PCB设计规范 | 元件网

周四, 24 五月 2018 - 13:48

PCB设计纷繁复杂，各种意料之外的因素频频来影响整体方案的达成，如何能驯服性格各异的零散部件？怎样才能画出一份整齐、高效、可靠的PCB图？今天让我们来盘点一下。

PCB设计看似复杂，既要考虑各种信号的走向又要顾虑到能量的传递，干扰与发热带来的苦恼也时时如影随形。但实际上总结归纳起来非常清晰，可以从两个方面去入手：
<img alt="布局和排线" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="c994d0da-bca9-489a-81ca-8bc3074dab4c" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE1%EF%BC%9A%E5%B8%83%E5%B1%80.png" />
说得直白一些就是：“怎么摆”和“怎么连”。

听起来是不是非常easy？让我们先来梳理下“怎么摆”：

1、遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局。这个和吃自助餐的道理是一样的：自助餐胃口有限先挑喜欢的吃，PCB空间有限先挑重要的摆。

2、布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器件。布局应尽量满足以下要求：总的连线尽可能短，关键信号线最短；去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短；减少信号跑的冤枉路，防止在路上出意外。
<img alt="先大后小，先难后易" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="9b009906-cb1e-4f0f-8923-81fd6cc71f08" height="520" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE2%EF%BC%9A%E5%85%88%E5%A4%A7%E5%90%8E%E5%B0%8F%EF%BC%8C%E5%85%88%E9%9A%BE%E5%90%8E%E6%98%93.png" width="623" />
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先大后小，先难后易
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3、元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元器件周围要有足够的空间，弄得太挤局面往往会变得很尴尬。

4、相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局；按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局。
<img alt="均匀分布、重心平衡" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="35972d2c-46e3-4f68-850a-b6b467a7e8b0" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE3%EF%BC%9A%E5%9D%87%E5%8C%80%E5%88%86%E5%B8%83%E3%80%81%E9%87%8D%E5%BF%83%E5%B9%B3%E8%A1%A1.png" />
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均匀分布、重心平衡
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5、同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验。 
<img alt="统一极性布局" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="2cf1f922-4255-4172-a981-2e9666a89cfd" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE4%EF%BC%9A%E7%BB%9F%E4%B8%80%E6%9E%81%E6%80%A7%E5%B8%83%E5%B1%80.png" />
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统一极性布局
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6、发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
<img alt="发热元器件均匀分布" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="74d876ed-eea6-4c0f-9607-9768ff5a9765" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE5%EF%BC%9A%E5%8F%91%E7%83%AD%E5%85%83%E5%99%A8%E4%BB%B6%E5%9D%87%E5%8C%80%E5%88%86%E5%B8%83.png" />
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发热元器件均匀分布
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7、高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开；模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间隔要充分。元件布局时，应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起，以便于将来的电源分隔。
<img alt="电源分隔" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1edaa02f-98ab-47e2-b613-56249868b8ae" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE6%EF%BC%9A%E7%94%B5%E6%BA%90%E5%88%86%E9%9A%94.png" />
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电源分隔
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以上即是关于“怎么摆”即布局的主要注意事项。而关于“怎么连”则相对要更复杂一些，大体来说就是：

键信号线优先：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：从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线最密集的区域开始布线。
<img alt="PCB布局示例" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="2a57805a-c270-44ab-8670-0d1bbc952134" height="411" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE7%EF%BC%9APCB%E5%B8%83%E5%B1%80%E7%A4%BA%E4%BE%8B.png" width="690" />
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PCB布局示例
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而布线的自助指南可以简单的总结为：

1、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，并保证其最小的回路面积。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。

2、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。

3、有阻抗控制要求的网络应尽量按线长线宽要求布线。

相对来说到了走线这一步，需要注意的地方会比布局更多一点，怎样防止天线效应的产生？如何能让干扰尽可能的小？这一切究竟是人性的扭曲还是道德的沦丧？预知后事如何，且看下回分解。

文章来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODYxMDI4NA==&mid=2650636544&am…致远电子</a>