PCB布线技巧以及注意事项

首先先做个基础介绍,PCB的层数可以分为单层,双层和多层,单层现在基本上已经淘汰。双层板现在音响系统中用的比较多,一般是作为功放粗狂型的板子,多层板是指4层以及4层以上的板子,对于元器件的密度不高的一般4层就足够了。从过孔的角度讲可以分为通孔,盲孔和埋孔。通孔就是一个孔从顶层直接通到底层,盲孔是从顶层或底层穿到中间层,然后就不继续穿了,这个好处就是这个过孔的位置不是从头堵到尾的,其它层在这个过孔的位置还可以走线。埋孔就是这个过孔从中间层到中间层,被埋起来的,表面是完全看不到的。

在自动布线之前,预先用交互式对要求比较高的线进行布线,输入端和输出端的边线不应相邻平行,避免产生反射干扰。在必要时,可加地线进行隔离,且相邻层的布线要相互垂直,因为平行比较容易产生寄生耦合。自动布线的布通率依赖于良好的布局,可预先设定布线规则,如走线弯曲次数,导通孔数目,步进数目等。一般先进行探索式布线,快速的连通短线,再通过迷宫式布线,把要布的线进行全局布线路径优化,它可以根据需要断开已布的线并试着重新再布线,从而改进总体的布线效果。

对于布局而言,一个原则是数字和模拟尽可能的分开,另一个原则则是低速的不要和高速的接近。最基本的原则就是把数字接地和模拟接地分开,数字地由于是开关元件,电流在开关的一瞬间都很大,不动的时候又很小,所以数字地和模拟接地不应该连在一起。

第一:电源与地线之间布线注意事项

  1.        要在电源,地之间加上去耦电容。一定要电源经过了去耦电容之后再连接到芯片的引脚。(去耦电容一般有两个作用,一是提供芯片瞬间的电流,二是去除电源噪声)。
    
  2.        尽量加宽电源以及地线,最好是地线比电源线宽,电源线比信号线宽
    
  3.        可以使用大面积的铜层作为地线,在印制电路板上把没有使用的地方都与地相连,做地线使用。或是做成多层板,电源,地线各占一层。
    

第二:数字电路和模拟电路混合时的处理

  现在很多的PCB不再是单一功能的电路了,而是由数字电路和模拟电路混合构成,因此在布线的时候,就要考虑他们之间的互相干扰的问题了,特别是地线上的噪声干扰。由于数字电路频率高,模拟电路敏感度强,对于信号线而言,高频的信号线要尽可能远离敏感的模拟电路的器件,但是对于整个PCB来说,PCB对于外部的节点只能有一个,所以必须要在PCB内部处理数字信号和模拟信号共地的问题,而在电路板内部,数字电路的地和模拟电路的地实际上是分开的,只是在PCB与外界连接处。数字电路的地和模拟电路的地有一点短接,请注意只有一个连接点,也有在PCB上边不共地的,这由系统设计决定。

第三:对于线拐角的处理

 通常线的拐角处会有粗细变化,但是在线径粗细变化的时候,会发生一些反射现象。拐角对于线的粗细变化情况,直角是最差的,45度角度好一些,圆角是最好的,但是圆角对PCB设计来讲处理比较麻烦,所以一般看信号的敏感程度来定,一般的信号都是采用45度角就可以了,只有特别敏感的线才用圆角。

第四:布好线之后,要进行设计规则检查

  无论做什么,正在完成后都要检查,就像我们考试的时候如果有时间剩余都要对我们的作答情况进行检查,这是我们拿高分的重要途径,同样我们画板子也一样。这样我们才能更有把握我们画出来的PCB是合格的。我们需要检查一下几个方面:
  1. 线与线,线与焊盘,线与贯通孔,元件焊盘贯通孔(安全间距)。

  2. 电源线与地线的安全间距,电源线与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)PCB中是否还有能让地线加宽的地方。

  3. 对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加地线保护,输出和输入明显分开

  4. 模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线

  5. 后加在PCB上的图形是否造成短路

  6. 对一些不理想的线进行修改(记得修改后从新灌铜)

  7. 对PCB上是否有加工艺边,阻焊是否符合加工要求,丝印摆放位置是否有重叠

  8. 多层板的电源层,底层边缘是否有缩小

记住,画板一定要细心。因为画板子就像盖房子,牵一发而动全身。(摘自EDA设计杂志)

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