《PCB布线与布局》ppt课件

1、 主要内容： 元器件布局 n 1、布局的一般步骤n 2、元器件布局的10条规那么n PCB 布线 1、布线优先次序 2、四种详细走线方式 3、十一条常用规那么 1、布局的一般步骤：读电路机械构造按布局规那么布局把电路按功能分模块、弄清信号流向等物理形状、大小，固定点等元器件布局元器件布局2、元器件布局的10条规那么l 1. 遵照“先大后小，先难后易的布置原那么，即重要的单元电路、核l 心元器件应当优先布局。l l 2. 布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元 l 器件。l l 3. 元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、 l 需调试的元、器件周围要有足够

2、的空间。l l 4. 一样构造电路部分，尽可能采用“对称式标准布局。l 5. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局； l 6. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性 l 分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于消费和检验。 l 7. 发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件 l 以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。 l8. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短，关键信号线最短;l 高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开;模拟信l 号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间l 隔要充分l 9、

3、去藕电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形 l 成的回路最短。 l 10、元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便l 于将来的电源分隔。 PCB 布局对于电信号的考虑布局对于电信号的考虑对于一个设计者在考虑PCB 元件的分布时要考虑如以下图的问题。A 高速的元件和外界接口的应尽量靠近连接器。B 数字电路与模拟电路应尽量分开，最好是用地隔开。关键信号线优先：模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号 等关键信号优先布线 密度优先原那么：从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。 从单板连线最密集的区域开场布线 注意点：a、尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关

4、键信号提供专门的布线 层，并保证其最小的回路面积。必要时应采取手工优先布线、屏蔽 和加大平安间距等方法。保证信号质量b、电源层和地层之间的EMC环境较差，应防止布置对干扰敏感的信号c、有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线 1、布线优先次序、布线优先次序PCB布线2 2、四种详细走线方式、四种详细走线方式、时钟的布线：时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。在时钟线上应少打过孔，尽量防止和其它信号线并行走线，且应远离一般信号线，防止对信号线的干扰。同时应避开板上的电源部分，以防止电源和时钟互相干扰。假如板上有专门的时钟发生芯片，其下方不可走线，应在其下方铺铜，必要时还可以对其专门割地。对于

5、很多芯片都有参考的晶体振荡器，这些晶振下方也不应走线，要铺铜隔离、直角走线: 直角走线一般是PCB布线中要求尽量防止的情况，也几乎成为衡量布线好坏的标准之一，那么直角走线终究会对信号传输产生多大的影响呢？从原理上说，直角走线会使传输线的线宽发生变化，造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线，顿角，锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。直角走线的对信号的影响就是主要表达在三个方面：l一是拐角可以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间；l二是阻抗不连续会造成信号的反射；l三是直角尖端产生的EMI。、差分走线:差分信号Differential Signal在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信

6、号往往都要采用差分构造设计.定义:通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0还是“1。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势表达在以下三个方面：la.抗干扰才能强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。lb.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以互相抵消，耦合的越严密，泄放到外界的电磁能量越少。lc.时序定位准确，由于差分信号的开关变化是位于两个

7、信号的交点，而不像普通单端信号依靠上下两个阈值电压判断，因此受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更合适于低幅度信号的电路。目前流行的LVDSlow voltage differential signaling就是指这种小振幅差分信号技术。 对于PCB工程师来说，最关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥差分走线的这些优势。也许只要是接触过Layout的人都会理解差分走线的一般要求，那就是“等长、等距。 等长是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性，减少共模分量；等距那么主要是为了保证两者差分阻抗一致，减少反射。“尽量靠近原那么有时候也是差分走线的要求之一。、蛇形线: 蛇形线是Layo

8、ut中经常使用的一类走线方式。其主要目的就是为了调节延时，满足系统时序设计要求。设计者首先要有这样的认识：蛇形线会破坏信号质量，改变传输延时，布线时要尽量防止使用。但实际设计中，为了保证信号有足够的保持时间，或者减小同组信号之间的时间偏移，往往不得不成心进展绕线。注意点注意点: :n成对出现的差分信号线，一般平行走线，尽量少打过孔，必须打孔时，应两线一同打孔，以做到阻抗匹配。n一样属性的一组总线，应尽量并排走线，做到尽量等长。n从贴片焊盘引出的过孔尽量离焊盘远些。走线的方向控制规那么：走线的方向控制规那么： 即相邻层的走线方向成正交构造。防止将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层

9、间窜扰；当由于板构造限制如某些背板难以防止出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。 十一条常用规那么走线的开环检查规那么：走线的开环检查规那么：l一般不允许出现一端浮空的布线Dangling Linel主要是为了防止产生天线效应，减少不必要的干扰辐射和承受，否那么可能带来不可预知的结果。 阻抗匹配检查规那么：阻抗匹配检查规那么： l同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量防止这种情况。在某些条件下，如接插件引出线，BGA封装的引出线类似的构造时，可能无法防止线宽的变化，应该尽

10、量减少中间不一致部分的有效长度。 走线长度控制规那么：走线长度控制规那么： 即短线规那么，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少由于走线过长带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。对驱动多个器件的情况，应根据详细情况决定采用何种网络拓扑构造。 倒角规那么：倒角规那么： lPCB设计中应防止产生锐角和直角 l产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好。 器件去藕规那么：器件去藕规那么： A. 在印制版上增加必要的去藕电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定。在多层板中，对去藕电容的位置一般要求不太高，但对双层板，去藕电容的布局及电源的布线方式将直接影响到

11、整个系统的稳定性，有时甚至关系到设计的成败。 B. 在双层板设计中，一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用。 C. 在高速电路设计中，能否正确地使用去藕电容，关系到整个板的稳定性。 器件布局分区器件布局分区/ /分层规那么：分层规那么： A. 主要是为了防止不同工作频率的模块之间的互相干扰，同时尽量缩短高频部分的布线长度。 B. 对混合电路，也有将模拟与数字电路分别布置在印制板的两面，分别使用不同的层布线，中间用地层隔离的方式。 地线回路规那么：地线回路规那么： 环路最小规那么，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。 电源与地线层的完好

12、性规那么：电源与地线层的完好性规那么： n 对于导通孔密集的区域，要注意防止孔在电源和地层的挖空区域互相连接，形成对平面层的分割，从而破坏平面层的完好性，并进而导致信号线在地层的回路面积增大。 3W3W规那么：规那么： n 为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，那么可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规那么。如要到达98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。 屏蔽保护屏蔽保护n对应地线回路规那么，实际上也是为了尽量减小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号；对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴电缆屏蔽构造设计，即将所布的线上下左