在 Altium Designer 2013 (AD 2013) 中设计环形（圆形）PCB，核心步骤是精确创建圆形的板形轮廓和利用相关工具进行布局布线。以下是详细步骤和关键点：

核心步骤

1. 创建新的 PCB 文档：

   • 打开您的项目。
   • 右键单击项目名称 -> Add New to Project -> PCB。保存文件（如 RingBoard.PcbDoc）。

2. 定义板形轮廓（板框） - 关键步骤：

   • 方法一：使用圆弧工具 (Place -> Arc (Center) 或快捷键 P, A)
     • 切换到 Mechanical 1 层（或其他机械层，这是定义板外形的常用层）。
     • 放置圆弧 (Place -> Arc (Center))。
     • 点击确定圆心位置。
     • 移动鼠标确定圆弧的半径（这就是环形板的外径或内径半径），点击确认半径。
     • 移动鼠标确定圆弧的起点角度（通常从 0° 开始），点击确认。
     • 移动鼠标确定圆弧的终点角度（移动到 360°，形成一个完整的圆），点击确认完成环形轮廓。
     • 精确尺寸： 放置过程中或放置后，按 Tab 键或双击圆弧打开属性面板 (Properties)，精确设置 Radius (半径), Start Angle (起始角度，设为 0), End Angle (结束角度，设为 360)。
   • 方法二：使用圆环工具 (在 AD 2013 中通常是圆形填充或铺铜模拟)
     • AD 2013 没有直接的圆环(空心圆)板框工具。
     • 变通方案：
       • 创建两个同心圆： 在 Mechanical 1 层放置两个圆心相同、半径不同的完整圆（360° 圆弧）。内圆半径定义环形板的内孔半径，外圆半径定义环形板的外径。
       • 定义板形状： Design -> Board Shape -> Define from selected objects。必须先选中这两个同心圆，然后再执行此命令。理论上，AD 会根据最外边界（外圆）定义板形状，但中间的孔需要在下一步挖空。
     • 挖空中心孔 (关键后续)：
       • 切换到 Keep-Out Layer（禁止布线层）或继续在 Mechanical 1 层（需相应设置）。
       • 在中心孔的位置，放置一个半径等于内孔半径的完整圆（360° 圆弧）。
       • 选中这个代表孔的圆。
       • 执行 Tools -> Convert -> Create Board Cutout from Selected Primitives。这将把选中的圆形区域从板形中挖空，形成真正的环形板。
   • 方法三：使用 CAD 导入
     • 在专业 CAD 软件（如 AutoCAD, Fusion 360）中绘制精确的环形板框（外圆和内孔）。
     • 将图形导出为 DXF 或 DWG 文件。
     • 在 AD 2013 的 PCB 文件中：File -> Import... 选择 DXF/DWG 文件。
     • 导入到 Mechanical 1 层。
     • 确保导入的图形包含清晰的环形边界（外轮廓和内孔轮廓）。
     • 选中代表外轮廓和内孔的线条（通常需要组合）。
     • Design -> Board Shape -> Define from selected objects。AD 应能识别外边界并挖空内部区域形成环形板。

3. 设置板层和规则：

   • Design -> Layer Stack Manager：根据环形板的应用需求（刚性、柔性、层数）设置层叠结构。
   • Design -> Rules：设置关键设计规则，尤其是电气规则和安全间距。对于环形板，弯曲走线的阻抗和差分信号可能需要特别注意规则设置。

4. 放置元件（环形布局）：

   • 将元件库中的元件拖放到 PCB 工作区。
   • 环形布局的核心是让元件围绕圆心排列。
   • 手动旋转： 选中元件，拖动时按空格键（旋转）或放置后双击元件在属性中设置精确旋转角度 (Rotation)。
   • 极坐标阵列： 这是排列圆形元件最有效的方法（但在 AD 2013 原生功能中较弱）：
     • 基本操作： 选中一个元件（或一组）-> Edit -> Paste Special... -> 勾选 Paste Array... -> 在 Paste Array 对话框中选择 Circular 选项卡。
     • 设置 Item Count (元件数量), Spacing (degrees) (角度间隔 = 360°/数量)。
     • 设置旋转中心 (Center): 在 Full Circle 模式下，Center X/Y 必须是圆心的坐标。点击 OK 后，光标会变成十字，必须在PCB上精确点击环形板的圆心位置。
     • 元件将围绕该点等角度放置。注意： 此方法放置的元件本身不会自动旋转朝向圆心，需要手动或脚本调整。
   • 高级方法（推荐用于精确环形布局）：
     • 使用 Position Component 工具： Tools -> Component Placement -> Reposition Selected Components。选中元件 -> 执行此命令 -> 在 PCB 上点击放置点。结合极坐标输入辅助定位。
     • 利用坐标管理器或属性面板： 双击元件，在属性面板 (Properties) 中直接输入 Location X/Y（基于圆心计算）和 Rotation（使其径向朝向圆心或切线方向）。需要计算每个元件的极坐标位置。
     • 第三方脚本/插件： 寻找适用于 AD 2013 的极坐标布局插件或脚本，能极大简化元件角度和位置调整。

5. 环形布线：

   • 手动布线 (P, T):
     • 布线时，优先使用快捷键 * 切换层并通过 +/- 添加过孔。
     • 对于弧线：Place -> Arc (Center/Radius/Edge/Tangent Arc)。常用 Tangent Arc 创建平滑连接，或 Arc (Center) 创建精确半径的弧线。弧线走线对高频信号更友好。
     • 设置走线弧度：布线过程中按 Shift + 空格键 切换走线模式（直线、45度、圆弧、任意角度等）。当切换到弧形模式时，再按 , 或 . 键调整弧形的半径大小。
   • 交互式差分对布线 (P, I): 对于差分信号（如 USB, LVDS），先定义差分对规则 (Design -> Rules -> Routing -> Differential Pairs Routing)，然后使用此工具布线。按 Tab 键可调整间距和相位。
   • 等长布线： 对于需要时序匹配的总线（如 DDR, 高速并行总线），使用 Route -> Interactive Length Tuning (U, R) 或 Differential Pair Length Tuning (U, L)。在环形板上，常用添加蛇形线 (Accordion 模式) 来增加短线长度。按 Tab 键设置蛇形线参数（幅度、间隙）。
   • 铺铜 (P, G): 为电源层或地平面铺铜。在环形板上，铺铜可能会被内孔切割。确保对内孔进行了正确的板切割定义（步骤2）。铺铜后重建 (Tools -> Polygon Pours -> Repour All) 确保符合预期。

6. 设计规则检查 (DRC) 和输出：

   • Tools -> Design Rule Check...：运行 DRC，检查所有规则（间距、线宽、短路、未连接等）。环形板需特别注意靠近内孔边缘和外边缘的间距。
   • File -> Fabrication Outputs -> Gerber Files：生成 Gerber 光绘文件给板厂。
   • File -> Assembly Outputs：生成装配图、BOM 等给焊接厂。
   • 明确告知板厂： 在制板说明中强调这是环形PCB，有中心孔，并提供精确的内孔/外径尺寸、孔径公差要求。

环形 PCB 设计特殊注意事项

1. 精度要求高： 圆心定位、半径、角度、孔的同心度都需要高精度。充分利用坐标输入、属性面板精确设置和捕捉功能 (View -> Grids / Snap Options)。
2. 元件方向： 元件应尽可能径向排列（元件主体沿半径方向）或切向排列（以适应布线和信号方向）。手动旋转或使用脚本调整至关重要。
3. 布线策略：
   • 优先使用弧线： 减少直角拐角，改善信号完整性，尤其是高速信号。AD 2013 的弧形布线功能需熟练掌握。
   • 层间过渡： 合理安排过孔位置，避免集中在圆心附近造成加工困难或信号密集干扰。
   • 阻抗控制： 弧形走线的实际宽度微变可能导致阻抗波动。与板厂沟通叠层和阻抗要求，并在关键网络进行仿真。
4. 制造性 (DFM)：
   • 内孔直径： 内孔不宜过小，否则增加加工难度和成本。确保孔径符合板厂能力。
   • 孔边缘距离： 走线、铺铜、元件焊盘与环形板内外边缘（尤其是内孔边缘）需留有足够的安全间距（通常大于板厂最小要求）。
   • 分板方式： 考虑如何将环形板从生产拼板上分离出来（V-cut 可能不适合，邮票孔或铣槽更常用）。
5. 力学结构：
   • 环形板相对矩形板刚性可能略差，考虑增加固定孔（均匀分布在环上，非圆心）或加强筋设计（如果空间允许）。
   • 避免在应力集中区放置易损元件。

总结

AD 2013 环形 PCB 设计的核心挑战在于精确创建环形板框（特别是中心孔的挖空）和实现元件的环形布局布线。掌握圆弧工具定义板框、巧妙利用极坐标阵列（配合手动旋转）或坐标输入放置元件、熟练使用弧形布线和调整命令是关键。务必考虑环形结构带来的信号完整性、制造可行性和机械强度问题，并在设计后期进行严格的 DRC 检查以及与板厂的充分沟通。对于复杂的环形阵列，探索第三方脚本或升级到更高版本的 AD（对极坐标布局支持更好）会显著提高效率。