PCB设计的一点感想

PCB设计的一点感想作者：汤子坫

PCB设计是包含相当多内容，要设计出好的PCB是不容易的，尤其对复杂的、高速的、模拟高速混合、大电流大功率和小电流易感的模拟信号混合等等，其考虑的点要更多了。从PCB的布局开始到布线，都有很多设计规则，这些规则是经过实践验证或者理论仿真的。所以设计的时候要尽可能按照这样去做，保证EMC或信号电源的完整性。以下是我的一些总结：1.布局：让他们物以类聚，尽可能做到EMC

合理的布局是第一步(当然，多数是在布线的时候也在调整布局)。将各种不同性质的电路区分对待，如下：高速的如时钟，切换频率快产生较大的noise。如果有些小信号的模数靠近的话，就很有可能引入大的噪声干扰，所以时钟附近一般是禁止布线的区域。大电流的如POS机上的打印模块，在原理设计的时候就要考虑到要给提供单独的电源，在布局的时候要和磁卡等小信号的分开使得EMC更强。如果有些由于结构或者原理的原因，是不能或者不很容易的分开对待的，这时候也要尽可能的用最小化干扰的措施。如要让时钟与易感信号垂直，可以减小EMI串扰。注意：上述所谓的布局分开，和布线的分开是密切相关的。如果只是元件的分开，布线还是相互交叉，没有意义。其实，分开而治，要考虑其回流路径。通常在具有电源/地层平面的PCB结构中，会直接在信号线下方的平面上（电源或地）。该回流信号（电流）与原信号（电流）幅度相同、方向相反。如下多图所示：图1，回流路径将很难提供好的回流路径，会形成大的回流环，干扰大。图2，有提供较合理的回流路径。图3，单片的，将模拟和数字较容易分开，回路地可以通过下面的分割点通过一个磁珠进行相连，以尽可能保证参考平面等值，也为交叉的信号提供回流路径。图4，多片的，模拟数字用统一的地平面才合理。最好在信号上，模拟和和数字的不要有很多的交互。

2.布线：PI:地+电源的保证,SI:各个信号的合理完整性(1)地：一个PCB的设计地的考虑至关重要，它提供了信号的回流路径。回流路径是沿着最低的阻抗最小的环形回流的，如果没有很好的回流路径就会在地平面产生很多noise（如：过槽缝的回流路径;如单双面板的大环形回流产生的磁场等）,如果可能在频率高的板子，最好4层板，要有一个地平面层；如果只是单双层板子，也要为其考虑信号的回流路径，尽可能减小回流路径的环形面积。以下为freescale的工程师提供的单点接地；又如下图：模拟和数字的单点共地：为公司开发板音频的模拟数字低分割实例。layer2---GND,用CAM设计，如图用2Dline进行分割。在top层上用一个磁珠进行单点共地。图中黄色高亮的标识。（2）VDD电源：要通过耦合电容和大容量的电容来耦合杂波和存储电量。要将耦合电容尽可能靠近引脚，能保证单元电路内的电源的干净和稳定。如下为没有电源和地平面层的一种布线滤波：有些子电路block,其电源有时候比较关键，又没有自己的regulator。此时要滤波，可以考虑LC滤波电路和π型滤波电路，或者磁珠滤波等。（3）信号的布线：尤其是高速的PCB走线，在线路的的延时ps级与器件的建立时间很接近会影响信号的眼图等。a.

阻抗控制（阻抗匹配）：一般对高速的信号，如DDR2的数据线50-60欧姆、差分的时钟线100欧姆等；如：USB的差分信号90欧姆。

b.

等长控制（等长匹配）：常常用蛇形走线，拓扑结构的考虑等等。设计有很多布线的完整性规则，具体的建议按照芯片厂商的手册建议值或参考设计。Giveexampleasfol