PCB设计经验——布线注意事项

一点电子 2023-11-27 12:19

     1. 布线优先次序

  关键信号线优先:电源、摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线。


  密度优先原则:从单板上连接关系复杂的器件着手布线。从单板上连线密集的区域开始布线。

  2. 自动布线

  在布线质量满足设计要求的情况下,可使用自动布线器以提高工作效率,在自动布线前应完成以下准备工作:

  自动布线控制文件(do file)为了更好地控制布线质量,一般在运行前要详细定义布线规则,这些规则可以在软件的图形界面内进行定义,但软件提供了更好的控制方法,即针对设计情况,写出自动布线控制文件(do file),软件在该文件控制下运行。

  3. 尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其的回路面积。 必要时应采取手工优先布线、 屏蔽和加大安全间距等方法。保证信号质量。

  4. 电源层和地层之间的 EMC 环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。

  5. 有阻抗控制要求的网络应布置在阻抗控制层上。

  6. 进行 PCB 设计时应该遵循的规则

  1)地线回路规则:

  环路规则,即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。针对这一规则,在地平面分割时,要考虑到地平面与重要信号走线的分布,防止由于地平面开槽等带来的问题;在双层板设计中, 在为电源留下足够空间的情况下, 应该将留下的部分用参考地填充,且增加一些必要的孔,将双面地信号有效连接起来,对一些关键信号尽量采用地线隔离,对一些频率较高的设计,需特别考虑其地平面信号回路问题,建议采用多层板为宜。

  2)串扰控制:

  串扰(CrossTalk)是指 PCB 上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰,主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施是:加大平行布线的间距,遵循 3W 规则。

  在平行线间插入接地的隔离线。

  减小布线层与地平面的距离。

  3)屏蔽保护

  对应地线回路规则,实际上也是为了尽量减小信号的回路面积,多见于一些比较重要的信号,如时钟信号,同步信号;对一些特别重要,频率特别高的信号,应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计,即将所布的线上下左右用地线隔离,而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。

  4)走线的方向控制规则:

  即相邻层的走线方向成正交结构。 避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向,以减少不必要的层间窜扰;当由于板结构限制(如某些背板)难以避免出现该情况,特别是信号速率较高时,应考虑用地平面隔离各布线层,用地信号线隔离各信号线。

  5) 走线的开环检查规则:

  一般不允许出现一端浮空的布线(Dangling Line),主要是为了避免产生“天线效应”,减少不必要的干扰辐射和接受,否则可能带来不可预知的结果。

  6) 阻抗匹配检查规则:

  同一网络的布线宽度应保持一致,线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀,当传输的速度较高时会产生反射,在设计中应该尽量避免这种情况。在某些条件下,如接插件引出线,BGA 封装的引出线类似的结构时,可能无法避免线宽的变化,应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。

  7) 走线终结网络规则:

  在高速数字电路中, 当 PCB 布线的延迟时间大于信号上升时间 (或下降时间)的 1/4 时,该布线即可以看成传输线,为了保证信号的输入和输出阻抗与传输线的阻抗正确匹配,可以采用多种形式的匹配方法,所选择的匹配方法与网络的连接方式和布线的拓朴结构有关。

  A. 对于点对点(一个输出对应一个输入)连接,可以选择始端串联匹配或终端并联匹配。前者结构简单,成本低,但延迟较大。后者匹配效果好,但结构复杂,成本较高。

  B. 对于点对多点(一个输出对应多个输出)连接,当网络的拓朴结构为菊花链时,应选择终端并联匹配。当网络为星型结构时,可以参考点对点结构。

  星形和菊花链为两种基本的拓扑结构, 其他结构可看成基本结构的变形, 可采取一些灵活措施进行匹配。在实际操作中要兼顾成本、功耗和性能等因素,一般不追求完全匹配,只要将失配引起的反射等干扰限制在可接受的范围即可。

  8) 走线闭环检查规则:

  防止信号线在不同层间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题,自环将引起辐射干扰。

  9) 走线的分枝长度控制规则:

  尽量控制分枝的长度,一般的要求是 Tdelay《=Trise/20。

  10) 走线的谐振规则:

  主要针对高频信号设计而言,即布线长度不得与其波长成整数倍关系,以免产生谐振现象。

  11) 走线长度控制规则:

  即短线规则,在设计时应该尽量让布线长度尽量短,以减少由于走线过长带来的干扰问题,特别是一些重要信号线,如时钟线,务必将其振荡器放在离器件很近的地方。对驱动多个器件的情况,应根据具体情况决定采用何种网络拓扑结构。

  12) 倒角规则:

  PCB 设计中应避免产生锐角和直角,以免产生不必要的辐射,同时工艺性能也不好。

  13) 器件去耦规则:

  A. 在印制版上增加必要的去耦电容,滤除电源上的干扰信号,使电源信号稳定。在多层板中,对去藕电容的位置一般要求不太高,但对双层板,去耦电容的布局及电源的布线方式将直接影响到整个系统的稳定性,有时甚至关系到设计的成败。

  B. 在双层板设计中,一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用,同时还要充分考虑到由于器件产生的电源噪声对下游的器件的影响,一般来说,采用总线结构设计比较好,在设计时,还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响,必要时增加一些电源滤波环路,避免产生电位差。

  C. 在高速电路设计中,能否正确地使用去耦电容,关系到整个板的稳定性。

  14) 器件布局分区/分层规则:

  A. 主要是为了防止不同工作频率的模块之间的互相干扰,同时尽量缩短高频部分的布线长度。通常将高频的部分布设在接口部分以减少布线长度,当然,这样的布局仍然要考虑到低频信号可能受到的干扰。同时还要考虑到高/低频部分地平面的分割问题,通常采用将二者的地分割,再在接口处单点相接。

  B. 对混合电路,也有将模拟与数字电路分别布置在印制板的两面,分别使用不同的层布线,中间用地层隔离的方式。

  15) 孤立铜区控制规则:

  孤立铜区的出现,将带来一些不可预知的问题,因此将孤立铜区与别的信号相接,有助于改善信号质量,通常是将孤立铜区接地或删除。在实际的制作中,PCB 厂家将一些板的空置部分增加了一些铜箔,这主要是为了方便印制板加工,同时对防止印制板翘曲也有一定的作用。

  孤立铜区的出现,将带来一些不可预知的问题,因此将孤立铜区与别的信号相接,有助于改善信号质量,通常是将孤立铜区接地或删除。在实际的制作中,PCB厂家将一些板的空置部分增加了一些铜箔,这主要是为了方便印制板加工,同时对防止印制板翘曲也有一定的作用。

  16) 电源与地线层的完整性规则:

  对于导通孔密集的区域,要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接,形成对平面层的分割,从而破坏平面层的完整性,并进而导致信号线在地层的回路面积增大。

  17) 重叠电源与地线层规则:

  不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰,特别是一些电压相差很大的电源之间,电源平面的重叠问题一定要设法避免,难以避免时可考虑中间隔地层。

  18) 3W 规则:

  为了减少线间串扰, 应保证线间距足够大, 当线中心间距不少于 3 倍线宽时,则可保持 70%的电场不互相干扰, 称为 3W 规则。 如要达到 98%的电场不互相干扰,可使用 10W 的间距。

  19) 20H 规则:

  由于电源层与地层之间的电场是变化的,在板的边缘会向外辐射电磁干扰。

  称为边沿效应。 解决的办法是将电源层内缩, 使得电场只在接地层的范围内传导。以一个 H(电源和地之间的介质厚度)为单位,若内缩 20H 则可以将 70%的电场限制在接地层边沿内;内缩 100H 则可以将 98%的电场限制在内。

  20) 五规则:

  印制板层数选择规则,即时钟频率到 5MHz 或脉冲上升时间小于 5ns,则 PCB板须采用多层板,这是一般的规则,有的时候出于成本等因素的考虑,采用双层板结构时,这种情况下,将印制板的一面做为一个完整的地平面层。

—— End ——
免责声明:本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立,推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有,如有侵权,联系删除。    

#推荐阅读#   点击蓝色字体即可跳转

  • 单片机按键如何进行硬件消抖?

  • 这元器件切开后,也太惊呆了吧!

  • 如何避免电源设计中的电感饱和

  • 好文分享--LDO基础知识详解(二)

  • 大厂毕业!找不到工作,要降薪去小厂吗?




长按识别二维码关注我

后台回复“加群,管理员拉你加入同行技术交流群。


点个在看让我知道你喜欢今天的内容



一点电子 一点电子,专注于电子硬件技术的学习和分享。分享技术,生活乐趣、职场百态,每天进步一点点!
评论 (0)
  • 各大Logo更新汇报 | NEW百佳泰可提供超过30种标准认证测试,特为您整理2024年2月各大Logo的最新规格信息。Matter▶3月5日至12日SVE规格验证活动■ 预计地点» 加州旧金山» 中国▶3月18日 – 第21次会员大会» 新加坡PCI Express▶PCI-SIG合规研讨会 #128■ 2024年2月20日至2月23日■ 台北万豪酒店▶PCIe 7.0规范第三版现已开放给会员USB▶USB 供电版本控制■ 符合USB
    百佳泰测试实验室 2024-02-21 16:23 48浏览
  • 一、实验目的熟悉定时器的基本结构,学习定时器的功能和控制方法,并实现基于定时器中断方式控制程序。二、实验原理定时器TMS320CC6748有4个定时器/计数器,均可配置为64位计数器、两个独立32位计数器及自动重装32位计数器,可以产生周期中断DMA事件及外部事件。定时器/计数器还可以用于捕获外部输入信号边缘并计数。此外,定时器1还可以用作64位看门狗计数器。本实验使用的是定时器2。定时器的功能(1)定时时钟源一般来源于DSP内部,当然也可以选择来自于外部。(2)计数可以利用它的功能来计算外部脉
    创龙教仪 2024-02-21 14:09 34浏览
  • 钙钛矿太阳能电池是利用钙钛矿结构材料作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代薄膜电池的代表。相比于晶硅电池,钙钛矿电池具有极限转换效率高、生产成本低、制备工艺简单、高柔性等优势,可以应用于光伏发电、LED等领域。太阳能电池最重要的衡量标准是光电转换效率(PCE),具体的性能参数包括有:填充因子(FF),开路电压(VOC)和短路电流(JSC)等。编辑搜图请点击输入图片描述(最多18字)基于数字源表的单通道IV测试方案:编辑搜图图片存在马赛克,建议更换或删除×请点击输入图片描述(最多18字)编辑搜图请点
    普赛斯仪表 2024-02-20 15:36 100浏览
  • 电子产品质量的无故障工作时间(MTBF,即Mean Time Between Failures)指标,听起来很专业,其实它就像是我们日常生活中的“持久力”或者“耐力”概念。想象一下,你买了一款新手机,希望它能陪伴你至少几年时间,而不是频繁出现故障。这款手机的MTBF就是指,在平均情况下,你使用这款手机多久后,它才会出现第一次故障。MTBF不仅是一个技术指标,更是对电子产品制造商质量控制的考验。一个高的MTBF值意味着制造商在材料选择、工艺设计以及质量控制方面都做得很好,这样的产品自然更受消费者欢
    丙丁先生 2024-02-21 08:00 80浏览
  • 时值春节临近,2月7日中国及全球领先的车载激光雷达企业——禾赛科技,发布公告,决定对美国国防部进行起诉:全球领先的激光雷达制造商禾赛科技(纳斯达克代码:HSAI)宣布,关于美国国防部于2024年1月31日(美国东部时间)发布更新“中国涉军企业”名单并将禾赛列入该名单,公司认为此决定是错误、不公正且缺乏依据的。为了维护公司声誉,禾赛决定起诉美国国防部,以捍卫公司的正当权益。禾赛始终坚守合规,秉持诚信、合法经营的原则,致力于减少事故、挽救生命,让全球出行更安全。▲来源:禾赛科技官网1月31日,美国国
    传感器专家网 2024-02-20 21:10 47浏览
  • 质量管理办法一直是各大企业最核心的根本,例如:国际标准ISO 9000:2015中提出的质量管理 (QM)七项原则、知名车厂的8D (福特)、A3 (丰田) Report以及因应工业4.0所延伸出的质量4.0管理办法等。然而,在谈论全面性的质量管理前,无论企业采用何种质量管控办法,产线良率筛检的环节若无法有效把关,则一切都白费了,面对大批量的生产过程中,需要做到更快、更多、更有效的数据管理,仅靠耗时量少的人工抽样检测,是无法满足现今高质量管理需求的。无法有效把关,出现种种潜在风险1.检测量能不足
    百佳泰测试实验室 2024-02-21 15:23 44浏览
  • 很高兴在面包板社区获得清华大学出版社出版的《物联网鸿蒙系统App开发》一书的试读机会!《物联网鸿蒙系统APP开发》首先用一章的篇幅介绍了智能手机操作系统的发展历史、智能手机操作系统的开放与封闭之争及其各自的优势、鸿蒙系统的发展历史、鸿蒙系统在物联网时代的优势、鸿蒙系统的特点和鸿蒙系统的分层架构。接下来就是本书的主题内容:从鸿蒙的开发环境讲起,然后从创建第一个鸿蒙App开始,从用户界面布局开发、常用UI组件开发、鸿蒙页面及数据服务开发等11个角度介绍了鸿蒙系统开发的方方面面。最后一章简单介绍了鸿蒙
    goldjack_680784864 2024-02-20 23:08 64浏览
  • HDMI是市场上影音产品的主流接口之一,随着电竞市场蓬勃发展,HDMI 2.1规格针对电竞产品新增加了VRR(可变刷新频率)功能,让用户在玩游戏时可以减少画面的撕裂延迟等现象。VRR功能目前已普遍支持PS5、Xbox等游戏机或是Nvidia、AMD等高阶显卡,也成为消费者在考虑购买电竞屏幕时的重要评估指针。电竞屏幕画面延迟风险与解决方案电竞屏幕属于高阶产品,且客群非常重视其效能表现,百佳泰与市场上主流品牌及ODM在屏幕上有着长期的合作,我们在实测中发现导入了VRR功能的屏幕却仍发生画面不顺畅的状
    百佳泰测试实验室 2024-02-21 16:42 60浏览
  • 据传感器专家网获悉,2月20日国产3D 视觉传感器龙头企业奥比中光发布公告,终止2023年度向特定对象发行A股股票事项,该定增项目涉及超15亿元资金。传感器专家网https://www.sensorexpert.com.cn专注于传感器技术领域,致力于对全球前沿市场动态、技术趋势与产品选型进行专业垂直的服务,是国内领先的传感器产品查询与媒体信息服务平台。基于传感器产品与技术,对广大电子制造从业者与传感器制造者提供精准的匹配与对接。关于终止本次向特定对象发行股票事项的原因,奥比中光在公告中介绍称:
    传感器专家网 2024-02-20 21:24 70浏览
  • 一、实验目的了解AD9833的芯片特性和输出波形的原理,并实现基于AD9833产生正弦波输出。二、实验原理StarterWareStarterWare是一个免费的软件开发包,它包含了示例应用程序。StarterWare提供了一套完整的GPIO寄存器配置接口,简化了开发步骤,程序开发时只需要调用相应接口即可。安装StarterWare 后,可在安装目录下找到 C6748 所有通用库函数和对应的源码(StarterWare的 drivers 目录下,部分位于其他相关目录下),同时可在安装目录docs
    创龙教仪 2024-02-21 14:27 38浏览
  • 一百三十多年前,奔驰夫人贝尔塔为了回击社会舆论对奔驰一号的质疑,驾驶着奔驰汽车从曼海姆出发,直驶104公里外的位于普福尔茨海姆的娘家,全程虽开的磕磕绊绊,但却为汽车的宣传起到了极佳的作用。直至今日,汽车领域新技术的应用依旧会伴随着各种质疑,软件定义汽车的新趋势不断发展,对其的质疑,要求行业对汽车软件要更加严格把控,汽车软件测试日益成为汽车电子开发领域不可忽视的一环。面对当前汽车软件测试的高要求,针对汽车软件代码的测试,会成为软件定义汽车时代势必要关注的内容。而VectorCAST作为汽车电子行业
    北汇信息 2024-02-21 13:57 64浏览
  • 在过去的20年,传感器厂商不断研究创新的测量原理和敏感材料,这些成果能让我们用到高集成、低成本的传感器,其中,最成功也是最具颠覆性的,无疑是MEMS技术在传感器制造中的应用。传感器专家网https://www.sensorexpert.com.cn专注于传感器技术领域,致力于对全球前沿市场动态、技术趋势与产品选型进行专业垂直的服务,是国内领先的传感器产品查询与媒体信息服务平台。基于传感器产品与技术,对广大电子制造从业者与传感器制造者提供精准的匹配与对接。MEMS技术在传感器的大规模应用,让传感器
    传感器专家网 2024-02-20 19:28 35浏览
  • 热斑效应:太阳能电池一般是由多块电池组件串联或并联起来。串联支路中可能由于电池片内部缺陷或者外部遮挡,将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会严重发热而受损。编辑搜图请点击输入图片描述(最多18字)旁路二极管:是指并联于太阳能电池板正负极两端之间的二极管,能够有效地防止硅电池片因热斑效应而烧毁,是光伏太阳能组件的重要组成部分,旁路二极管的质量直接影响着光伏电站的发电量及使用安全。编辑搜图请点击输入图片描述(最多18字)热性能测试旨在确定二极管的温度特性以及
    普赛斯仪表 2024-02-21 14:20 35浏览
  • 2024龙年春节前夕,中国激光雷达产业备受关注。首先是1月31日,美国国防部正式将10多家中国企业列入“中国军方企业名单”,其中就包括中国领先的激光雷达企业禾赛科技。随后禾赛科技在2月7日,官宣将起诉美国国防部。传感器专家网https://www.sensorexpert.com.cn专注于传感器技术领域,致力于对全球前沿市场动态、技术趋势与产品选型进行专业垂直的服务,是国内领先的传感器产品查询与媒体信息服务平台。基于传感器产品与技术,对广大电子制造从业者与传感器制造者提供精准的匹配与对接。在2
    传感器专家网 2024-02-20 21:15 46浏览
  • 瑞典乌普萨拉,2024年2月20日 – 全球领先的嵌入式系统开发软件解决方案供应商IAR宣布:推出其旗舰产品IAR Embedded Workbench for Arm功能安全版的最新版本9.50.3。此次发布进一步加强了IAR支持开发人员创建安全、可靠和符合标准的嵌入式应用程序的承诺,涵盖了汽车、医疗设备、工业自动化和消费电子等多个行业。该版本中最重要的新功能是经过认证的C-STAT,这是专为安全关键应用程序设计的静态代码分析工具。 IAR Embedded Workbench for
    电子科技圈 2024-02-21 15:39 51浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦