PCB板基礎(chǔ)知識(shí)布局原則布線(xiàn)技巧設(shè)計(jì)規(guī)則教學(xué)內(nèi)容

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PCB板基礎(chǔ)知識(shí)布局原則布線(xiàn)技巧設(shè)計(jì)規(guī)則-PCB板基礎(chǔ)知識(shí)PCB板的元素工作層面對(duì)于印制電路板來(lái)說(shuō)，工作層面可以分為6大類(lèi)，信號(hào)層（signallayer）內(nèi)部電源/接地層（internalplanelayer）機(jī)械層（mechanicallayer）主要用來(lái)放置物理邊界和放置尺寸標(biāo)注等信息，起到相應(yīng)的提示作用。EDA軟件可以提供16層的機(jī)械層。防護(hù)層（masklayer）包括錫膏層和阻焊層兩大類(lèi)。錫膏層主要用于將表面貼元器件粘貼在PCB上，阻焊層用于防止焊錫鍍?cè)诓粦?yīng)該焊接的地方。絲印層（silkscr

2、eenlayer）在PCB板的TOP和BOTTOM層表面繪制元器件的外觀輪廓和放置字符串等。例如元器件的標(biāo)識(shí)、標(biāo)稱(chēng)值等以及放置廠家標(biāo)志，生產(chǎn)日期等。同時(shí)也是印制電路板上用來(lái)焊接元器件位置的依據(jù)，作用是使PCB板具有可讀性，便于電路的安裝和維修。其他工作層（otherlayer）禁止布線(xiàn)層KeepOutLayer鉆孔導(dǎo)引層drillguidelayer鉆孔圖層drilldrawinglayer復(fù)合層multi-layer元器件封裝是實(shí)際元器件焊接到PCB板時(shí)的焊接位置與焊接形狀，包括了實(shí)際元器件的外形尺寸，所占空間位置，各管腳之間的間距等。元器件封裝是一個(gè)空間的功能，對(duì)于不同的元器件可以有相同的

3、封裝，同樣相同功能的元器件可以有不同的封裝。因此在制作PCB板時(shí)必須同時(shí)知道元器件的名稱(chēng)和封裝形式。元器件封裝分類(lèi)通孔式元器件封裝（THT，throughholetechnology）表面貼元件封裝（SMTSurfacemountedtechnology）另一種常用的分類(lèi)方法是從封裝外形分類(lèi)：SIP單列直插封裝DIP雙列直插封裝PLCC塑料引線(xiàn)芯片載體封裝PQFP塑料四方扁平封裝SOP小尺寸封裝TSOP薄型小尺寸封裝PPGA塑料針狀柵格陣列封裝PBGA塑料球柵陣列封裝CSP芯片級(jí)封裝(2)元器件封裝編號(hào)編號(hào)原則：元器件類(lèi)型+引腳距離（或引腳數(shù)）+元器件外形尺寸例如AXIAL-0.3DIP14R

4、AD0.1RB7.6-15等。（3）常見(jiàn)元器件封裝電阻類(lèi)普通電阻AXIAL-SKIPIF10,其中SKIPIF10表示元件引腳間的距離；可變電阻類(lèi)元件封裝的編號(hào)為VRSKIPIF10,其中SKIPIF10表示元件的類(lèi)別。電容類(lèi)非極性電容編號(hào)RADSKIPIF10,其中SKIPIF10表示元件引腳間的距離。極性電容編號(hào)RBSKIPIF10-SKIPIF10，SKIPIF10表示元件引腳間的距離，SKIPIF10表示元件的直徑。二極管類(lèi)編號(hào)DIODE-SKIPIF10,其中SKIPIF15mm。其它貼片元件相互間的距離0.7mm；貼裝元件焊盤(pán)的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm；有壓接件的PC

5、B，壓接的接插件周?chē)?mm內(nèi)不能有插裝元、器件，在焊接面其周?chē)?mm內(nèi)也不能有貼裝元、器件。11.IC去耦電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳，并使之與電源和地之間形成的回路最短。12.元件布局時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起,以便于將來(lái)的電源分隔。13.用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根據(jù)其屬性合理布置。串聯(lián)匹配電阻的布局要靠近該信號(hào)的驅(qū)動(dòng)端，距離一般不超過(guò)500mil。匹配電阻、電容的布局一定要分清信號(hào)的源端與終端，對(duì)于多負(fù)載的終端匹配一定要在信號(hào)的最遠(yuǎn)端匹配。14.布局完成后打印出裝配圖供原理圖設(shè)計(jì)者檢查器件封裝的正確性，并且確認(rèn)單板、背板和接插件的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)確認(rèn)無(wú)誤

6、后方可開(kāi)始布線(xiàn)。布線(xiàn)布線(xiàn)是整個(gè)PCB設(shè)計(jì)中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。在PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程中，布線(xiàn)一般有這么三種境界的劃分：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(xiàn)路都沒(méi)布通，搞得到處是飛線(xiàn)，那將是一塊不合格的板子，可以說(shuō)還沒(méi)入門(mén)。其次是電器性能的滿(mǎn)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(xiàn)，使其能達(dá)到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線(xiàn)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。布線(xiàn)要整齊劃一，不能縱橫交錯(cuò)

7、毫無(wú)章法。這些都要在保證電器性能和滿(mǎn)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。布線(xiàn)時(shí)主要按以下原則進(jìn)行：一般情況下，首先應(yīng)對(duì)電源線(xiàn)和地線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn)，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(xiàn)寬度，最好是地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬，它們的關(guān)系是：地線(xiàn)電源線(xiàn)信號(hào)線(xiàn)，通常信號(hào)線(xiàn)寬為：0.20.3mm，最細(xì)寬度可達(dá)0.050.07mm，電源線(xiàn)一般為1.22.5mm。對(duì)數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線(xiàn)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）預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線(xiàn)（如高頻線(xiàn)）進(jìn)行布線(xiàn)，輸入端與輸出端的邊線(xiàn)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(xiàn)隔離，兩相鄰層的布線(xiàn)

8、要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。振蕩器外殼接地，時(shí)鐘線(xiàn)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(xiàn)，以使周?chē)妶?chǎng)趨近于零；盡可能采用45的折線(xiàn)布線(xiàn)，不可使用90折線(xiàn)，以減小高頻信號(hào)的輻射；（要求高的線(xiàn)還要用雙弧線(xiàn)）任何信號(hào)線(xiàn)都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量?。恍盘?hào)線(xiàn)的過(guò)孔要盡量少；關(guān)鍵的線(xiàn)盡量短而粗，并在兩邊加上保護(hù)地。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(xiàn)-信號(hào)-地線(xiàn)”的方式引出。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)用原理圖布線(xiàn)完成后，應(yīng)對(duì)布線(xiàn)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(xiàn)區(qū)域

9、進(jìn)行地線(xiàn)填充，用大面積銅層作地線(xiàn)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(xiàn)用。或是做成多層板，電源，地線(xiàn)各占用一層。AlitumDesigner的PCB板布線(xiàn)規(guī)則對(duì)于PCB的設(shè)計(jì)，AD提供了詳盡的10種不同的設(shè)計(jì)規(guī)則，這些設(shè)計(jì)規(guī)則則包括導(dǎo)線(xiàn)放置、導(dǎo)線(xiàn)布線(xiàn)方法、元件放置、布線(xiàn)規(guī)則、元件移動(dòng)和信號(hào)完整性等規(guī)則。根據(jù)這些規(guī)則，ProtelDXP進(jìn)行自動(dòng)布局和自動(dòng)布線(xiàn)。很大程度上，布線(xiàn)是否成功和布線(xiàn)的質(zhì)量的高低取決于設(shè)計(jì)規(guī)則的合理性，也依賴(lài)于用戶(hù)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于具體的電路可以采用不同的設(shè)計(jì)規(guī)則，如果是設(shè)計(jì)雙面板，很多規(guī)則可以采用系統(tǒng)默認(rèn)值，系統(tǒng)默認(rèn)值就是對(duì)雙面板進(jìn)行布線(xiàn)的設(shè)置。本章將對(duì)Prot

10、elDXP的布線(xiàn)規(guī)則進(jìn)行講解。6.1設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置進(jìn)入設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置對(duì)話(huà)框的方法是在PCB電路板編輯環(huán)境下，從ProtelDXP的主菜單中執(zhí)行菜單命令Desing/Rules，系統(tǒng)將彈出如圖6-1所示的PCBRulesandConstraintsEditor(PCB設(shè)計(jì)規(guī)則和約束)對(duì)話(huà)框。圖6-1PCB設(shè)計(jì)規(guī)則和約束對(duì)話(huà)框該對(duì)話(huà)框左側(cè)顯示的是設(shè)計(jì)規(guī)則的類(lèi)型，共分10類(lèi)。左邊列出的是DesingRules(設(shè)計(jì)規(guī)則)，其中包括Electrical（電氣類(lèi)型）、Routing（布線(xiàn)類(lèi)型）、SMT（表面粘著元件類(lèi)型）規(guī)則等等，右邊則顯示對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)置屬性。該對(duì)話(huà)框左下角有按鈕Priorities，單

11、擊該按鈕，可以對(duì)同時(shí)存在的多個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置優(yōu)先權(quán)的大小。對(duì)這些設(shè)計(jì)規(guī)則的基本操作有：新建規(guī)則、刪除規(guī)則、導(dǎo)出和導(dǎo)入規(guī)則等?？梢栽谧筮吶我活?lèi)規(guī)則上右擊鼠標(biāo)，將會(huì)彈出如6-2所示的菜單。在該設(shè)計(jì)規(guī)則菜單中，NewRule是新建規(guī)則；DeleteRule是刪除規(guī)則；ExportRules是將規(guī)則導(dǎo)出，將以.rul為后綴名導(dǎo)出到文件中；ImportRules是從文件中導(dǎo)入規(guī)則；Report選項(xiàng)，將當(dāng)前規(guī)則以報(bào)告文件的方式給出。圖62設(shè)計(jì)規(guī)則菜單下面，將分別介紹各類(lèi)設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)置和使用方法。6.2電氣設(shè)計(jì)規(guī)則Electrical（電氣設(shè)計(jì)）規(guī)則是設(shè)置電路板在布線(xiàn)時(shí)必須遵守，包括安全距離、短路允許等4個(gè)小

12、方面設(shè)置。1Clearance（安全距離）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置安全距離設(shè)置的是PCB電路板在布置銅膜導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，元件焊盤(pán)和焊盤(pán)之間、焊盤(pán)和導(dǎo)線(xiàn)之間、導(dǎo)線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)之間的最小的距離。下面以新建一個(gè)安全規(guī)則為例，簡(jiǎn)單介紹安全距離的設(shè)置方法。（1）在Clearance上右擊鼠標(biāo)，從彈出的快捷菜單中選擇NewRule選項(xiàng)，如圖6-3所示。圖6-3新建規(guī)則系統(tǒng)將自動(dòng)當(dāng)前設(shè)計(jì)規(guī)則為準(zhǔn)，生成名為Clearance_1的新設(shè)計(jì)規(guī)則，其設(shè)置對(duì)話(huà)框如圖6-4所示。圖6-4新建Clearance_1設(shè)計(jì)規(guī)則（2）在WheretheFirstobjectmatches選項(xiàng)區(qū)域中選定一種電氣類(lèi)型。在這里選定Net單選項(xiàng)，同時(shí)在下拉菜單

13、中選擇在設(shè)定的任一網(wǎng)絡(luò)名。在右邊FullQuery中出現(xiàn)InNet（）字樣，其中括號(hào)里也會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)名。（3）同樣的在wheretheSecondobjectmatches選項(xiàng)區(qū)域中也選定Net單選項(xiàng)，從下拉菜單中選擇另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)名。（4）在Constraints選項(xiàng)區(qū)域中的MinimumClearance文本框里輸入8mil。這里Mil為英制單位，1mil=10-3inch,linch=2.54cm。文中其他位置的mil也代表同樣的長(zhǎng)度單位。（5）單擊Close按鈕，將退出設(shè)置，系統(tǒng)自動(dòng)保存更改。設(shè)計(jì)完成效果如圖6-5所示。圖6-5設(shè)置最小距離2ShortCircuit（短路）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)

14、置短路設(shè)置就是否允許電路中有導(dǎo)線(xiàn)交叉短路。設(shè)置方法同上，系統(tǒng)默認(rèn)不允許短路，即取消AllowShortCircuit復(fù)選項(xiàng)的選定，如圖6-6所示。圖6-6短路是否允許設(shè)置3Un-RoutedNet（未布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置可以指定網(wǎng)絡(luò)、檢查網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)是否成功，如果不成功，將保持用飛線(xiàn)連接。4Un-connectedPin（未連接管腳）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置對(duì)指定的網(wǎng)絡(luò)檢查是否所有元件管腳都連線(xiàn)了。6.3布線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則Routing（布線(xiàn)設(shè)計(jì)）規(guī)則主要有如下幾種。1Width（導(dǎo)線(xiàn)寬度）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置導(dǎo)線(xiàn)的寬度有三個(gè)值可以供設(shè)置，分別為Maxwidth（最大寬度）、PreferredWidth（最佳寬度）、Mi

15、nwidth（最小寬度）三個(gè)值，如圖6-7所示。系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)寬度的默認(rèn)值為10mil，單擊每個(gè)項(xiàng)直接輸入數(shù)值進(jìn)行更改。這里采用系統(tǒng)默認(rèn)值10mil設(shè)置導(dǎo)線(xiàn)寬度。圖6-7設(shè)置導(dǎo)線(xiàn)寬度2.RoutingTopology（布線(xiàn)拓?fù)洌┻x項(xiàng)區(qū)域設(shè)置拓?fù)湟?guī)則定義是采用的布線(xiàn)的拓?fù)溥壿嫾s束。ProtelDXP中常用的布線(xiàn)約束為統(tǒng)計(jì)最短邏輯規(guī)則，用戶(hù)可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)選擇不同的布線(xiàn)拓?fù)湟?guī)則。ProtelDXP提供了以下幾種布線(xiàn)拓?fù)湟?guī)則。Shortest(最短)規(guī)則設(shè)置最短規(guī)則設(shè)置如圖6-8所示，從Topology下拉菜單中選擇Shortest選項(xiàng)，該選項(xiàng)的定義是在布線(xiàn)時(shí)連接所有節(jié)點(diǎn)的連線(xiàn)最短規(guī)則。圖6-8最短拓?fù)?/p>

16、邏輯Horizontal（水平）規(guī)則設(shè)置水平規(guī)則設(shè)置如圖6-9所示，從Topoogy下拉菜單中選擇Horizontal選基。它采用連接節(jié)點(diǎn)的水平連線(xiàn)最短規(guī)則。圖6-9水平拓?fù)湟?guī)則Vertical（垂直）規(guī)則設(shè)置垂直規(guī)則設(shè)置如圖6-10所示，從Tolpoogy下拉菜單中選擇Vertical選項(xiàng)。它采和是連接所有節(jié)點(diǎn)，在垂直方向連線(xiàn)最短規(guī)則。圖6-10垂直拓?fù)湟?guī)則DaisySimple（簡(jiǎn)單雛菊）規(guī)則設(shè)置簡(jiǎn)單雛菊規(guī)則設(shè)置如圖6-11所示，從Tolpoogy下拉菜單中選擇Daisysimple選項(xiàng)。它采用的是使用鏈?zhǔn)竭B通法則，從一點(diǎn)到另一點(diǎn)連通所有的節(jié)點(diǎn)，并使連線(xiàn)最短。圖6-11簡(jiǎn)單雛菊規(guī)則Dais

17、y-MidDriven（雛菊中點(diǎn)）規(guī)則設(shè)置雛菊中點(diǎn)規(guī)則設(shè)置如圖6-12所示，從Tolpoogy下拉菜單中選擇Daisy_MidDiven選項(xiàng)。該規(guī)則選擇一個(gè)Source（源點(diǎn)），以它為中心向左右連通所有的節(jié)點(diǎn)，并使連線(xiàn)最短。圖6-12雛菊中點(diǎn)規(guī)則DaisyBalanced（雛菊平衡）規(guī)則設(shè)置雛菊平衡規(guī)則設(shè)置如圖6-13所示，從Tolpoogy下拉菜單中選擇DaisyBalanced選項(xiàng)。它也選擇一個(gè)源點(diǎn)，將所有的中間節(jié)點(diǎn)數(shù)目平均分成組，所有的組都連接在源點(diǎn)上，并使連線(xiàn)最短。圖6-13雛菊平衡規(guī)則StarBurst（星形）規(guī)則設(shè)置星形規(guī)則設(shè)置如圖6-14所示，從Tolpoogy下拉菜單中選擇St

18、arBurst選項(xiàng)。該規(guī)則也是采用選擇一個(gè)源點(diǎn)，以星形方式去連接別的節(jié)點(diǎn)，并使連線(xiàn)最短。圖6-14StarBurst（星形）規(guī)則3.RoutingRriority（布線(xiàn)優(yōu)先級(jí)別）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則用于設(shè)置布線(xiàn)的優(yōu)先次序，設(shè)置的范圍從0100，數(shù)值越大，優(yōu)先級(jí)越高，如圖6-15所示。圖6-15布線(xiàn)優(yōu)先級(jí)設(shè)置4.RoutingLayers（布線(xiàn)圖）選毆區(qū)域設(shè)置該規(guī)則設(shè)置布線(xiàn)板導(dǎo)的導(dǎo)線(xiàn)走線(xiàn)方法。包括頂層和底層布線(xiàn)層，共有32個(gè)布線(xiàn)層可以設(shè)置，如圖6-16所示。圖6-16布線(xiàn)層設(shè)置由于設(shè)計(jì)的是雙層板，故Mid-Layer1到Mid-Layer30都不存在的，該選項(xiàng)為灰色不能使用，只能使用TopLaye

19、r和BottomLayer兩層。每層對(duì)應(yīng)的右邊為該層的布線(xiàn)走法。ProteDXP提供了11種布線(xiàn)走法，如圖6-17所示。圖6-1711種布線(xiàn)法各種布線(xiàn)方法為：NotUsed該層不進(jìn)行布線(xiàn)；Horizontal該層按水平方向布線(xiàn);Vertical該層為垂直方向布線(xiàn)；Any該層可以任意方向布線(xiàn)；Clock該層為按一點(diǎn)鐘方向布線(xiàn)；Clock該層為按兩點(diǎn)鐘方向布線(xiàn)；Clock該層為按四點(diǎn)鐘方向布線(xiàn)；Clock該層為按五點(diǎn)鐘方向布線(xiàn)；45Up該層為向上45方向布線(xiàn)、45Down該層為向下45方法布線(xiàn)；FanOut該層以扇形方式布線(xiàn)。對(duì)于系統(tǒng)默認(rèn)的雙面板情況，一面布線(xiàn)采用Horizontal方式另一面采用

20、Vertical方式。5RoutingCorners（拐角）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置布線(xiàn)的拐角可以有45拐角、90拐角和圓形拐角三種，如圖618所示。圖618拐角設(shè)置從Style上拉菜單欄中可以選擇拐角的類(lèi)型。如圖616中Setback文本框用于設(shè)定拐角的長(zhǎng)度。To文本框用于設(shè)置拐角的大小。對(duì)于90拐角如圖619所示，圓形拐角設(shè)置如圖620所示。圖61990拐角設(shè)置圖620圓形拐角設(shè)置6RoutingViaStyle（導(dǎo)孔）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則設(shè)置用于設(shè)置布線(xiàn)中導(dǎo)孔的尺寸，其界面如圖621所示。圖621導(dǎo)孔設(shè)置可以調(diào)協(xié)的參數(shù)有導(dǎo)孔的直徑viaDiameter和導(dǎo)孔中的通孔直徑ViaHoleSize，包括Ma

21、ximum（最大值）、Minimum（最小值）和Preferred（最佳值）。設(shè)置時(shí)需注意導(dǎo)孔直徑和通孔直徑的差值不宜過(guò)小，否則將不宜于制板加工。合適的差值在10mil以上。6.4阻焊層設(shè)計(jì)規(guī)則Mask（阻焊層設(shè)計(jì)）規(guī)則用于設(shè)置焊盤(pán)到阻焊層的距離，有如下幾種規(guī)則。1SolderMaskExpansion（阻焊層延伸量）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則用于設(shè)計(jì)從焊盤(pán)到阻礙焊層之間的延伸距離。在電路板的制作時(shí)，阻焊層要預(yù)留一部分空間給焊盤(pán)。這個(gè)延伸量就是防止阻焊層和焊盤(pán)相重疊，如圖622所示系統(tǒng)默認(rèn)值為4mil,Expansion設(shè)置預(yù)為設(shè)置延伸量的大小。圖622阻焊層延伸量設(shè)置2PasteMaskExpans

22、ion（表面粘著元件延伸量）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則設(shè)置表面粘著元件的焊盤(pán)和焊錫層孔之間的距離，如圖623所示，圖中的Expansion設(shè)置項(xiàng)為設(shè)置延伸量的大小。圖623表面粘著元件延伸量設(shè)置6.5內(nèi)層設(shè)計(jì)規(guī)則Plane（內(nèi)層設(shè)計(jì)）規(guī)則用于多層板設(shè)計(jì)中，有如下幾種設(shè)置規(guī)則。1PowerPlaneConnectStyle（電源層連接方式）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置電源層連接方式規(guī)則用于設(shè)置導(dǎo)孔到電源層的連接，其設(shè)置界面如圖624所示。圖624電源層連接方式設(shè)置圖中共有5項(xiàng)設(shè)置項(xiàng)，分別是：ConnerStyle下拉列表：用于設(shè)置電源層和導(dǎo)孔的連接風(fēng)格。下拉列表中有3個(gè)選項(xiàng)可以選擇：ReliefConnect（發(fā)散狀連

23、接）、Directconnect（直接連接）和NoConnect（不連接）。工程制板中多采用發(fā)散狀連接風(fēng)格。CondctorWidth文本框：用于設(shè)置導(dǎo)通的導(dǎo)線(xiàn)寬度。Conductors復(fù)選項(xiàng)：用于選擇連通的導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目，可以有2條或者4條導(dǎo)線(xiàn)供選擇。Air-Gap文本框：用于設(shè)置空隙的間隔的寬度。Expansion文本框：用于設(shè)置從導(dǎo)孔到空隙的間隔之間的距離。2.PowerPlaneClearance（電源層安全距離）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則用于設(shè)置電源層與穿過(guò)它的導(dǎo)孔之間的安全距離，即防止導(dǎo)線(xiàn)短路的最小距離，設(shè)置界面如圖625所示，系統(tǒng)默認(rèn)值20mil。圖625電源層安全距離設(shè)置3PolygonC

24、onnectstyle（敷銅連接方式）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則用于設(shè)置多邊形敷銅與焊盤(pán)之間的連接方式，設(shè)置界面如圖626所示。圖626敷銅連接方式設(shè)置該設(shè)置對(duì)話(huà)框中ConnectStyle、Conductors和Conductorwidth的設(shè)置與PowerPlaneConnectStyle選項(xiàng)設(shè)置意義相同，在此不同志贅述。最后可以設(shè)定敷銅與焊盤(pán)之間的連接角度，有90angle(90)和45Angle（45）角兩種方式可選。6.6測(cè)試點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)則Testpiont（測(cè)試點(diǎn)設(shè)計(jì)）規(guī)則用于設(shè)計(jì)測(cè)試點(diǎn)的形狀、用法等，有如下幾項(xiàng)設(shè)置。1TestpointStyle（測(cè)試點(diǎn)風(fēng)格）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則中可以指定測(cè)試

25、點(diǎn)的大小和格點(diǎn)大小等，設(shè)置界面如圖627所示。圖627測(cè)試點(diǎn)風(fēng)格設(shè)置該設(shè)置對(duì)話(huà)框有如下選項(xiàng)：Size文本框?yàn)闇y(cè)試點(diǎn)的大小，HoleSize文本框?yàn)闇y(cè)試點(diǎn)的導(dǎo)孔的大小，可以指定Min（最小值）、Max（最大值）和Preferred（最優(yōu)值）。GridSize文本框：用于設(shè)置測(cè)試點(diǎn)的網(wǎng)格大小。系統(tǒng)默認(rèn)為1mil大小。Allowtestpointundercomponent復(fù)選項(xiàng)：用于選擇是否允許將測(cè)試點(diǎn)放置在元件下面。復(fù)選項(xiàng)Top、Bottom等選擇可以將測(cè)試點(diǎn)放置在哪些層面上。右邊多項(xiàng)復(fù)選項(xiàng)設(shè)置所允許的測(cè)試點(diǎn)的放置層和放置次序。系統(tǒng)默認(rèn)為所有規(guī)則都選中。2TestpointUsage（測(cè)試點(diǎn)用法

26、）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置測(cè)試點(diǎn)用法設(shè)置的界面如圖628所示。圖628測(cè)試點(diǎn)用法設(shè)置該設(shè)置對(duì)話(huà)框有如下選項(xiàng)：Allowmultipletestpointsonsamenet復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置是否可以在同一網(wǎng)絡(luò)上允許多個(gè)測(cè)試點(diǎn)存在。Testpoint選項(xiàng)區(qū)域中的單選項(xiàng)選擇對(duì)測(cè)試點(diǎn)的處理，可以是Required(必須處理)、Invalid（無(wú)效的測(cè)試點(diǎn)）和Dontcare（可忽略的測(cè)試點(diǎn)）。6.7電路板制板規(guī)則Manufacturing（電路板制板）規(guī)則用于對(duì)電路板制板的設(shè)置，有如下幾類(lèi)設(shè)置：1.MinimumannularRing（最小焊盤(pán)環(huán)寬）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置電路板制作時(shí)的最小焊盤(pán)寬度，即焊盤(pán)外直徑和導(dǎo)孔直徑之

27、間的有效期值，系統(tǒng)默認(rèn)值為10mil。2AcuteAngle（導(dǎo)線(xiàn)夾角設(shè)置）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置對(duì)于兩條銅膜導(dǎo)線(xiàn)的交角，不小于90。3Holesize（導(dǎo)孔直徑設(shè)置）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置該規(guī)則用于設(shè)置導(dǎo)孔的內(nèi)直徑大小。可以指定導(dǎo)孔的內(nèi)直徑的最大值和最小值。MeasurementMethod下拉列表中有兩種選項(xiàng)：Absolute以絕對(duì)尺寸來(lái)設(shè)計(jì)，Percent以相對(duì)的比例來(lái)設(shè)計(jì)。采用絕對(duì)尺寸的導(dǎo)孔直徑設(shè)置對(duì)話(huà)框如圖629所示（以mil為單位）。圖629導(dǎo)孔直徑設(shè)置對(duì)話(huà)框4LayersPais（使用板層對(duì)）選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置在設(shè)計(jì)多層板時(shí)，如果使用了盲導(dǎo)孔，就要在這里對(duì)板層對(duì)進(jìn)行設(shè)置。對(duì)話(huà)框中的復(fù)選取項(xiàng)用于選擇是否允許

28、使用板層對(duì)（layerspairs）設(shè)置。本章中，對(duì)ProtelDXP提供的10種布線(xiàn)規(guī)則進(jìn)行了介紹，在設(shè)計(jì)規(guī)則中介紹了每條規(guī)則的功能和設(shè)置方法。這些規(guī)則的設(shè)置屬于電路設(shè)計(jì)中的較高級(jí)的技巧，它設(shè)計(jì)到很多算法的知識(shí)。掌握這些規(guī)則的設(shè)置，就能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的PCB電路。雙面板布線(xiàn)技巧一雙面板布線(xiàn)技巧在當(dāng)今激烈競(jìng)爭(zhēng)的電池供電市場(chǎng)中，由于成本指標(biāo)限制，設(shè)計(jì)人員常常使用雙面板。盡管多層板(4層、6層及8層)方案在尺寸、噪聲和性能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，成本壓力卻促使工程師們重新考慮其布線(xiàn)策略，采用雙面板。在本文中，我們將討論自動(dòng)布線(xiàn)功能的正確使用和錯(cuò)誤使用，有無(wú)地平面時(shí)電流回路的設(shè)計(jì)策略，以及對(duì)雙面板元件布局的

29、建議。自動(dòng)布線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)以及模擬電路布線(xiàn)的注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)PCB時(shí)，往往很想使用自動(dòng)布線(xiàn)。通常，純數(shù)字的電路板(尤其信號(hào)電平比較低，電路密度比較小時(shí))采用自動(dòng)布線(xiàn)是沒(méi)有問(wèn)題的。但是，在設(shè)計(jì)模擬、混合信號(hào)或高速電路板時(shí)，如果采用布線(xiàn)軟件的自動(dòng)布線(xiàn)工具，可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，甚至很可能帶來(lái)嚴(yán)重的電路性能問(wèn)題。例如，圖1中顯示了一個(gè)采用自動(dòng)布線(xiàn)設(shè)計(jì)的雙面板的頂層。此雙面板的底層如圖2所示，這些布線(xiàn)層的電路原理圖如圖3a和圖3b所示。設(shè)計(jì)此混合信號(hào)電路板時(shí)，經(jīng)仔細(xì)考慮，將器件手工放在板上，以便將數(shù)字和模擬器件分開(kāi)放置。采用這種布線(xiàn)方案時(shí)，有幾個(gè)方面需要注意，但最麻煩的是接地。如果在頂層布地線(xiàn)，則頂層的器件都通

30、過(guò)走線(xiàn)接地。器件還在底層接地，頂層和底層的地線(xiàn)通過(guò)電路板最右側(cè)的過(guò)孔連接。當(dāng)檢查這種布線(xiàn)策略時(shí)，首先發(fā)現(xiàn)的弊端是存在多個(gè)地環(huán)路。另外，還會(huì)發(fā)現(xiàn)底層的地線(xiàn)返回路徑被水平信號(hào)線(xiàn)隔斷了。這種接地方案的可取之處是，模擬器件(12位A/D轉(zhuǎn)換器MCP3202和2.5V參考電壓源MCP4125)放在電路板的最右側(cè)，這種布局確保了這些模擬芯片下面不會(huì)有數(shù)字地信號(hào)經(jīng)過(guò)。圖3a和圖3b所示電路的手工布線(xiàn)如圖4、圖5所示。在手工布線(xiàn)時(shí)，為確保正確實(shí)現(xiàn)電路，需要遵循一些通用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：盡量采用地平面作為電流回路；將模擬地平面和數(shù)字地平面分開(kāi)；如果地平面被信號(hào)走線(xiàn)隔斷，為降低對(duì)地電流回路的干擾，應(yīng)使信號(hào)走線(xiàn)與地平面垂

31、直；模擬電路盡量靠近電路板邊緣放置，數(shù)字電路盡量靠近電源連接端放置，這樣做可以降低由數(shù)字開(kāi)關(guān)引起的di/dt效應(yīng)。這兩種雙面板都在底層布有地平面，這種做法是為了方便工程師解決問(wèn)題，使其可快速明了電路板的布線(xiàn)。廠商的演示板和評(píng)估板通常采用這種布線(xiàn)策略。但是，更為普遍的做法是將地平面布在電路板頂層，以降低電磁干擾。圖1采用自動(dòng)布線(xiàn)為圖3所示電路原理圖設(shè)計(jì)的電路板的頂層圖2采用自動(dòng)布線(xiàn)為圖3所示電路原理圖設(shè)計(jì)的電路板的底層圖3a圖1、圖2、圖4和圖5中布線(xiàn)的電路原理圖圖3b圖1、圖2、圖4和圖5中布線(xiàn)的模擬部分電路原理圖有無(wú)地平面時(shí)的電流回路設(shè)計(jì)對(duì)于電流回路，需要注意如下基本事項(xiàng)：1.如果使用走線(xiàn)，

32、應(yīng)將其盡量加粗。PCB上的接地連接如要考慮走線(xiàn)時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)將走線(xiàn)盡量加粗。這是一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則，但要知道，接地線(xiàn)的最小寬度是從此點(diǎn)到末端的有效寬度，此處“末端”指距離電源連接端最遠(yuǎn)的點(diǎn)。2.應(yīng)避免地環(huán)路。3.如果不能采用地平面，應(yīng)采用星形連接策略(見(jiàn)圖6)。通過(guò)這種方法，地電流獨(dú)立返回電源連接端。圖6中，注意到并非所有器件都有自己的回路，U1和U2是共用回路的。如遵循以下第4條和第5條準(zhǔn)則，是可以這樣做的。4.數(shù)字電流不應(yīng)流經(jīng)模擬器件。數(shù)字器件開(kāi)關(guān)時(shí)，回路中的數(shù)字電流相當(dāng)大，但只是瞬時(shí)的，這種現(xiàn)象是由地線(xiàn)的有效感抗和阻抗引起的。對(duì)于地平面或接地走線(xiàn)的感抗部分，計(jì)算公式為V=Ldi/dt，其中V是

33、產(chǎn)生的電壓，L是地平面或接地走線(xiàn)的感抗，di是數(shù)字器件的電流變化，dt是持續(xù)時(shí)間。對(duì)地線(xiàn)阻抗部分的影響，其計(jì)算公式為V=RI,其中，V是產(chǎn)生的電壓，R是地平面或接地走線(xiàn)的阻抗，I是由數(shù)字器件引起的電流變化。經(jīng)過(guò)模擬器件的地平面或接地走線(xiàn)上的這些電壓變化，將改變信號(hào)鏈中信號(hào)和地之間的關(guān)系(即信號(hào)的對(duì)地電壓)。5.高速電流不應(yīng)流經(jīng)低速器件。與上述類(lèi)似，高速電路的地返回信號(hào)也會(huì)造成地平面的電壓發(fā)生變化。此干擾的計(jì)算公式和上述相同，對(duì)于地平面或接地走線(xiàn)的感抗，V=Ldi/dt；對(duì)于地平面或接地走線(xiàn)的阻抗，V=RI。與數(shù)字電流一樣，高速電路的地平面或接地走線(xiàn)經(jīng)過(guò)模擬器件時(shí)，地線(xiàn)上的電壓變化會(huì)改變信號(hào)鏈中

34、信號(hào)和地之間的關(guān)系。圖4采用手工走線(xiàn)為圖3所示電路原理圖設(shè)計(jì)的電路板的頂層圖5采用手工走線(xiàn)為圖3所示電路原理圖設(shè)計(jì)的電路板的底層圖6如果不能采用地平面，可以采用“星形”布線(xiàn)策略來(lái)處理電流回路圖7分隔開(kāi)的地平面有時(shí)比連續(xù)的地平面有效，圖b)接地布線(xiàn)策略比圖a)的接地策略理想6.不管使用何種技術(shù)，接地回路必須設(shè)計(jì)為最小阻抗和容抗。7.如使用地平面，分隔開(kāi)地平面可能改善或降低電路性能，因此要謹(jǐn)慎使用。分開(kāi)模擬和數(shù)字地平面的有效方法如圖7所示。圖7中，精密模擬電路更靠近接插件，但是與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和電源電路的開(kāi)關(guān)電流隔離開(kāi)了。這是分隔開(kāi)接地回路的非常有效的方法，我們?cè)谇懊嬗懻摰膱D4和圖5的布線(xiàn)也采用了這種技

35、術(shù)。二、工程領(lǐng)域中的數(shù)字設(shè)計(jì)人員和數(shù)字電路板設(shè)計(jì)專(zhuān)家在不斷增加，這反映了行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。盡管對(duì)數(shù)字設(shè)計(jì)的重視帶來(lái)了電子產(chǎn)品的重大發(fā)展，但仍然存在，而且還會(huì)一直存在一部分與模擬或現(xiàn)實(shí)環(huán)境接口的電路設(shè)計(jì)。模擬和數(shù)字領(lǐng)域的布線(xiàn)策略有一些類(lèi)似之處，但要獲得更好的結(jié)果時(shí)，由于其布線(xiàn)策略不同，簡(jiǎn)單電路布線(xiàn)設(shè)計(jì)就不再是最優(yōu)方案了。本文就旁路電容、電源、地線(xiàn)設(shè)計(jì)、電壓誤差和由PCB布線(xiàn)引起的電磁干擾(EMI)等幾個(gè)方面，討論模擬和數(shù)字布線(xiàn)的基本相似之處及差別。模擬和數(shù)字布線(xiàn)策略的相似之處旁路或去耦電容在布線(xiàn)時(shí)，模擬器件和數(shù)字器件都需要這些類(lèi)型的電容，都需要靠近其電源引腳連接一個(gè)電容，此電容值通常為0.1mF。

36、系統(tǒng)供電電源側(cè)需要另一類(lèi)電容，通常此電容值大約為10mF。這些電容的位置如圖1所示。電容取值范圍為推薦值的1/10至10倍之間。但引腳須較短，且要盡量靠近器件(對(duì)于0.1mF電容)或供電電源(對(duì)于10mF電容)。在電路板上加旁路或去耦電容，以及這些電容在板上的位置，對(duì)于數(shù)字和模擬設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)都屬于常識(shí)。但有趣的是，其原因卻有所不同。在模擬布線(xiàn)設(shè)計(jì)中，旁路電容通常用于旁路電源上的高頻信號(hào)，如果不加旁路電容，這些高頻信號(hào)可能通過(guò)電源引腳進(jìn)入敏感的模擬芯片。一般來(lái)說(shuō)，這些高頻信號(hào)的頻率超出模擬器件抑制高頻信號(hào)的能力。如果在模擬電路中不使用旁路電容的話(huà)，就可能在信號(hào)路徑上引入噪聲，更嚴(yán)重的情況甚至?xí)鹫?/p>

37、動(dòng)。圖1在模擬和數(shù)字PCB設(shè)計(jì)中，旁路或去耦電容(1mF)應(yīng)盡量靠近器件放置。供電電源去耦電容(10mF)應(yīng)放置在電路板的電源線(xiàn)入口處。所有情況下，這些電容的引腳都應(yīng)較短圖2在此電路板上，使用不同的路線(xiàn)來(lái)布電源線(xiàn)和地線(xiàn)，由于這種不恰當(dāng)?shù)呐浜希娐钒宓碾娮釉骷途€(xiàn)路受電磁干擾的可能性比較大圖3在此單面板中，到電路板上器件的電源線(xiàn)和地線(xiàn)彼此靠近。此電路板中電源線(xiàn)和地線(xiàn)的配合比圖2中恰當(dāng)。電路板中電子元器件和線(xiàn)路受電磁干擾(EMI)的可能性降低了679/12.8倍或約54倍對(duì)于控制器和處理器這樣的數(shù)字器件，同樣需要去耦電容，但原因不同。這些電容的一個(gè)功能是用作“微型”電荷庫(kù)。在數(shù)字電路中，執(zhí)行門(mén)狀

38、態(tài)的切換通常需要很大的電流。由于開(kāi)關(guān)時(shí)芯片上產(chǎn)生開(kāi)關(guān)瞬態(tài)電流并流經(jīng)電路板，有額外的“備用”電荷是有利的。如果執(zhí)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)沒(méi)有足夠的電荷，會(huì)造成電源電壓發(fā)生很大變化。電壓變化太大，會(huì)導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)電平進(jìn)入不確定狀態(tài)，并很可能引起數(shù)字器件中的狀態(tài)機(jī)錯(cuò)誤運(yùn)行。流經(jīng)電路板走線(xiàn)的開(kāi)關(guān)電流將引起電壓發(fā)生變化，電路板走線(xiàn)存在寄生電感，可采用如下公式計(jì)算電壓的變化：V=LdI/dt其中，V=電壓的變化；L=電路板走線(xiàn)感抗；dI=流經(jīng)走線(xiàn)的電流變化；dt=電流變化的時(shí)間。因此，基于多種原因，在供電電源處或有源器件的電源引腳處施加旁路(或去耦)電容是較好的做法。電源線(xiàn)和地線(xiàn)要布在一起電源線(xiàn)和地線(xiàn)的位置良好配合，可

39、以降低電磁干擾的可能性。如果電源線(xiàn)和地線(xiàn)配合不當(dāng)，會(huì)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)環(huán)路，并很可能會(huì)產(chǎn)生噪聲。電源線(xiàn)和地線(xiàn)配合不當(dāng)?shù)腜CB設(shè)計(jì)示例如圖2所示。此電路板上，設(shè)計(jì)出的環(huán)路面積為697cm2。采用圖3所示的方法，電路板上或電路板外的輻射噪聲在環(huán)路中感應(yīng)電壓的可能性可大為降低。模擬和數(shù)字領(lǐng)域布線(xiàn)策略的不同之處地平面是個(gè)難題電路板布線(xiàn)的基本知識(shí)既適用于模擬電路，也適用于數(shù)字電路。一個(gè)基本的經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則是使用不間斷的地平面，這一常識(shí)降低了數(shù)字電路中的dI/dt(電流隨時(shí)間的變化)效應(yīng)，這一效應(yīng)會(huì)改變地的電勢(shì)并會(huì)使噪聲進(jìn)入模擬電路。數(shù)字和模擬電路的布線(xiàn)技巧基本相同，但有一點(diǎn)除外。對(duì)于模擬電路，還有另外一點(diǎn)需要注意，就

40、是要將數(shù)字信號(hào)線(xiàn)和地平面中的回路盡量遠(yuǎn)離模擬電路。這一點(diǎn)可以通過(guò)如下做法來(lái)實(shí)現(xiàn)：將模擬地平面單獨(dú)連接到系統(tǒng)地連接端，或者將模擬電路放置在電路板的最遠(yuǎn)端，也就是線(xiàn)路的末端。這樣做是為了保持信號(hào)路徑所受到的外部干擾最小。對(duì)于數(shù)字電路就不需要這樣做，數(shù)字電路可容忍地平面上的大量噪聲，而不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。圖4(a)將數(shù)字開(kāi)關(guān)動(dòng)作和模擬電路隔離，將電路的數(shù)字和模擬部分分開(kāi)。(b)要盡可能將高頻和低頻分開(kāi)，高頻元件要靠近電路板的接插件圖5在PCB上布兩條靠近的走線(xiàn)，很容易形成寄生電容。由于這種電容的存在，在一條走線(xiàn)上的快速電壓變化，可在另一條走線(xiàn)上產(chǎn)生電流信號(hào)圖6如果不注意走線(xiàn)的放置，PCB中的走線(xiàn)可能產(chǎn)生線(xiàn)

41、路感抗和互感。這種寄生電感對(duì)于包含數(shù)字開(kāi)關(guān)電路的電路運(yùn)行是非常有害的元件的位置如上所述，在每個(gè)PCB設(shè)計(jì)中，電路的噪聲部分和“安靜”部分(非噪聲部分)要分隔開(kāi)。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字電路“富含”噪聲，而且對(duì)噪聲不敏感(因?yàn)閿?shù)字電路有較大的電壓噪聲容限)；相反，模擬電路的電壓噪聲容限就小得多。兩者之中，模擬電路對(duì)開(kāi)關(guān)噪聲最為敏感。在混合信號(hào)系統(tǒng)的布線(xiàn)中，這兩種電路要分隔開(kāi)，如圖4所示。PCB設(shè)計(jì)產(chǎn)生的寄生元件PCB設(shè)計(jì)中很容易形成可能產(chǎn)生問(wèn)題的兩種基本寄生元件：寄生電容和寄生電感。設(shè)計(jì)電路板時(shí)，放置兩條彼此靠近的走線(xiàn)就會(huì)產(chǎn)生寄生電容?？梢赃@樣做：在不同的兩層，將一條走線(xiàn)放置在另一條走線(xiàn)的上方；或者在同一

42、層，將一條走線(xiàn)放置在另一條走線(xiàn)的旁邊，如圖5所示。在這兩種走線(xiàn)配置中，一條走線(xiàn)上電壓隨時(shí)間的變化(dV/dt)可能在另一條走線(xiàn)上產(chǎn)生電流。如果另一條走線(xiàn)是高阻抗的，電場(chǎng)產(chǎn)生的電流將轉(zhuǎn)化為電壓。快速電壓瞬變最常發(fā)生在模擬信號(hào)設(shè)計(jì)的數(shù)字側(cè)。如果發(fā)生快速電壓瞬變的走線(xiàn)靠近高阻抗模擬走線(xiàn)，這種誤差將嚴(yán)重影響模擬電路的精度。在這種環(huán)境中，模擬電路有兩個(gè)不利的方面：其噪聲容限比數(shù)字電路低得多；高阻抗走線(xiàn)比較常見(jiàn)。采用下述兩種技術(shù)之一可以減少這種現(xiàn)象。最常用的技術(shù)是根據(jù)電容的方程，改變走線(xiàn)之間的尺寸。要改變的最有效尺寸是兩條走線(xiàn)之間的距離。應(yīng)該注意，變量d在電容方程的分母中，d增加，容抗會(huì)降低?？筛淖兊牧硪?/p>

43、個(gè)變量是兩條走線(xiàn)的長(zhǎng)度。在這種情況下，長(zhǎng)度L降低，兩條走線(xiàn)之間的容抗也會(huì)降低。另一種技術(shù)是在這兩條走線(xiàn)之間布地線(xiàn)。地線(xiàn)是低阻抗的，而且添加這樣的另外一條走線(xiàn)將削弱產(chǎn)生干擾的電場(chǎng)，如圖5所示。電路板中寄生電感產(chǎn)生的原理與寄生電容形成的原理類(lèi)似。也是布兩條走線(xiàn)，在不同的兩層，將一條走線(xiàn)放置在另一條走線(xiàn)的上方；或者在同一層，將一條走線(xiàn)放置在另一條的旁邊，如圖6所示。在這兩種走線(xiàn)配置中，一條走線(xiàn)上電流隨時(shí)間的變化(dI/dt)，由于這條走線(xiàn)的感抗，會(huì)在同一條走線(xiàn)上產(chǎn)生電壓；并由于互感的存在，會(huì)在另一條走線(xiàn)上產(chǎn)生成比例的電流。如果在第一條走線(xiàn)上的電壓變化足夠大，干擾可能會(huì)降低數(shù)字電路的電壓容限而產(chǎn)生誤差

44、。并不只是在數(shù)字電路中才會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象，但這種現(xiàn)象在數(shù)字電路中比較常見(jiàn)，因?yàn)閿?shù)字電路中存在較大的瞬時(shí)開(kāi)關(guān)電流。為消除電磁干擾源的潛在噪聲，最好將“安靜”的模擬線(xiàn)路和噪聲I/O端口分開(kāi)。要設(shè)法實(shí)現(xiàn)低阻抗的電源和地網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)盡量減小數(shù)字電路導(dǎo)線(xiàn)的感抗，盡量降低模擬電路的電容耦合。結(jié)語(yǔ)數(shù)字和模擬范圍確定后，謹(jǐn)慎地布線(xiàn)對(duì)獲得成功的PCB至關(guān)重要。布線(xiàn)策略通常作為經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則向大家介紹，因?yàn)楹茈y在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中測(cè)試出產(chǎn)品的最終成功與否。因此，盡管數(shù)字和模擬電路的布線(xiàn)策略存在相似之處，還是要認(rèn)識(shí)到并認(rèn)真對(duì)待其布線(xiàn)策略的差別。三、寄生元件危害最大的情況印刷電路板布線(xiàn)產(chǎn)生的主要寄生元件包括：寄生電阻、寄生電容和寄生電

45、感。例如：PCB的寄生電阻由元件之間的走線(xiàn)形成；電路板上的走線(xiàn)、焊盤(pán)和平行走線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生寄生電容；寄生電感的產(chǎn)生途徑包括環(huán)路電感、互感和過(guò)孔。當(dāng)將電路原理圖轉(zhuǎn)化為實(shí)際的PCB時(shí)，所有這些寄生元件都可能對(duì)電路的有效性產(chǎn)生干擾。本文將對(duì)最棘手的電路板寄生元件類(lèi)型寄生電容進(jìn)行量化，并提供一個(gè)可清楚看到寄生電容對(duì)電路性能影響的示例。圖1在PCB上布兩條靠近的走線(xiàn)，很容易產(chǎn)生寄生電容。由于這種寄生電容的存在，在一條走線(xiàn)上的快速電壓變化會(huì)在另一條走線(xiàn)上產(chǎn)生電流信號(hào)。圖2用三個(gè)8位數(shù)字電位器和三個(gè)放大器提供65536個(gè)差分輸出電壓，組成一個(gè)16位D/A轉(zhuǎn)換器。如果系統(tǒng)中的VDD為5V，那么此D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率或LSB大小為76.3mV。圖3這是對(duì)圖2所示電路的第一次布線(xiàn)嘗試。此