高速PCB布線的四大技巧和要領(lǐng)

　　在高速PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程中，布線是技巧最細(xì)、限定最高的，工程師在這個(gè)過(guò)程中往往會(huì)面臨各種問(wèn)題。本文將首先對(duì)PCB做一個(gè)基礎(chǔ)的介紹，同時(shí)對(duì)布線的原則做一個(gè)簡(jiǎn)單講解，最后還會(huì)帶來(lái)非常實(shí)用的四個(gè)PCB布線的技巧和要領(lǐng)。

　　下面是一些好的布線技巧和要領(lǐng)：

　　首先，先對(duì)做個(gè)基礎(chǔ)介紹，PCB的層數(shù)可以分為單層，雙層和多層的，單層現(xiàn)在基本淘汰了。雙層板現(xiàn)在音響系統(tǒng)中用的挺多，一般是作為功放粗狂型的板子，多層板就是指4層及4層以上的板，對(duì)于元器件的密度要求不高的一般來(lái)講4層就足夠了。從過(guò)孔的角度可以分成通孔，盲孔，和埋孔。通孔就是一個(gè)孔是從頂層直接通到底層的；盲孔是從頂層或底層的孔穿到中間層，然后就不繼續(xù)穿了，這個(gè)好處就是這個(gè)過(guò)孔的位置不是從頭堵到尾的，其他層在這個(gè)過(guò)孔的位置上還是可以走線的；埋孔就是這個(gè)過(guò)孔是中間層到中間層的，被埋起來(lái)的，表面是完全看不到。具體情況如下圖所示。

　　在自動(dòng)布線之前，預(yù)先用交互式對(duì)要求比較高的線進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線不應(yīng)相鄰平行，避免產(chǎn)生反射干擾。在必要時(shí)，可加地線進(jìn)行隔離，且兩相鄰層的布線要互相垂直，因?yàn)槠叫斜容^容易產(chǎn)生寄生耦合。自動(dòng)布線的布通率依賴于良好的布局，可預(yù)先設(shè)定布線規(guī)則，如走線彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔數(shù)目、步進(jìn)數(shù)目等。一般是先進(jìn)行探索式布線，快速的連通短線，再通過(guò)迷宮式布線，把要布的連線進(jìn)行全局布線路徑優(yōu)化，它可以根據(jù)需要斷開已布的線并試著重新再布線，從而改進(jìn)總體的布線效果。

　　對(duì)于布局而言，一個(gè)原則是數(shù)字和模擬盡可能的分開，令一個(gè)原則是低速的不要和高速的接近。最基本的原則就是把數(shù)字接地和模擬接地分開，數(shù)字接地由于都是開關(guān)器件，電流在開關(guān)的一瞬間都很大，不動(dòng)的時(shí)候又很小，所以數(shù)字接地不可以和模擬接地混在一起。一個(gè)推薦的布局可以像下圖所示。

　　1、電源與地線之間布線注意事項(xiàng)

　?。?）要在電源、地線之間加上去耦電容。一定要電源經(jīng)過(guò)了去耦電容之后再連接到芯片的管腳，下圖中列舉了幾種錯(cuò)誤的連接法和一個(gè)正確的連接法，大家對(duì)著參照下，是不是有犯這樣的錯(cuò)誤呢？去耦電容一般來(lái)說(shuō)有兩個(gè)作用，一個(gè)是提供芯片瞬間的大電流，二是去除電源噪聲，一方面是讓電源的噪聲盡量少的影響芯片，另一方面是芯片產(chǎn)生的噪聲不要影響到電源。

　?。?）盡量加寬電源及地線，最好是地線比電源線寬，其關(guān)系為：地線》電源線》信號(hào)線。

　　（3）可以使用大面積的銅層作地線，在印制板上把沒被使用的地方都與地相連，作地線使用，或是做成多層板，電源，地線各占用一層。

　　2、數(shù)字電路與模擬電路混合時(shí)的處理

　　現(xiàn)在，許多的PCB不再是單一功能的電路了，而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成，因此在布線時(shí)就需要考慮到它們之間互相干擾的問(wèn)題，特別是地線上的噪音干擾。

　　由于數(shù)字電路頻率高，模擬電路敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線要盡可能的遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，但是對(duì)于整個(gè)PCB來(lái)說(shuō)，PCB的地線對(duì)外界的結(jié)點(diǎn)只能有一個(gè)，所以必須要在PCB內(nèi)部處理號(hào)數(shù)字電路及模擬電路共地的問(wèn)題，而在電路板內(nèi)部，數(shù)字電路的地和模擬電路的地實(shí)際上是分開的，只是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數(shù)字電路的地與模擬電路地有一點(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)，也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)決定。

　　3、對(duì)于線拐角的處理

　　通常線的拐角處會(huì)有粗細(xì)變化，但是在線徑粗細(xì)發(fā)生變化的時(shí)候，會(huì)發(fā)生一些反射的現(xiàn)象。拐角方式對(duì)于線的粗細(xì)變化情況，直角是最差的，45度角好一些，圓角是最好的。但是圓角對(duì)PCB設(shè)計(jì)來(lái)講處理比較麻煩，所以一般是看信號(hào)的敏感程度來(lái)定，一般的信號(hào)用45度角就可以了，只有那些非常敏感的線才需要用圓角。

　　4、布好線后要進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查

　　無(wú)論做什么，在完成后都要檢查，就像我們考試的時(shí)候如果有時(shí)間剩余都要對(duì)我們的作答情況進(jìn)行檢查，這是我們拿到高分的重要途徑，同樣我們畫PCB板也一樣。這樣我們才能更有把握我們畫出來(lái)的電路板是合格產(chǎn)品。我們一般檢查有如下幾個(gè)方面：

　?。?）線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。

　?。?）電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合（低的波阻抗），在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。

　?。?）對(duì)于關(guān)鍵的信號(hào)線是否采取了最佳措施，如長(zhǎng)度最短，加保護(hù)線，輸入線及輸出線被明顯地分開。

　?。?）模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨(dú)立的地線。

　?。?）后加在PCB中的圖形（如圖示、注標(biāo)）是否會(huì)造成信號(hào)短路。

　?。?）對(duì)一些不理想的線形進(jìn)行修改。

　?。?）在PCB上是否加有工藝線，阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質(zhì)量。

　　（8）多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小，如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。

　　總之，以上的技巧和方法要領(lǐng)都是經(jīng)驗(yàn)之談，非常值得我們?cè)诋婸CB板的時(shí)候?qū)W習(xí)借鑒，在畫PCB圖過(guò)程中除了熟練運(yùn)用制圖工具軟件，還要有扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，這些可以幫你快速有效地完成你的PCB圖。但是還有一點(diǎn)非常重要，那就是一定要細(xì)心，無(wú)論是布線還是整體布局每一步都要很細(xì)心認(rèn)真地對(duì)待，因?yàn)槟愕囊粋€(gè)很小的差錯(cuò)可能會(huì)導(dǎo)致你最終的產(chǎn)品成為廢品，然后還找不到哪里出錯(cuò)了，所以我們?cè)诋媹D的過(guò)程寧愿多花點(diǎn)時(shí)間細(xì)心核對(duì)細(xì)節(jié)部分也不愿意出問(wèn)題了再返回來(lái)檢查，那樣可能會(huì)花更多的時(shí)間。簡(jiǎn)而言之，畫PCB的過(guò)程注意細(xì)節(jié)部分。
——部分參考內(nèi)容來(lái)源《高速PCB設(shè)計(jì)指南之一》