一个布局是否合理没有判断标准,可以采用一些相对简单的标准来判断布局的优劣。最常用的标准就是使飞线总长度尽可能短。一般来说,飞线总长度越短,意味着布线总长度也是越短(注意:这只是相对于大多数情况是正确的,并不是完全正确);走线越短,走线所占据的印制板面积也就越小,布通率越高。在走线尽可能短的同时,还必须考虑布线密度的问题。如何布局才能使飞线总长度最短并且保证布局密度不至于过高而不能实现是个很复杂的问题。因为,调整布局就是调整封装的放置位置,一个封装的焊盘往往和几个甚至几十个网络同时相关联,减小一个网络飞线长度可能会增长另一个网络的飞线长度。如何能够调整封装的位置到最佳点实在给不出太实用的标准,实际操作时,主要依靠设计者的经验观查屏幕显示的飞线是否简捷、有序和计算出的总长度是否最短。飞线是手工布局和布线的主要参考标准,手工调整布局时尽量使飞线走最短路径,手工布线时常常按照飞线指示的路径连接各个焊盘。Protel的飞线优化算法可以有效地解决飞线连接的最短路径问题。飞线的连接策略Protel提供了两种飞线连接方式供使用者选择:顺序飞线和最短树飞线。在布线参数设置中的飞线模式页可以设置飞线连接策略,应该选择最短树策略。动态飞线在有关飞线显示和控制一节中已经讲到: 执行显示网络飞线、显示封装飞线和显示全部飞线命令之一后飞线显示开关打开,执行隐含全部飞线命令后飞线显示开关关闭。
相信对做硬件的工程师,毕业开始进公司时,在设计PCB时,老工程师都会对他说,PCB走线不要走直角,走线一定要短,电容一定要就近摆放等等。但是一开始我们可能都不了解为什么这样做,就凭他们的几句经验对我们来说是远远不够的哦,当然如果你没有注意这些细节问题,今后又犯了,可能又会被他们骂,“都说了多少遍了电容一定要就近摆放,放远了起不到效果等等”,往往经验告诉我们其实那些老工程师也是只有一部分人才真正掌握其中的奥妙,我们一开始不会也不用难过,多看看资料很快就能掌握的。直到被骂好几次后我们回去找相关资料,为什么设计PCB电容要就近摆放呢,等看了资料后就能了解一些,可是网上的资料很杂散,很少能找到一个很全方面讲解的。下面这些内容是我转载的一篇关于电容去耦半径的讲解,相信你看了之后可以很牛x的回答和避免类似问题的发生。老师问: 为什么去耦电容就近摆放呢?学生答: 因为它有有效半径哦,放的远了失效的。电容去耦的一个重要问题是电容的去耦半径。大多数资料中都会提到电容摆放要尽量靠近芯片,多数资料都是从减小回路电感的角度来谈这个摆放距离问题。确实,减小电感是一个重要原因,但是还有一个重要的原因大多数资料都没有提及,那就是电容去耦半径问题。如果电容摆放离芯片过远,超出了它的去耦半径,电容将失去它的去耦的作用。理解去耦半径最好的办法就是考察噪声源和电容补偿电流之间的相位关系。当芯片对电流的需求发生变化时,会在电源平面的一个很小的局部区域内产生电压扰动,电容要补偿这一电流(或电压),就必须先感知到这个电压扰动。信号在介质中传播需要一定的时间,因此从发生局部电压扰动到电容感知到这一扰动之间有一个时间延迟。同样,电容的补偿电流到达扰动区也需要一个延迟。因此必然造成噪声源和电容补偿电流之间的相位上的不一致。
PCB布局规则1、在通常情况下,所有的元件均应布置在电路板的同一面上,只有顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在底层。2、在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐、美观,在一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致。3、电路板上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM以上。4、离电路板边缘一般不小于2MM.电路板的最佳形状为矩形,长宽比为3:2或4:3.电路板面尺大于200MM乘150MM时,应考虑电路板所能承受的机械强度。PCB设计设置技巧PCB设计在不同阶段需要进行不同的各点设置,在布局阶段可以采用大格点进行器件布局;对于IC、非定位接插件等大器件,可以选用50~100mil的格点精度进行布局,而对于电阻电容和电感等无源小器件,可采用25mil的格点进行布局。大格点的精度有利于器件的对齐和布局的美观。PCB设计布局技巧在PCB的布局设计中要分析电路板的单元,依据起功能进行布局设计,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:1、按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。2、以每个功能单元的核心元器件为中心,围绕他来进行布局。元器件应均匀、整体、紧凑的排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。3、在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件并行排列,这样不但美观,而且装旱容易,易于批量生产。
北京厂家PCB抄板设计覆铜,就是将PCB上闲置的空间作为基准面,然后用固体铜填充,这些铜区又称为灌铜。厂家PCB抄板设计敷铜的意义在于,减小地线阻抗,提高抗干扰能力;降低压降,提高电源效率;还有,与地线相连,减小环路面积。如果PCB的地较多,有SGND、AGND、GND,等等,如何覆铜?我的做法是,根据PCB板面位置的不同,分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜,数字地和模拟地分开来敷铜自不多言。同时在覆铜之前,首先加粗相应的电源连线:V5.0V、V3.6V、V3.3V(SD卡供电),等等。这样一来,就形成了多个不同形状的多变形结构。覆铜需要处理好几个问题:一是不同地的单点连接,二是晶振附近的覆铜,电路中的晶振为一高频发射源,做法是在环绕晶振敷铜,然后将晶振的外壳另行接地。三是孤岛(死区)问题,如果觉得很大,那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事。另外,大面积覆铜好还是网格覆铜好,不好一概而论。为什么呢?大面积覆铜,如果过波峰焊时,板子就可能会翘起来,甚至会起泡。从这点来说,网格的散热性要好些。通常是高频电路对抗干扰要求高的多用网格,低频电路有大电流的电路等常用完整的铺铜。补充下:在数字电路中,特别是带MCU的电路中,兆级以上工作频率的电路,敷铜的作用就是为了降低整个地平面的阻抗。更具体的处理方法我一般是这样来操作的:各个核心模块(也都是数字电路)在允许的情况下也会分区敷铜,然后再用线把各个敷铜连接起来,这样做的目的也是为了减小各级电路之间的影响。对于数字电路模拟电路 混合的电路,地线的独立走线,以及到最后到电源滤波电容处的汇总就不多说了,大家都清楚。不过有一点:模拟电路里的地线分布,很多时候不能简单敷成一片铜皮就了事,因为模拟电路里很注重前后级的互相影响,而且模拟地也要求单点接地,所以能不能把模拟地敷成铜皮还得根据实际情况处理。(这就要求对所用到的模拟IC的一些特殊性能还是要了解的)
随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增加,信号完整性已经成为高速数字PCB设计必须关心的问题之一。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等因素,都会引起信号完整性问题,导致系统工作不稳定,甚至完全不工作。如何在PCB板的设计过程中充分考虑到信号完整性的因素,并采取有效的控制措施,已经成为当今PCB设计业界中的一个热门课题。基于信号完整性计算机分析的高速数字PCB板设计方法能有效地实现PCB设计的信号完整性。1. 信号完整性问题概述信号完整性(SI)是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC,则该电路具有较好的信号完整性。反之,当信号不能正常响应时,就出现了信号完整性问题。从广义上讲,信号完整性问题主要表现为5个方面:延迟、反射、串扰、同步切换噪声(SSN)和电磁兼容性(EMI)。延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输,信号从发送端发出到达接收端,其间存在一个传输延迟。信号的延迟会对系统的时序产生影响,在高速数字系统中,传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数。另外,当PCB板上导线(高速数字系统中称为传输线)的特征阻抗与负载阻抗不匹配时,信号到达接收端后有一部分能量将沿着传输线反射回去,使信号波形发生畸变,甚至出现信号的过冲和下冲。信号如果在传输线上来回反射,就会产生振铃和环绕振荡。
1.系统布局是否保证布线的合理或者最优,是否能保证布线的可靠进行,是否能保证电路工作的可靠性。在布局的时候需要对信号的走向以及电源和地线网络有整体的了解和规划。2.印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符,能否符合PCB制造工艺要求、有无行为标记。这一点需要特别注意,不少PCB板的电路布局和布线都设计得很漂亮、合理,但是疏忽了定位接插件的精确定位,导致设计的电路无法和其他电路对接。3.元件在二维、三维空间上有无冲突。注意器件的实际尺寸,特别是器件的高度。在焊接免布局的元器件,高度一般不能超过3mm。4.元件布局是否疏密有序、排列整齐,是否全部布完。在元器件布局的时候,不仅要考虑信号的走向和信号的类型、需要注意或者保护的地方,同时也要考虑器件布局的整体密度,做到疏密均匀。5.需经常更换的元件能否方便地更换,插件板插入设备是否方便。应保证经常更换的元器件的更换和接插的方便和可靠。6.调整可调元件是否方便。7.热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离。8.在需要散热的地方是否装有散热器或者风扇,空气流是否通畅。应注意元器件和电路板的散热。9.信号走向是否顺畅且互连最短。10.插头、插座等与机械设计是否矛盾。11.线路的干扰问题是否有所考虑。12.电路板的机械强度和性能是否有所考虑。13.电路板布局的艺术性及其美观性。