CobiNet(寧波)推薦文章： PCB布線，就是鋪設(shè)通電信號(hào)的道路連接各個(gè)器件，這好比修道路，連接各個(gè)城市通汽車，道路建設(shè)要求一去一回兩條線，PCB布線同樣道理，需要形成一個(gè)兩條線的回路，對(duì)于低頻電路角度上講，是回路，對(duì)于高速電磁場(chǎng)來(lái)講，是傳輸線，最常見(jiàn)的如差分信號(hào)線。比如USB、網(wǎng)線等。
差分信號(hào)線，是連接器件信號(hào)的理想模型。對(duì)信號(hào)要求越高的，越要靠近差分信號(hào)線。
一塊板子器件非常多，若都按差分線布，一是PCB的面積太大，二是要布2N條線，工作量太大，難度也很大，于是人們針對(duì)實(shí)際需求提出了多層PCB的概念，最典型的就是雙面PCB板。把底部一層作為公共的參考回路，這樣布線只需要布N+1根即可，PCB版面也大大縮小。
每個(gè)layout工程師對(duì)layout都有自己的理解方式，同一塊PCB，不同的layout工程師會(huì)畫(huà)出不同的效果，在不影響PCB的性能的前提下，元器件的placement和layout是否美觀這就是看layout工程師的能力了，可以說(shuō)一位優(yōu)秀的layout工程師就是一個(gè)藝術(shù)家！
下圖為VPX機(jī)箱板卡的TOP絲印層：
可以看出從器件排布來(lái)看，一些芯片的濾波退耦電容都緊靠芯片周圍，F(xiàn)PGA掛的幾顆DDR盡量也都靠近FPGA，并且排布整齊，打開(kāi)TOP層：是否就感覺(jué)很復(fù)雜很高端的樣子了？
歸根到底，PCBlayout再好看，前提得把功能，性能跑通了，否則就是渣。像這種系統(tǒng)級(jí)板卡，硬件成本上萬(wàn)，能把功能實(shí)現(xiàn)就不錯(cuò)了，從老手來(lái)講，看到你的的元器件導(dǎo)入以后，基本就可以估計(jì)出板卡layout需要多長(zhǎng)時(shí)間，板卡不是層數(shù)越多越牛逼，層數(shù)多的有些時(shí)候是為了照顧敏感信號(hào)才加的，有可能一層才有幾根線，為什么有些時(shí)候別人布板用四層，你卻用六層，你有沒(méi)有考慮過(guò)你對(duì)有些信號(hào)的布線長(zhǎng)度是信號(hào)線還是傳輸線，是否會(huì)受干擾等方面考慮。
一般情況下，板卡優(yōu)先看布局是否模塊化，整齊的前提是要保證敏感信號(hào)是否是經(jīng)過(guò)優(yōu)先處理的整體器件的擺放是否整齊，都是要看時(shí)間的，有經(jīng)驗(yàn)的會(huì)在布局初期的時(shí)候就把敏感信號(hào)的走向，走層，器件第一管腿朝向，阻容方向，焊接時(shí)板卡過(guò)機(jī)器的的方向，板卡出問(wèn)題時(shí)器件維修時(shí)對(duì)周圍器件的影響都考慮在內(nèi)。
一般常見(jiàn)的絲印呀，注釋呀，測(cè)試點(diǎn)呀等等的放置位置也體現(xiàn)了基本功，對(duì)于那些同一板卡用了多個(gè)相同的電路的，我只想說(shuō)這只是調(diào)整移動(dòng)間距分分鐘就能實(shí)現(xiàn)的，高手高在哪里，同樣是板卡，還是看誰(shuí)的性能穩(wěn)定，出板速度快。
一般PCB基本設(shè)計(jì)流程如下：前期準(zhǔn)備-----PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-----PCB布局-----布線-----布線優(yōu)化和絲印-----網(wǎng)絡(luò)和DRC檢查和結(jié)構(gòu)檢查-----制版。
PCB布線的順序：
布線要整齊劃一，不能縱橫交錯(cuò)毫無(wú)章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個(gè)別要求的情況下實(shí)現(xiàn)，否則就是舍本逐末了，在PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程中，布線一般有這么三種境界的劃分：
（1）首先是布通，這時(shí)PCB設(shè)計(jì)時(shí)的最基本的要求。如果線路都沒(méi)布通，搞得到處是飛線，那將是一塊不合格的板子，可以說(shuō)還沒(méi)入門(mén)。
（2）其次是電器性能的滿足，這是衡量一塊 印刷電路板是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。這是在布通之后，認(rèn)真調(diào)整布線，使其能達(dá)到最佳的電器性能。
（3）接著是美觀，假如你的布線布通了，也沒(méi)有什么影響電器性能的地方， 但是一眼看過(guò)去雜亂無(wú)章的，加上五彩繽紛、花花綠綠的，那就算你的電器性能怎么好，在別人眼里還是垃圾一塊。這樣給測(cè)試和維修帶來(lái)極大的不便。
PCB布線原則：
（1）關(guān)鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護(hù)地。
（2）關(guān)鍵信號(hào)應(yīng)預(yù)留測(cè)試點(diǎn)，以方便生產(chǎn)和維修檢測(cè)用
（3）任何信號(hào)線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量??；信號(hào)線的過(guò)孔要盡量少；
（4）通過(guò)扁平電纜傳送敏感信號(hào)和噪聲場(chǎng)帶信號(hào)時(shí)，要用“地線-信號(hào)-地線”的方式引出。
（5）預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線（如高頻線）進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
（6）振蕩器外殼接地，時(shí)鐘線要盡量短，且不能引得到處都是。時(shí)鐘振蕩電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積，而不應(yīng)該走其它信號(hào)線，以使周圍電場(chǎng)趨近于零；
（7）盡可能采用45o的折線布線，不可使用90o折線，以減小高頻信號(hào)的輻射；（要求高的線還要用雙弧線）
（8）原理圖布線完成后，應(yīng)對(duì)布線進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)，經(jīng)初步網(wǎng)絡(luò)檢查和DRC檢查無(wú)誤后，對(duì)未布線區(qū)域進(jìn)行地線填充，用大面積銅層作地線用，在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線用?；蚴亲龀啥鄬影澹娫?，地線各占用一層。
（9）一般情況下，首先應(yīng)對(duì)電源線和地線進(jìn)行布線，以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi)，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系 是：地線＞電源線＞信號(hào)線，通常信號(hào)線寬為：0.2～0.3mm，最細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07mm，電源線一般為1.2～2.5mm。對(duì)數(shù)字電路的 PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路， 即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用（模擬電路的地則不能這樣使用）
PCBLayout工程師設(shè)計(jì)完成的PCB板，看能否符合如下要求，符合條數(shù)越多，設(shè)計(jì)水平越厲害：
1、功能運(yùn)行正常；
2、滿足EMC測(cè)試要求；
3、PCB性價(jià)比高；
4、布局、布線整潔美觀；
5、設(shè)計(jì)時(shí)間短，工作效率高；
對(duì)于高頻、大電流方面的PCB布線，比如開(kāi)關(guān)電源等，最忌諱的就是驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸出強(qiáng)電流、強(qiáng)電壓干擾。MOS管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，很容易受輸出強(qiáng)電流的影響，兩者要保持一定的距離，不要靠的太近。模擬音響時(shí)代，運(yùn)放放大倍數(shù)過(guò)高，就會(huì)出現(xiàn)自激效應(yīng)，原因同MOS管一樣。
PCB布線的載體是PCB板，一般參考地跟PCB板邊離1mm附近，信號(hào)線離參考地邊緣1mm附近，這樣把信號(hào)都約束在PCB板內(nèi)，可以降低EMC輻射，當(dāng)對(duì)PCB設(shè)計(jì)還沒(méi)有概念的，就多想想我們?nèi)粘５牡缆?，兩者完全一致?/p>
總之，單單講PCB的層數(shù)和速率是不能評(píng)定技術(shù)厲害與否，當(dāng)器件數(shù)量多、信號(hào)速率高等相同的條件下，能以面積越小，層數(shù)越少，設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本越低的板子完成設(shè)計(jì)，并保證良好的電氣性能和布局布線美觀。做到這些，相對(duì)比較厲害。
文章編輯：CobiNet(寧波)
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