pcb布局技巧7218803742

1、 PCB 布局、布線基本原則 1、 元件布局基本規(guī)則 1. 按電路模塊進(jìn)行布局，實現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為一個模塊，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近 集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開； 2.定位孔、標(biāo)準(zhǔn)孔等非安裝孔周圍1.27mm 內(nèi)不得貼裝元、器件，螺釘?shù)劝惭b孔周圍3.5mm（對于 M2.5）、4mm（對于M3）內(nèi)不得貼裝元器件； 3. 臥裝電阻、電感（插件）、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體 短路； 4. 元器件的外側(cè)距板邊的距離為5mm； 5. 貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm； 6. 金屬殼體元器件和金屬件（屏蔽盒等）不能與其它元器件相碰，不

2、能緊貼印制線、焊盤，其間 距應(yīng)大于2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側(cè)距板邊的尺寸大于3mm； 7. 發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均衡分布； 8. 電源插座要盡量布置在印制板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應(yīng)布置在同側(cè)。特別 應(yīng)注意不要把電源插座及其它焊接連接器布置在連接器之間，以利于這些插座、連接器的焊接及 電源線纜設(shè)計和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應(yīng)考慮方便電源插頭的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC 元件單邊對齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個方向，出 現(xiàn)兩個方向時，兩個方向互相垂直； 10、板面布線應(yīng)疏密得

3、當(dāng)，當(dāng)疏密差別太大時應(yīng)以網(wǎng)狀銅箔填充，網(wǎng)格大于8mil(或0.2mm)； 11、貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號線不準(zhǔn)從插座腳間穿過； 12、貼片單邊對齊，字符方向一致，封裝方向一致； 13、有極性的器件在以同一板上的極性標(biāo)示方向盡量保持一致。 二、元件布線規(guī)則 1、畫定布線區(qū)域距PCB 板邊1mm 的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍1mm 內(nèi)，禁止布線； 2、電源線盡可能的寬，不應(yīng)低于18mil；信號線寬不應(yīng)低于12mil；cpu 入出線不應(yīng)低于10mil（或8mil）；線間距不低于10mil； 3、正常過孔不低于30mil； 4、 雙列直插：焊盤60mil，孔徑40mil；1

4、/4W 電阻： 51*55mil（0805 表貼）；直插時焊盤62mil，孔徑42mil； 無極電容： 51*55mil（0805 表貼）；直插時焊盤50mil，孔徑28mil； 5、 注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。 如何提高抗干擾能力和電磁兼容性 在研制帶處理器的電子產(chǎn)品時，如何提高抗干擾能力和電磁兼容性？ 1、 下面的一些系統(tǒng)要特別注意抗電磁干擾： (1) 微控制器時鐘頻率特別高，總線周期特別快的系統(tǒng)。 (2) 系統(tǒng)含有大功率，大電流驅(qū)動電路，如產(chǎn)生火花的繼電器，大電流開關(guān)等。 (3) 含微弱模擬信號電路以及高精度A/D 變換電路的系統(tǒng)。 2、 為增加系統(tǒng)的

5、抗電磁干擾能力采取如下措施： (1) 選用頻率低的微控制器： 選用外時鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統(tǒng)的抗干擾能力。同樣頻率的方波和正弦波，方波中 的高頻成份比正弦波多得多。雖然方波的高頻成份的波的幅度，比基波小，但頻率越高越容易發(fā)射出成為噪聲 源，微控制器產(chǎn)生的最有影響的高頻噪聲大約是時鐘頻率的3 倍。 (2) 減小信號傳輸中的畸變 微控制器主要采用高速CMOS 技術(shù)制造。信號輸入端靜態(tài)輸入電流在1mA 左右，輸入電容10PF 左右，輸入阻 抗相當(dāng)高，高速CMOS 電路的輸出端都有相當(dāng)?shù)膸лd能力，即相當(dāng)大的輸出值，將一個門的輸出端通過一段很 長線引到輸入阻抗相當(dāng)高的輸入端，反射問

6、題就很嚴(yán)重，它會引起信號畸變，增加系統(tǒng)噪聲。當(dāng)TpdTr 時， 就成了一個傳輸線問題，必須考慮信號反射，阻抗匹配等問題。 信號在印制板上的延遲時間與引線的特性阻抗有關(guān)，即與印制線路板材料的介電常數(shù)有關(guān)?？梢源致缘卣J(rèn)為， 信號在印制板引線的傳輸速度，約為光速的1/3 到1/2 之間。微控制器構(gòu)成的系統(tǒng)中常用邏輯電話元件的Tr（標(biāo) 準(zhǔn)延遲時間）為3 到18ns 之間。 在印制線路板上，信號通過一個7W 的電阻和一段25cm 長的引線，線上延遲時間大致在420ns 之間。也就是 說，信號在印刷線路上的引線越短越好，最長不宜超過25cm。而且過孔數(shù)目也應(yīng)盡量少，最好不多于2 個。當(dāng)信號的上升時間快于信

7、號延遲時間，就要按照快電子學(xué)處理。此時要考慮傳輸線的阻抗匹配，對于一塊印刷 線路板上的集成塊之間的信號傳輸，要避免出現(xiàn)TdTrd 的情況，印刷線路板越大系統(tǒng)的速度就越不能太快。 用以下結(jié)論歸納印刷線路板設(shè)計的一個規(guī)則： 信號在印刷板上傳輸，其延遲時間不應(yīng)大于所用器件的標(biāo)稱延遲時間。 (3) 減小信號線間的交*干擾： A 點(diǎn)一個上升時間為Tr 的階躍信號通過引線AB 傳向B 端。信號在AB 線上的延遲時間是Td。在D 點(diǎn)，由于 A 點(diǎn)信號的向前傳輸，到達(dá)B 點(diǎn)后的信號反射和AB 線的延遲，Td 時間以后會感應(yīng)出一個寬度為Tr 的頁脈沖 信號。在C 點(diǎn)，由于AB 上信號的傳輸與反射，會感應(yīng)出一個寬

8、度為信號在AB線上的延遲時間的兩倍，即2Td 的正脈沖信號。這就是信號間的交*干擾。干擾信號的強(qiáng)度與C 點(diǎn)信號的di/at 有關(guān)，與線間距離有關(guān)。當(dāng)兩信 號線不是很長時，AB 上看到的實際是兩個脈沖的迭加。 CMOS 工藝制造的微控制由輸入阻抗高，噪聲高，噪聲容限也很高，數(shù)字電路是迭加100200mv 噪聲并不影響 其工作。若圖中AB 線是一模擬信號，這種干擾就變?yōu)椴荒苋萑?。如印刷線路板為四層板，其中有一層是大面 積的地，或雙面板，信號線的反面是大面積的地時，這種信號間的交*干擾就會變小。原因是，大面積的地減小 了信號線的特性阻抗，信號在D 端的反射大為減小。特性阻抗與信號線到地間的介質(zhì)的介電

9、常數(shù)的平方成反比， 與介質(zhì)厚度的自然對數(shù)成正比。若AB 線為一模擬信號，要避免數(shù)字電路信號線CD 對AB 的干擾，AB 線下方 要有大面積的地，AB 線到CD 線的距離要大于AB 線與地距離的23 倍?？捎镁植科帘蔚兀谟幸Y(jié)的一面引 線左右兩側(cè)布以地線。 (4) 減小來自電源的噪聲 電源在向系統(tǒng)提供能源的同時，也將其噪聲加到所供電的電源上。電路中微控制器的復(fù)位線，中斷線，以及其 它一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。電網(wǎng)上的強(qiáng)干擾通過電源進(jìn)入電路，即使電池供電的系統(tǒng)，電池本身 也有高頻噪聲。模擬電路中的模擬信號更經(jīng)受不住來自電源的干擾。 (5) 注意印刷線板與元器件的高頻特性 在高頻情況下，印

10、刷線路板上的引線，過孔，電阻、電容、接插件的分布電感與電容等不可忽略。電容的分布 電感不可忽略，電感的分布電容不可忽略。電阻產(chǎn)生對高頻信號的反射，引線的分布電容會起作用，當(dāng)長度大 于噪聲頻率相應(yīng)波長的1/20 時，就產(chǎn)生天線效應(yīng)，噪聲通過引線向外發(fā)射。 印刷線路板的過孔大約引起0.6pf 的電容。 一個集成電路本身的封裝材料引入26pf 電容。 一個線路板上的接插件，有520nH 的分布電感。一個雙列直扦的24 引腳集成電路扦座，引入418nH 的分布電 感。 這些小的分布參數(shù)對于這行較低頻率下的微控制器系統(tǒng)中是可以忽略不計的；而對于高速系統(tǒng)必須予以特別注意。 (6) 元件布置要合理分區(qū) 元件

11、在印刷線路板上排列的位置要充分考慮抗電磁干擾問題，原則之一是各部件之間的引線要盡量短。在布局 上，要把模擬信號部分，高速數(shù)字電路部分，噪聲源部分（如繼電器，大電流開關(guān)等）這三部分合理地分開， 使相互間的信號耦合為最小。 G 處理好接地線 印刷電路板上，電源線和地線最重要?？朔姶鸥蓴_，最主要的手段就是接地。對于雙面板，地線布置特別講究，通過采用單點(diǎn)接地法，電源和地是從電源的兩端接到印刷線路板上來的，電 源一個接點(diǎn)，地一個接點(diǎn)。印刷線路板上，要有多個返回地線，這些都會聚到回電源的那個接點(diǎn)上，就是所謂 單點(diǎn)接地。所謂模擬地、數(shù)字地、大功率器件地開分，是指布線分開，而最后都匯集到這個接地點(diǎn)上來。與印

12、 刷線路板以外的信號相連時，通常采用屏蔽電纜。對于高頻和數(shù)字信號，屏蔽電纜兩端都接地。低頻模擬信號 用的屏蔽電纜，一端接地為好。 對噪聲和干擾非常敏感的電路或高頻噪聲特別嚴(yán)重的電路應(yīng)該用金屬罩屏蔽起來。 (7) 用好去耦電容。 好的高頻去耦電容可以去除高到1GHZ 的高頻成份。陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好。設(shè)計印刷線 路板時，每個集成電路的電源，地之間都要加一個去耦電容。去耦電容有兩個作用：一方面是本集成電路的蓄 能電容，提供和吸收該集成電路開門關(guān)門瞬間的充放電能；另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典 型的去耦電容為0.1uf 的去耦電容有5nH 分布電感，它的并行共振頻率大

13、約在7MHz 左右，也就是說對于10MHz 以下的噪聲有較好的去耦作用，對40MHz 以上的噪聲幾乎不起作用。 1uf，10uf 電容，并行共振頻率在20MHz 以上，去除高頻率噪聲的效果要好一些。在電源進(jìn)入印刷板的地方和 一個1uf 或10uf 的去高頻電容往往是有利的，即使是用電池供電的系統(tǒng)也需要這種電容。 每10 片左右的集成電路要加一片充放電電容，或稱為蓄放電容，電容大小可選10uf。最好不用電解電容，電解 電容是兩層溥膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感，最好使用膽電容或聚碳酸醞電容。 去耦電容值的選取并不嚴(yán)格，可按C=1/f 計算；即10MHz 取0.1uf，對微控制器構(gòu)

14、成的系統(tǒng)，取0.10.01uf 之 間都可以。 3、 降低噪聲與電磁干擾的一些經(jīng)驗。 (1) 能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在關(guān)鍵地方。 (2) 可用串一個電阻的辦法，降低控制電路上下沿跳變速率。 (3) 盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼。(4) 使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率時鐘。 (5) 時鐘產(chǎn)生器盡量*近到用該時鐘的器件。石英晶體振蕩器外殼要接地。 (6) 用地線將時鐘區(qū)圈起來，時鐘線盡量短。 (7) I/O 驅(qū)動電路盡量*近印刷板邊，讓其盡快離開印刷板。對進(jìn)入印制板的信號要加濾波，從高噪聲區(qū)來的信號 也要加濾波，同時用串終端電阻的辦法，減小信號反射。 (8) MCD 無用端要接高，或

15、接地，或定義成輸出端，集成電路上該接電源地的端都要接，不要懸空。(9) 閑置不用的門電路輸入端不要懸空，閑置不用的運(yùn)放正輸入端接地，負(fù)輸入端接輸出端。 (10) 印制板盡量 使用45 折線而不用90 折線布線以減小高頻信號對外的發(fā)射與耦合。 (11) 印制板按頻率和電流開關(guān)特性分區(qū)，噪聲元件與非噪聲元件要距離再遠(yuǎn)一些。 (12) 單面板和雙面板用單點(diǎn)接電源和單點(diǎn)接地、電源線、地線盡量粗，經(jīng)濟(jì)是能承受的話用多層板以減小電源， 地的容生電感。 (13) 時鐘、總線、片選信號要遠(yuǎn)離I/O 線和接插件。 (14) 模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠(yuǎn)離數(shù)字電路信號線，特別是時鐘。 (15) 對A/D 類

16、器件，數(shù)字部分與模擬部分寧可統(tǒng)一下也不要交*。 (16) 時鐘線垂直于I/O 線比平行I/O 線干擾小，時鐘元件引腳遠(yuǎn)離I/O 電纜。 (17) 元件引腳盡量短，去耦電容引腳盡量短。 (18) 關(guān)鍵的線要盡量粗，并在兩邊加上保護(hù)地。高速線要短要直。 (19) 對噪聲敏感的線不要與大電流，高速開關(guān)線平行。 (20) 石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線。 (21) 弱信號電路，低頻電路周圍不要形成電流環(huán)路。 (22) 任何信號都不要形成環(huán)路，如不可避免，讓環(huán)路區(qū)盡量小。 (23) 每個集成電路一個去耦電容。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容。 (24) 用大容量的鉭電容或聚酷電容

17、而不用電解電容作電路充放電儲能電容。使用管狀電容時，外殼要接地。PCB 布局布線基本規(guī)則2009-07-26 16:15一、元件布局基本規(guī)則1. 按電路模塊進(jìn)行布局，實現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為一個模塊，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開；2.定位孔、標(biāo)準(zhǔn)孔等非安裝孔周圍1.27mm 內(nèi)不得貼裝元、器件，螺釘?shù)劝惭b孔周圍3.5mm（對于M2.5）、4mm（對于M3）內(nèi)不得貼裝元器件；3. 臥裝電阻、電感（插件）、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短路；4. 元器件的外側(cè)距板邊的距離為5mm；5. 貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2

18、mm；6. 金屬殼體元器件和金屬件（屏蔽盒等）不能與其它元器件相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應(yīng)大于2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側(cè)距板邊的尺寸大于3mm；7. 發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均衡分布；8. 電源插座要盡量布置在印制板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應(yīng)布置在同側(cè)。特別應(yīng)注意不要把電源插座及其它焊接連接器布置在連接器之間，以利于這些插座、連接器的焊接及電源線纜設(shè)計和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應(yīng)考慮方便電源插頭的插拔；9. 其它元器件的布置：所有IC元件單邊對齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個方向，出現(xiàn)兩

19、個方向時，兩個方向互相垂直；10、板面布線應(yīng)疏密得當(dāng)，當(dāng)疏密差別太大時應(yīng)以網(wǎng)狀銅箔填充，網(wǎng)格大于8mil(或0.2mm)；11、貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號線不準(zhǔn)從插座腳間穿過；12、貼片單邊對齊，字符方向一致，封裝方向一致；13、有極性的器件在以同一板上的極性標(biāo)示方向盡量保持一致。 二、元件布線規(guī)則1、畫定布線區(qū)域距PCB板邊1mm的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍1mm內(nèi)，禁止布線；2、電源線盡可能的寬，不應(yīng)低于18mil；信號線寬不應(yīng)低于12mil；cpu入出線不應(yīng)低于10mil（或8mil）；線間距不低于10mil；3、正常過孔不低于30mil；4、 雙列直插：焊盤6

20、0mil，孔徑40mil；1/4W電阻： 51*55mil（0805表貼）；直插時焊盤62mil，孔徑42mil；無極電容： 51*55mil（0805表貼）；直插時焊盤50mil，孔徑28mil；5、 注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。如何提高抗干擾能力和電磁兼容性 在研制帶處理器的電子產(chǎn)品時，如何提高抗干擾能力和電磁兼容性？1、 下面的一些系統(tǒng)要特別注意抗電磁干擾：(1) 微控制器時鐘頻率特別高，總線周期特別快的系統(tǒng)。(2) 系統(tǒng)含有大功率，大電流驅(qū)動電路，如產(chǎn)生火花的繼電器，大電流開關(guān)等。(3) 含微弱模擬信號電路以及高精度A/D變換電路的系統(tǒng)。2、 為增加系

21、統(tǒng)的抗電磁干擾能力采取如下措施：(1) 選用頻率低的微控制器：選用外時鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統(tǒng)的抗干擾能力。同樣頻率的方波和正弦波，方波中的高頻成份比正弦波多得多。雖然方波的高頻成份的波的幅度，比基波小，但頻率越高越容易發(fā)射出成為噪聲源，微控制器產(chǎn)生的最有影響的高頻噪聲大約是時鐘頻率的3倍。(2) 減小信號傳輸中的畸變微控制器主要采用高速CMOS技術(shù)制造。信號輸入端靜態(tài)輸入電流在1mA左右，輸入電容10PF左右，輸入阻抗相當(dāng)高，高速CMOS電路的輸出端都有相當(dāng)?shù)膸лd能力，即相當(dāng)大的輸出值，將一個門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當(dāng)高的輸入端，反射問題就很嚴(yán)重，它會引起信

22、號畸變，增加系統(tǒng)噪聲。當(dāng)TpdTr時，就成了一個傳輸線問題，必須考慮信號反射，阻抗匹配等問題。信號在印制板上的延遲時間與引線的特性阻抗有關(guān)，即與印制線路板材料的介電常數(shù)有關(guān)?？梢源致缘卣J(rèn)為，信號在印制板引線的傳輸速度，約為光速的1/3到1/2之間。微控制器構(gòu)成的系統(tǒng)中常用邏輯電話元件的Tr（標(biāo)準(zhǔn)延遲時間）為3到18ns之間。在印制線路板上，信號通過一個7W的電阻和一段25cm長的引線，線上延遲時間大致在420ns之間。也就是說，信號在印刷線路上的引線越短越好，最長不宜超過25cm。而且過孔數(shù)目也應(yīng)盡量少，最好不多于2個。當(dāng)信號的上升時間快于信號延遲時間，就要按照快電子學(xué)處理。此時要考慮傳輸線的

23、阻抗匹配，對于一塊印刷線路板上的集成塊之間的信號傳輸，要避免出現(xiàn)TdTrd的情況，印刷線路板越大系統(tǒng)的速度就越不能太快。用以下結(jié)論歸納印刷線路板設(shè)計的一個規(guī)則：信號在印刷板上傳輸，其延遲時間不應(yīng)大于所用器件的標(biāo)稱延遲時間。(3) 減小信號線間的交*干擾：A點(diǎn)一個上升時間為Tr的階躍信號通過引線AB傳向B端。信號在AB線上的延遲時間是Td。在D點(diǎn)，由于A點(diǎn)信號的向前傳輸，到達(dá)B點(diǎn)后的信號反射和AB線的延遲，Td時間以后會感應(yīng)出一個寬度為Tr的頁脈沖信號。在C點(diǎn)，由于AB上信號的傳輸與反射，會感應(yīng)出一個寬度為信號在AB線上的延遲時間的兩倍，即2Td的正脈沖信號。這就是信號間的交*干擾。干擾信號的強(qiáng)

24、度與C點(diǎn)信號的di/at有關(guān)，與線間距離有關(guān)。當(dāng)兩信號線不是很長時，AB上看到的實際是兩個脈沖的迭加。CMOS工藝制造的微控制由輸入阻抗高，噪聲高，噪聲容限也很高，數(shù)字電路是迭加100200mv噪聲并不影響其工作。若圖中AB線是一模擬信號，這種干擾就變?yōu)椴荒苋萑獭Ｈ缬∷⒕€路板為四層板，其中有一層是大面積的地，或雙面板，信號線的反面是大面積的地時，這種信號間的交*干擾就會變小。原因是，大面積的地減小了信號線的特性阻抗，信號在D端的反射大為減小。特性阻抗與信號線到地間的介質(zhì)的介電常數(shù)的平方成反比，與介質(zhì)厚度的自然對數(shù)成正比。若AB線為一模擬信號，要避免數(shù)字電路信號線CD對AB的干擾，AB線下方要有

25、大面積的地，AB線到CD線的距離要大于AB線與地距離的23倍?？捎镁植科帘蔚?，在有引結(jié)的一面引線左右兩側(cè)布以地線。(4) 減小來自電源的噪聲電源在向系統(tǒng)提供能源的同時，也將其噪聲加到所供電的電源上。電路中微控制器的復(fù)位線，中斷線，以及其它一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。電網(wǎng)上的強(qiáng)干擾通過電源進(jìn)入電路，即使電池供電的系統(tǒng)，電池本身也有高頻噪聲。模擬電路中的模擬信號更經(jīng)受不住來自電源的干擾。(5) 注意印刷線板與元器件的高頻特性在高頻情況下，印刷線路板上的引線，過孔，電阻、電容、接插件的分布電感與電容等不可忽略。電容的分布電感不可忽略，電感的分布電容不可忽略。電阻產(chǎn)生對高頻信號的反射，引線的分布

26、電容會起作用，當(dāng)長度大于噪聲頻率相應(yīng)波長的1/20時，就產(chǎn)生天線效應(yīng)，噪聲通過引線向外發(fā)射。印刷線路板的過孔大約引起0.6pf的電容。一個集成電路本身的封裝材料引入26pf電容。一個線路板上的接插件，有520nH的分布電感。一個雙列直扦的24引腳集成電路扦座，引入418nH的分布電感。這些小的分布參數(shù)對于這行較低頻率下的微控制器系統(tǒng)中是可以忽略不計的；而對于高速系統(tǒng)必須予以特別注意。(6) 元件布置要合理分區(qū)元件在印刷線路板上排列的位置要充分考慮抗電磁干擾問題，原則之一是各部件之間的引線要盡量短。在布局上，要把模擬信號部分，高速數(shù)字電路部分，噪聲源部分（如繼電器，大電流開關(guān)等）這三部分合理地分

27、開，使相互間的信號耦合為最小。G 處理好接地線印刷電路板上，電源線和地線最重要?？朔姶鸥蓴_，最主要的手段就是接地。對于雙面板，地線布置特別講究，通過采用單點(diǎn)接地法，電源和地是從電源的兩端接到印刷線路板上來的，電源一個接點(diǎn)，地一個接點(diǎn)。印刷線路板上，要有多個返回地線，這些都會聚到回電源的那個接點(diǎn)上，就是所謂單點(diǎn)接地。所謂模擬地、數(shù)字地、大功率器件地開分，是指布線分開，而最后都匯集到這個接地點(diǎn)上來。與印刷線路板以外的信號相連時，通常采用屏蔽電纜。對于高頻和數(shù)字信號，屏蔽電纜兩端都接地。低頻模擬信號用的屏蔽電纜，一端接地為好。對噪聲和干擾非常敏感的電路或高頻噪聲特別嚴(yán)重的電路應(yīng)該用金屬罩屏蔽起來。

28、(7) 用好去耦電容。好的高頻去耦電容可以去除高到1GHZ的高頻成份。陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好。設(shè)計印刷線路板時，每個集成電路的電源，地之間都要加一個去耦電容。去耦電容有兩個作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，提供和吸收該集成電路開門關(guān)門瞬間的充放電能；另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容為0.1uf的去耦電容有5nH分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦作用，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1uf，10uf電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻率噪聲的效果要好一些。在電源進(jìn)入印刷板的地方和一個1u

29、f或10uf的去高頻電容往往是有利的，即使是用電池供電的系統(tǒng)也需要這種電容。每10片左右的集成電路要加一片充放電電容，或稱為蓄放電容，電容大小可選10uf。最好不用電解電容，電解電容是兩層溥膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感，最好使用膽電容或聚碳酸醞電容。去耦電容值的選取并不嚴(yán)格，可按C=1/f計算；即10MHz取0.1uf，對微控制器構(gòu)成的系統(tǒng)，取0.10.01uf之間都可以。3、 降低噪聲與電磁干擾的一些經(jīng)驗。(1) 能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在關(guān)鍵地方。(2) 可用串一個電阻的辦法，降低控制電路上下沿跳變速率。(3) 盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼。(4) 使用滿

30、足系統(tǒng)要求的最低頻率時鐘。(5) 時鐘產(chǎn)生器盡量*近到用該時鐘的器件。石英晶體振蕩器外殼要接地。(6) 用地線將時鐘區(qū)圈起來，時鐘線盡量短。(7) I/O驅(qū)動電路盡量*近印刷板邊，讓其盡快離開印刷板。對進(jìn)入印制板的信號要加濾波，從高噪聲區(qū)來的信號也要加濾波，同時用串終端電阻的辦法，減小信號反射。(8) MCD無用端要接高，或接地，或定義成輸出端，集成電路上該接電源地的端都要接，不要懸空。(9) 閑置不用的門電路輸入端不要懸空，閑置不用的運(yùn)放正輸入端接地，負(fù)輸入端接輸出端。 (10) 印制板盡量使用45折線而不用90折線布線以減小高頻信號對外的發(fā)射與耦合。(11) 印制板按頻率和電流開關(guān)特性分區(qū)

31、，噪聲元件與非噪聲元件要距離再遠(yuǎn)一些。(12) 單面板和雙面板用單點(diǎn)接電源和單點(diǎn)接地、電源線、地線盡量粗，經(jīng)濟(jì)是能承受的話用多層板以減小電源，地的容生電感。(13) 時鐘、總線、片選信號要遠(yuǎn)離I/O線和接插件。(14) 模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠(yuǎn)離數(shù)字電路信號線，特別是時鐘。(15) 對A/D類器件，數(shù)字部分與模擬部分寧可統(tǒng)一下也不要交*。(16) 時鐘線垂直于I/O線比平行I/O線干擾小，時鐘元件引腳遠(yuǎn)離I/O電纜。(17) 元件引腳盡量短，去耦電容引腳盡量短。(18) 關(guān)鍵的線要盡量粗，并在兩邊加上保護(hù)地。高速線要短要直。(19) 對噪聲敏感的線不要與大電流，高速開關(guān)線平行。(20

32、) 石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線。(21) 弱信號電路，低頻電路周圍不要形成電流環(huán)路。(22) 任何信號都不要形成環(huán)路，如不可避免，讓環(huán)路區(qū)盡量小。(23) 每個集成電路一個去耦電容。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容。(24) 用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容作電路充放電儲能電容。使用管狀電容時，外殼要接地。1 布局的設(shè)計 Protel 雖然具有自動布局的功能,但并不能完全滿足高頻電路的工作需要,往往要憑借設(shè)計者的經(jīng)驗,根據(jù)具體情況,先采用手工布局的方法優(yōu)化調(diào)整部分元器件的位置,再結(jié)合自動布局完成PCB的整體設(shè)計。布局的合理與否直接影響到產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、E

33、MC (電磁兼容)等,必須從電路板的整體布局、布線的可通性和PCB的可制造性、機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱、EMI(電磁干擾) 、可靠性、信號的完整性等方面綜合考慮。 一般先放置與機(jī)械尺寸有關(guān)的固定位置的元器件,再放置特殊的和較大的元器件,最后放置小元器件。同時,要兼顧布線方面的要求,高頻元器件的放置要盡量緊湊,信號線的布線才能盡可能短,從而降低信號線的交叉干擾等。 1.1 與機(jī)械尺寸有關(guān)的定位插件的放置 電源插座、開關(guān)、PCB之間的接口、指示燈等都是與機(jī)械尺寸有關(guān)的定位插件。通常,電源與PCB之間的接口放到PCB的邊緣處,并與PCB 邊緣要有3 mm5 mm的間距;指示發(fā)光二極管應(yīng)根據(jù)需要準(zhǔn)確地放置;開關(guān)

34、和一些微調(diào)元器件,如可調(diào)電感、可調(diào)電阻等應(yīng)放置在靠近PCB 邊緣的位置,以便于調(diào)整和連接;需要經(jīng)常更換的元器件必須放置在器件比較少的位置,以易于更換。 1.2 特殊元器件的放置 大功率管、變壓器、整流管等發(fā)熱器件,在高頻狀態(tài)下工作時產(chǎn)生的熱量較多,所以在布局時應(yīng)充分考慮通風(fēng)和散熱,將這類元器件放置在PCB上空氣容易流通的地方。大功率整流管和調(diào)整管等應(yīng)裝有散熱器,并要遠(yuǎn)離變壓器。電解電容器之類怕熱的元件也應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱器件,否則電解液會被烤干,造成其電阻增大,性能變差,影響電路的穩(wěn)定性。 易發(fā)生故障的元器件,如調(diào)整管、電解電容器、繼電器等,在放置時還要考慮到維修方便。對經(jīng)常需要測量的測試點(diǎn),在布置元

35、器件時應(yīng)注意保證測試棒能夠方便地接觸。 由于電源設(shè)備內(nèi)部會產(chǎn)生50 Hz泄漏磁場,當(dāng)它與低頻放大器的某些部分交連時,會對低頻放大器產(chǎn)生干擾。因此,必須將它們隔離開或者進(jìn)行屏蔽處理。放大器各級最好能按原理圖排成直線形式,如此排法的優(yōu)點(diǎn)是各級的接地電流就在本級閉合流動,不影響其他電路的工作。輸入級與輸出級應(yīng)當(dāng)盡可能地遠(yuǎn)離,減小它們之間的寄生耦合干擾。 考慮各個單元功能電路之間的信號傳遞關(guān)系,還應(yīng)將低頻電路和高頻電路分開,模擬電路和數(shù)字電路分開。集成電路應(yīng)放置在PCB的中央,這樣方便各引腳與其他器件的布線連接。 電感器、變壓器等器件具有磁耦合,彼此之間應(yīng)采用正交放置,以減小磁耦合。另外,它們都有較強(qiáng)

36、的磁場,在其周圍應(yīng)有適當(dāng)大的空間或進(jìn)行磁屏蔽,以減小對其他電路的影響。 在PCB的關(guān)鍵部位要配置適當(dāng)?shù)母哳l退耦電容,如在PCB電源的輸入端應(yīng)接一個10F100 F的電解電容,在集成電路的電源引腳附近都應(yīng)接一個0.01 pF左右的瓷片電容。有些電路還要配置適當(dāng)?shù)母哳l或低頻扼流圈,以減小高低頻電路之間的影響。這一點(diǎn)在原理圖設(shè)計和繪制時就應(yīng)給予考慮,否則也將會影響電路的工作性能。 元器件排列時的間距要適當(dāng),其間距應(yīng)考慮到它們之間有無可能被擊穿或打火。 含推挽電路、橋式電路的放大器,布置時應(yīng)注意元器件電參數(shù)的對稱性和結(jié)構(gòu)的對稱性,使對稱元器件的分布參數(shù)盡可能一致。 在對主要元器件完成手動布局后,應(yīng)采用

37、元器件鎖定的方法,使這些元器件不會在自動布局時移動。即執(zhí)行Edit change命令或在元器件的Properties選中Locked就可以將其鎖定不再移動。 1.3 普通元器件的放置 對于普通的元器件,如電阻、電容等,應(yīng)從元器件的排列整齊、占用空間大小、布線的可通性和焊接的方便性等幾個方面考慮,可采用自動布局的方式。 2 布線的設(shè)計 布線是在合理布局的基礎(chǔ)上實現(xiàn)高頻PCB 設(shè)計的總體要求。布線包括自動布線和手動布線兩種方式。通常,無論關(guān)鍵信號線的數(shù)量有多少,首先對這些信號線進(jìn)行手動布線,布線完成后對這些信號線布線進(jìn)行仔細(xì)檢查,檢查通過后將其固定,再對其他布線進(jìn)行自動布線。即采用手動和自動布線相

38、結(jié)合來完成PCB的布線。 在高頻PCB的布線過程中應(yīng)特別注意以下幾個方面問題。 2.1 布線的走向 電路的布線最好按照信號的流向采用全直線,需要轉(zhuǎn)折時可用45°折線或圓弧曲線來完成,這樣可以減少高頻信號對外的發(fā)射和相互間的耦合。高頻信號線的布線應(yīng)盡可能短。要根據(jù)電路的工作頻率,合理地選擇信號線布線的長度,這樣可以減少分布參數(shù),降低信號的損耗。制作雙面板時,在相鄰的兩個層面上布線最好相互垂直、斜交或彎曲相交。避免相互平行,這樣可以減少相互干擾和寄生耦合。 高頻信號線與低頻信號線要盡可能分開,必要時采取屏蔽措施,防止相互間干擾。對于接收比較弱的信號輸入端,容易受到外界信號的干擾,可以利用

39、地線做屏蔽將其包圍起來或做好高頻接插件的屏蔽。同一層面上應(yīng)該避免平行走線,否則會引入分布參數(shù),對電路產(chǎn)生影響。若無法避免時可在兩平行線之間引入一條接地的銅箔,構(gòu)成隔離線。 在數(shù)字電路中,對于差分信號線,應(yīng)成對地走線,盡量使它們平行、靠近一些,并且長短相差不大。 2.2 布線的形式 在PCB的布線過程中,走線的最小寬度由導(dǎo)線與絕緣層基板之間的粘附強(qiáng)度以及流過導(dǎo)線的電流強(qiáng)度所決定。當(dāng)銅箔的厚度為0.05mm、寬度為1mm 1.5 mm時,可以通過2A電流。溫度不會高于3 ,除一些比較特殊的走線外,同一層面上的其他布線寬度應(yīng)盡可能一致。在高頻電路中布線的間距將影響分布電容和電感的大小,從而影響信號的

40、損耗、電路的穩(wěn)定性以及引起信號的干擾等。在高速開關(guān)電路中,導(dǎo)線的間距將影響信號的傳輸時間及波形的質(zhì)量。因此,布線的最小間距應(yīng)大于或等于0.5 mm,只要允許,PCB布線最好采用比較寬的線。 印制導(dǎo)線與PCB的邊緣應(yīng)留有一定的距離(不小于板厚) ,這樣不僅便于安裝和進(jìn)行機(jī)械加工,而且還提高了絕緣性能。 布線中遇到只有繞大圈才能連接的線路時,要利用飛線,即直接用短線連接來減少長距離走線帶來的干擾。 含有磁敏元件的電路其對周圍磁場比較敏感,而高頻電路工作時布線的拐彎處容易輻射電磁波,如果PCB中放置了磁敏元件,則應(yīng)保證布線拐角與其有一定的距離。 同一層面上的布線不允許有交叉。對于可能交叉的線條,可用“鉆”與“繞”的辦法解決,即讓某引線從其他的電阻、電容、三極管等器件引腳下的空隙處“鉆”過去,或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去。在特殊情況下,如果電路很復(fù)雜,為了簡化設(shè)計,也允許用導(dǎo)線跨接解決交叉問題。 當(dāng)高頻電路工作頻率較高時,還需要考慮布線的阻抗匹配及天線效應(yīng)問題。 2.