# PCB 计算器

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KiCad 9.0 Reference Manual

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贡献者

Heitor de Bittencourt. Mathias Neumann

翻译人员

taotieren <admin@taotieren.com>, 2019-2024.

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Software and Documentation Version

This user manual is based on KiCad 9.0.8. Functionality and appearance may be different in other versions of KiCad.

Documentation revision: `9.0.8`.

## 1. 介绍

KiCad PCB 计算器是一组实用程序，可帮助您查找布局的元件或其他参数的值。计算器具有以下工具：

- 稳压器

- 布线宽度

- 电气间距

- 传输线

- 射频衰减器

- 色环电阻

- 电路板类型

## 2. 计算器

### 2.1. 稳压器

该计算器有助于找到线性和低压差稳压器所需的电阻值。

对于 标准型，输出电压 Vout 作为参考电压 Vref 和电阻 R1 和 R2 的函数，由以下公式给出：

对于_3 端子类型_，由于从调整引脚流过的静态电流 Iadj，有一个校正系数：

该电流通常低于 100uA，可以谨慎忽略。

要使用这个计算器，请输入稳压器的参数 Type、Vref，如果需要，请输入 Iadj，选择你要计算的字段（其中一个电阻或输出电压），并输入其他两个值。

### 2.2. RF 衰减器

利用射频 (RF) 衰减器工具，你可以计算出不同类型衰减器所需的电阻值：

- PI（π）型

- T 型

- 桥式三通

- 电阻分压型

要使用这个工具，首先选择你需要的衰减器类型，然后输入所需的衰减（单位：dB）和输入/输出阻抗（单位：欧姆）。

### 2.3. E 系列

这个计算器可以帮助确定满足所需电阻的标准 E 系列电阻的组合，可以选择排除几个没有的电阻值。

### 2.4. 色环

此计算器有助于将电阻器的颜色条转换为其值。 要使用它，首先选择电阻的 公差 ：10％，5％ 或等于或小于 2％。 例如：

- 黄 紫 红 金：4 7 x 100 ±5％ = 4700Ω，5％ 公差

- 1kΩ，1％ 公差：棕 黑 棕 棕

### 2.5. 传输线

传输线理论是射频和微波工程教学的一个基石。

在计算器中，您可以选择不同种类的线类型及其特殊参数。实现的模型依赖于频率,因此它们不同意在高（足够）频率下更简单的模型。

这个计算器在很大程度上是基于 Transcalc。

传输线路类型及其数学模型的参考如下：

- 微带线：

  - H. A. Atwater，“Simplified Design Equations for Microstrip Line Parameters”(微带线参数简化设计方程),《微波杂志》,第 109-115 页,1989 年 11 月。

- 共面波导。

- 具有地平面的共面波导。

- 矩形波导:

  - S. Ramo, J. R. Whinnery 和 T. van Duzer, "Fields and Waves in Communication Electronics"（通信电子学中的场和波）, Wiley-India, 2008, ISBN: 9788126515257。

- 同轴线。

- 耦合微带线:

  - H. A. Atwater，“Simplified Design Equations for Microstrip Line Parameters”(微带线参数简化设计方程),《微波杂志》,第 109-115 页,1989 年 11 月。

  - M. Kirschning 和 R. H. Jansen,"Accurate Wide-Range Design Equations for the Frequency-Dependent Characteristic of Parallel Coupled Microstrip Lines,"（平行耦合微带线频率依赖特性的精确广范围设计方程）,在 IEEE 微波理论与技术汇刊，第 32 卷，第 1 卷，第 83-90 页,1984 年 1 月。doi:10.1109/TMTT.1984.1132616。

  - Rolf Jansen, "High-Speed Computation of Single and Coupled Microstrip Parameters Including Dispersion, High-Order Modes, Loss and Finite Strip Thickness"（单和耦合微带参数的高速计算,包括分散、高阶模式、损耗和有限条带厚度）,IEEE 汇刊。 MTT,第 26 卷,第 2 期,第 75-82 页,1978 年 2 月。

  - S. March, "Microstrip Packaging: Watch the Last Step"（微带封装：看最后一步）,微波,第 20 卷,第 13 页,第 83.94 页,1981 年 12 月。

- 带状线。

- 双绞线。

### 2.6. 过孔外径

过孔尺寸工具可计算给定电镀化过孔或过孔的电气和热性能。

### 2.7. 布线宽度

布线宽度工具计算出在给定电流和温升下印刷电路板导体的布线宽度。 它使用 IPC-2221（以前是 IPC-D-275）的公式。

### 2.8. 电气间距

该表有助于找到导体之间的最小间隙。

表格的每一行都有一个给定电压（直流 (DC) 或交流 (AC) 峰值）范围的导体之间的最小建议距离。如果你需要高于 500V 的电压值，请在左角的方框中输入数值并按 更新数值。

### 2.9. 电路板类型

#### 2.9.1. 性能等级

在 IPC-6011 中，已经建立了三个性能等级

- 第 1 类普通电子产品： 包括消费品、一些计算机和计算机外围设备，适用于外观瑕疵并不重要，主要要求是完成印刷电路板功能的应用。

- 第 2 类专用服务电子产品： 包括通信设备、精密商业机器、需要高性能和延长使用寿命的仪器，以及需要不间断服务但并非至关重要的产品。允许存在某些外观瑕疵。

- 第 3 类高可靠性电子产品： 包括持续性能或按需性能至关重要的设备和产品。不能容忍设备停机，必须在需要时发挥作用，如生命支持项目或飞行控制系统。该类印制电路板适用于需要高水平保证和服务的应用。

#### 2.9.2. PCB 类型

在 IPC-6012B 中，还定义了 6 种类型的 PCB：

- 无电镀通孔的电路板 (1)

  - 1 单面板

- 和带电镀通孔的电路板（2-6）

  - 2 双面板

  - 3 无盲孔或埋孔的多层板

  - 4 带有盲孔和/或埋孔的多层板

  - 5 无盲孔或埋孔的多层金属芯板

  - 6 带有盲孔和/或埋孔的多层金属芯板