏极直接短接。这样负载负极被连通负载电源
负极，负载工作。当基极电压小于 MOSFET 管开启电
压时，源极到漏极电阻极大，可以认为源极到漏极断
路，则负载负极被负载电源正极拉高，负载不工作。实际可以等效，控制GS之间的电压，进而控制DS之间的电阻。（这里只用最易理解的语言说明）

小结

经过这次画板，感觉不是很难，就是有手就行，原理图库和PCB库都有现成，都可以直接拿来用，对新手比较友好。这里肯定会有人问，有些硬件设计，是不是要重新学下模电知识，再去画板呢？其实不用的，如果你不是专业硬件工程师，只是想简单设计板子，比如两层低速PCB,完全不需要重新学模电数电，只需用什么就去学就行了，知道怎么用以及一些应用场景就行，一切以实践应用为主。
嘉立创还有比较好的一点，小昭这次画板是免费的，不用花钱，太爱了。这是一个活动，得用嘉立创的EDA画出的PCB,才能享受每个月10cm*10cm的免费打板优惠活动。（不是接广告，纯属分享）。