PCB設計的一點感想

PCB設計的一點感想作者：湯子坫

PCB設計是包含相當多內容，要設計出好的PCB是不容易的，尤其對復雜的、高速的、模擬高速混合、大電流大功率和小電流易感的模擬信號混合等等，其考慮的點要更多了。從PCB的布局開始到布線，都有很多設計規(guī)則，這些規(guī)則是經過實踐驗證或者理論仿真的。所以設計的時候要盡可能按照這樣去做，保證EMC或信號電源的完整性。以下是我的一些總結：1.布局：讓他們物以類聚，盡可能做到EMC

合理的布局是第一步(當然，多數是在布線的時候也在調整布局)。將各種不同性質的電路區(qū)分對待，如下：高速的如時鐘，切換頻率快產生較大的noise。如果有些小信號的模數靠近的話，就很有可能引入大的噪聲干擾，所以時鐘附近一般是禁止布線的區(qū)域。大電流的如POS機上的打印模塊，在原理設計的時候就要考慮到要給提供單獨的電源，在布局的時候要和磁卡等小信號的分開使得EMC更強。如果有些由于結構或者原理的原因，是不能或者不很容易的分開對待的，這時候也要盡可能的用最小化干擾的措施。如要讓時鐘與易感信號垂直，可以減小EMI串擾。注意：上述所謂的布局分開，和布線的分開是密切相關的。如果只是元件的分開，布線還是相互交叉，沒有意義。其實，分開而治，要考慮其回流路徑。通常在具有電源/地層平面的PCB結構中，會直接在信號線下方的平面上（電源或地）。該回流信號（電流）與原信號（電流）幅度相同、方向相反。如下多圖所示：圖1，回流路徑將很難提供好的回流路徑，會形成大的回流環(huán)，干擾大。圖2，有提供較合理的回流路徑。圖3，單片的，將模擬和數字較容易分開，回路地可以通過下面的分割點通過一個磁珠進行相連，以盡可能保證參考平面等值，也為交叉的信號提供回流路徑。圖4，多片的，模擬數字用統(tǒng)一的地平面才合理。最好在信號上，模擬和和數字的不要有很多的交互。

2.布線：PI:地+電源的保證,SI:各個信號的合理完整性(1)地：一個PCB的設計地的考慮至關重要，它提供了信號的回流路徑?；亓髀窂绞茄刂畹偷淖杩棺钚〉沫h(huán)形回流的，如果沒有很好的回流路徑就會在地平面產生很多noise（如：過槽縫的回流路徑;如單雙面板的大環(huán)形回流產生的磁場等）,如果可能在頻率高的板子，最好4層板，要有一個地平面層；如果只是單雙層板子，也要為其考慮信號的回流路徑，盡可能減小回流路徑的環(huán)形面積。以下為freescale的工程師提供的單點接地；又如下圖：模擬和數字的單點共地：為公司開發(fā)板音頻的模擬數字低分割實例。layer2---GND,用CAM設計，如圖用2Dline進行分割。在top層上用一個磁珠進行單點共地。圖中黃色高亮的標識。（2）VDD電源：要通過耦合電容和大容量的電容來耦合雜波和存儲電量。要將耦合電容盡可能靠近引腳，能保證單元電路內的電源的干凈和穩(wěn)定。如下為沒有電源和地平面層的一種布線濾波：有些子電路block,其電源有時候比較關鍵，又沒有自己的regulator。此時要濾波，可以考慮LC濾波電路和π型濾波電路，或者磁珠濾波等。（3）信號的布線：尤其是高速的PCB走線，在線路的的延時ps級與器件的建立時間很接近會影響信號的眼圖等。a.

阻抗控制（阻抗匹配）：一般對高速的信號，如DDR2的數據線50-60歐姆、差分的時鐘線100歐姆等；如：USB的差分信號90歐姆。

b.

等長控制（等長匹配）：常常用蛇形走線，拓撲結構的考慮等等。設計有很多布線的完整性規(guī)則，具體的建議按照芯片廠商的手冊建議值或參考設計。Giveexampleasfol