PCB工程師必看：105條布線設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則！

在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，PCB布局布線是最重要的一步，PCB布局布線的好壞將直接影響電路的性能?，F(xiàn)在，雖然有很多軟件可以實(shí)現(xiàn)PCB自動布局布線，但是隨著信號頻率不斷提升，很多時候，工程師需要了解有關(guān)PCB布局布線的最基本的原則和技巧，這樣才可以讓自己的設(shè)計(jì)完美無缺，《PCB（印制電路板）布局布線100問》涵蓋了PCB布局布線的相關(guān)基本原理和設(shè)計(jì)技巧，以問答形式解答了有關(guān)PCB布局布線方面的疑難問題，對于PCB設(shè)計(jì)人員來說是非常難得實(shí)用讀物，歡迎大家在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充內(nèi)容并完善。

注意：圖片與文章無關(guān)！

1［問］高頻信號布線時要注意哪些問題？

答1.信號線的阻抗匹配；

2.與其他信號線的空間隔離；

3.對于數(shù)字高頻信號，差分線效果會更好；

2［問］ 在布板時，如果線密，過孔就可能要多，當(dāng)然就會影響板子的電氣性能，請問怎樣提高板子的電氣性能？

答對于低頻信號，過孔不要緊，高頻信號盡量減少過孔。如果線多可以考慮多層板；

3［問］是不是板子上加的去耦電容越多越好？

答去耦電容需要在合適的位置加合適的值。例如，在你的模擬器件的供電端口就進(jìn)加，并且需要用不同的電容值去濾除不同頻率的雜散信號；

4［問］一個好的板子它的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

答布局合理、功率線功率冗余度足夠、高頻阻抗阻抗、低頻走線簡潔。

5［問］通孔和盲孔對信號的差異影響有多大？應(yīng)用的原則是什么？

答采用盲孔或埋孔是提高多層板密度、減少層數(shù)和板面尺寸的有效方法，并大大減少了鍍覆通孔的數(shù)量。但相比較而言，通孔在工藝上好實(shí)現(xiàn)，成本較低，所以一般設(shè)計(jì)中都使用通孔。

6［問］在涉及模擬數(shù)字混合系統(tǒng)的時候，有人建議電層分割，地平面采取整片敷銅，也有人建議電地層都分割，不同的地在電源源端點(diǎn)接，但是這樣對信號的回流路徑就遠(yuǎn)了，具體應(yīng)用時應(yīng)如何選擇合適的方法？

答如果你有高頻》20MHz信號線，并且長度和數(shù)量都比較多，那么需要至少兩層給這個模擬高頻信號。一層信號線、一層大面積地，并且信號線層需要打足夠的過孔到地。這樣的目的是：

1、對于模擬信號，這提供了一個完整的傳輸介質(zhì)和阻抗匹配；

2、地平面把模擬信號和其他數(shù)字信號進(jìn)行隔離；

3、地回路足夠小，因?yàn)槟愦蛄撕芏噙^孔，地有是一個大平面。

7［問］在電路板中，信號輸入插件在PCB最左邊沿，MCU在靠右邊，那么在布局時是把穩(wěn)壓電源芯片放置在靠近接插件（電源IC輸出5V經(jīng)過一段比較長的路徑才到達(dá)MCU），還是把電源IC放置到中間偏右（電源IC的輸出5V的線到達(dá)MCU就比較短，但輸入電源線就經(jīng)過比較長一段PCB板）？或是有更好的布局 ？

答首先你的所謂信號輸入插件是否是模擬器件？如果是是模擬器件，建議你的電源布局應(yīng)盡量不影響到模擬部分的信號完整性．因此有幾點(diǎn)需要考慮（１）首先你的穩(wěn)壓電源芯片是否是比較干凈，紋波小的電源．對模擬部分的供電，對電源的要求比較高．（２）模擬部分和你的ＭＣＵ是否是一個電源，在高精度電路的設(shè)計(jì)中，建議把模擬部分和數(shù)字部分的電源分開．（３）對數(shù)字部分的供電需要考慮到盡量減小對模擬電路部分的影響．

8［問］在高速信號鏈的應(yīng)用中，對于多ASIC都存在模擬地和數(shù)字地，究竟是采用地分割，還是不分割地？既有準(zhǔn)則是什么？哪種效果更好？

答迄今為止，沒有定論。一般情況下你可以查閱芯片的手冊。ADI所有混合芯片的手冊中都是推薦你一種接地的方案，有些是推薦公地、有些是建議隔離地。這取決于芯片設(shè)計(jì)。

9［問］何時要考慮線的等長？如果要考慮使用等長線的話，兩根信號線之間的長度之差最大不能超過多少？如何計(jì)算？

答差分線計(jì)算思路：如果你傳一個正弦信號，你的長度差等于它傳輸波長的一半是，相位差就是180度，這時兩個信號就完全抵消了。所以這時的長度差是最大值。以此類推，信號線差值一定要小于這個值。

10［問］高速中的蛇形走線，適合在那種情況？有什么缺點(diǎn)沒，比如對于差分走線，又要求兩組信號是正交的。

答蛇形走線，因?yàn)閼?yīng)用場合不同而具不同的作用：

（1）如果蛇形走線在計(jì)算機(jī)板中出現(xiàn)，其主要起到一個濾波電感和阻抗匹配的作用，提高電路的抗干擾能力。計(jì)算機(jī)主機(jī)板中的蛇形走線，主要用在一些時鐘信號中，如PCI-Clk，AGPCIK，IDE，DIMM等信號線。

（2）若在一般普通PCB板中，除了具有濾波電感的作用外，還可作為收音機(jī)天線的電感線圈等等。如2.4G的對講機(jī)中就用作電感。

（3）對一些信號布線長度要求必須嚴(yán)格等長，高速數(shù)字PCB板的等線長是為了使各信號的延遲差保持在一個范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)在同一周期內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)的有效性（延遲差超過一個時鐘周期時會錯讀下一周期的數(shù)據(jù)）。如INTELHUB架構(gòu)中的HUBLink，一共13根，使用233MHz的頻率，要求必須嚴(yán)格等長，以消除時滯造成的隱患，繞線是惟一的解決辦法。一般要求延遲差不超過1/4時鐘周期，單位長度的線延遲差也是固定的，延遲跟線寬、線長、銅厚、板層結(jié)構(gòu)有關(guān)，但線過長會增大分布電容和分布電感，使信號質(zhì)量有所下降。所以時鐘IC引腳一般都接;“ 端接，但蛇形走線并非起電感的作用。相反地，電感會使信號中的上升沿中的高次諧波相移，造成信號質(zhì)量惡化，所以要求蛇形線間距最少是線寬的兩倍。信號的上升時間越小，就越易受分布電容和分布電感的影響。

（4）蛇形走線在某些特殊的電路中起到一個分布參數(shù)的LC濾波器的作用。

11［問］在設(shè)計(jì)PCB時，如何考慮電磁兼容性EMC/EMI，具體需要考慮哪些方面？采取哪些措施？

答好的EMI/EMC 設(shè)計(jì)必須一開始布局時就要考慮到器件的位置， PCB 疊層的安排，重要聯(lián)機(jī)的走法， 器件的選擇等。 例如時鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對外的連接器，高速信號盡量走內(nèi)層并注意特性阻抗匹配與參考層的連續(xù)以減少反射，器件所推的信號之斜率（slew rate）盡量小以減低高頻成分，選擇去耦合（decoupling/bypass）電容時注意其頻率響應(yīng)是否符合需求以降低電源層噪聲。 另外，注意高頻信號電流之回流路徑使其回路面積盡量?。ㄒ簿褪腔芈纷杩筶oop impedance 盡量?。┮詼p少輻射， 還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲的范圍，最后，適當(dāng)?shù)倪x擇PCB 與外殼的接地點(diǎn)（chassis ground）。

12［問］請問射頻寬帶電路PCB的傳輸線設(shè)計(jì)有何需要注意的地方？傳輸線的地孔如何設(shè)置比較合適，阻抗匹配是需要自己設(shè)計(jì)還是要和PCB加工廠家合作？

答這個問題要考慮很多因素．比如PCB材料的各種參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)最后建立的傳輸線模型，器件的參數(shù)等．阻抗匹配一般要根據(jù)廠家提供的資料來設(shè)計(jì)

13［問］在模擬電路和數(shù)字電路并存的時候，如一半是FPGA或單片機(jī)數(shù)字電路部分，另一半是DAC和相關(guān)放大器的模擬電路部分。各種電壓值的電源較多，遇到數(shù)模雙方電路都要用到的電壓值的電源，是否可以用共同的電源，在布線和磁珠布置上有什么技巧。。 ？

答一般不建議這樣使用．這樣使用會比較復(fù)雜，也很難調(diào)試．

14［問］您好，請問在進(jìn)行高速多層PCB設(shè)計(jì)時，關(guān)于電阻電容等器件的封裝的選擇的，主要依據(jù)是什么？常用那些封裝，能否舉幾個例子。

答0402是手機(jī)常用；0603是一般高速信號的模塊常用；依據(jù)是封裝越小寄生參數(shù)越小，當(dāng)然不同廠家的相同封裝在高頻性能上有很大差異。建議你在關(guān)鍵的位置使用高頻專用元件。

15［問］一般在設(shè)計(jì)中雙面板是先走信號線還是先走地線？

答這個要綜合考慮．在首先考慮布局的情況下，考慮走線．

16［問］在進(jìn)行高速多層PCB設(shè)計(jì)時，最應(yīng)該注意的問題是什么？能否做詳細(xì)說明問題的解決方案。

答最應(yīng)該注意的是你的層的設(shè)計(jì)，就是信號線、電源線、地、控制線這些你是如何劃分在每個層的。一般的原則是模擬信號和模擬信號地至少要保證單獨(dú)的一層。電源也建議用單獨(dú)一層。

17［問］請問具體何時用2層板，4層板，6層板在技術(shù)上有沒有嚴(yán)格的限制？（除去體積原因）是以CPU的頻率為準(zhǔn)還是其和外部器件數(shù)據(jù)交互的頻率為準(zhǔn)？

答采用多層板首先可以提供完整的地平面，另外可以提供更多的信號層，方便走線。對于CPU要去控制外部存儲器件的應(yīng)用，應(yīng)以交互的頻率為考慮，如果頻率較高，完整的地平面是一定要保證的，此外信號線最好要保持等長。

18［問］PCB布線對模擬信號傳輸?shù)挠绊懭绾畏治?，如何區(qū)分信號傳輸過程中引入的噪聲是布線導(dǎo)致還是運(yùn)放器件導(dǎo)致。

答這個很難區(qū)分，只能通過PCB布線來盡量減低布線引入額外噪聲。

19［問］最近我學(xué)習(xí)PCB的設(shè)計(jì)，對高速多層PCB來說，電源線、地線和信號線的線寬設(shè)置為多少是合適的，常用設(shè)置是怎樣的，能舉例說明嗎？例如工作頻率在300Mhz的時候該怎么設(shè)置？

答300MHz的信號一定要做阻抗仿真計(jì)算出線寬和線和地的距離； 電源線需要根據(jù)電流的大小決定線寬 地在混合信號PCB時候一般就不用“線”了，而是用整個平面，這樣才能保證回路電阻最小，并且信號線下面有一個完整的平面

20［問］請問怎樣的布局才能達(dá)到最好的散熱效果？

答PCB中熱量的來源主要有三個方面：（1）電子元器件的發(fā)熱；（2）P c B本身的發(fā)熱；（3）其它部分傳來的熱。在這三個熱源中，元器件的發(fā)熱量最大，是主要熱源，其次是PCB板產(chǎn)生的熱，外部傳入的熱量取決于系統(tǒng)的總體熱設(shè)計(jì)，暫時不做考慮。 那么熱設(shè)計(jì)的目的是采取適當(dāng)?shù)拇胧┖头椒ń档驮骷臏囟群蚉CB板的溫度，使系統(tǒng)在合適的溫度下正常工作。主要是通過減小發(fā)熱，和加快散熱來實(shí)現(xiàn)。

21［問］可否解釋下線寬和與之匹配的過孔的大小比例關(guān)系？

答這個問題很好，很難說有一個簡單的比例關(guān)系，因?yàn)樗麅傻哪M不一樣。一個是面?zhèn)鬏斠粋€是環(huán)狀傳輸。您可以在網(wǎng)上找一個過孔的阻抗計(jì)算軟件，然后保持過孔的阻抗和傳輸線的阻抗一致就行。

22［問］在一塊普通的有一MCU控制的PCB電路板中，但沒大電流高速信號等要求不是很高，那么在PCB的四周最外的邊沿是否鋪一層地線把整個電路板包起來會比較好？

答一般來講，就鋪一個完整的地就可以了。

23［問］1、我知道AD轉(zhuǎn)換芯片下面要做模擬地和數(shù)字地的單點(diǎn)連接，但如果板上有多個AD轉(zhuǎn)換芯片的情況下怎么處理呢？2、多層電路板中，多路開關(guān)（multiplexer）切換模擬量采樣時，需要像AD轉(zhuǎn)換芯片那樣把模擬部分和數(shù)字部分分開嗎？

答1、幾個ADC盡量放在一起，模擬地?cái)?shù)字地在ADC下方單點(diǎn)連接； 2、取決于MUX與ADC的切換速度，一般ADC的速度會高于MUX，所以建議放在ADC下方。當(dāng)然，保險起見，可以在MUX下方也放一個磁珠的封裝，調(diào)試時視具體情況來選擇在哪進(jìn)行單點(diǎn)連接。

24［問］在常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)電路設(shè)計(jì)中，有的采用把幾個地連在一起，又這樣的用法嗎？為什么？謝謝！

答不是很清楚您的問題。對于混合系統(tǒng)肯定會有幾種類型的地，最終是會在一點(diǎn)將其連接一起，這樣做的目的是等電勢。大家需要一個共同的地電平做參考。

25［問］PCB中的模擬部分和數(shù)字部分、模擬地和數(shù)字地如何有效處理，多謝！

答模擬電路和數(shù)字電路要分開區(qū)域放置，使得模擬電路的回流在模擬電路區(qū)域，數(shù)字的在數(shù)字區(qū)域內(nèi)，這樣數(shù)字就不會影響到模擬。模擬地和數(shù)字地處理的出發(fā)點(diǎn)是類似的，不能讓數(shù)字信號的回流流到模擬地上去。

26［問］模擬電路和數(shù)字電路在PCB板設(shè)計(jì)時，對地線的設(shè)計(jì)有哪些不同？需要注意哪些問題？

答模擬電路對地的主要要求是，完整、回路小、阻抗匹配。數(shù)字信號如果低頻沒有特別要求；如果速度高，也需要考慮阻抗匹配和地完整。

27［問］去耦電容一般有兩個，0.1和10的，如果面積比較緊張的情況話，如何放置兩個電容，哪個放置背面好些？

答要根據(jù)具體的應(yīng)用和針對什么芯片來設(shè)計(jì)

28［問］請問老師，射頻電路中，經(jīng)常會出現(xiàn)IQ兩路信號，請問這兩根線的長度是否需要一樣？

答在射頻電路里盡量使用一樣的

29［問］高頻信號電路的設(shè)計(jì)與普通電路設(shè)計(jì)有什么不同嗎？能以走線設(shè)計(jì)為例簡單說明一下嗎？

答高頻電路設(shè)計(jì)要考慮很多參數(shù)的影響，在高頻信號下，很多普通電路可以忽略的參數(shù)不能忽略，因此可能要考慮到傳輸線效應(yīng) 。

30［問］高速PCB，布線過程中過孔的避讓如何處理，有什么好的建議？

答高速PCB，最好少打過孔，通過增加信號層來解決需要增加過孔的需求。

31［問］PCB板設(shè)計(jì)中電源走線的粗細(xì)如何選??？有什么規(guī)則嗎？

答可以參考：0.15×線寬（mm）=A，也需要考慮銅厚

32［問］數(shù)字電路和模擬電路在同一塊多層板上時，模擬地和數(shù)字地要不要排到不同的層上？

答不需要這樣做，但模擬電路和數(shù)字電路要分開放置。

33［問］一般數(shù)字信號傳輸時最多幾個過孔比較合適？（120Mhz以下的信號）

答最好不要超過兩個過孔。

34［問］在即有模擬電路又有數(shù)字電路的電路中，PCB板設(shè)計(jì)時如何避免互相干擾問題？

答模擬電路如果匹配合理輻射很小，一般是被干擾。干擾源來自器件、電源、空間和PCB； 數(shù)字電路由于頻率分量很多，所以肯定是干擾源。解決方法一般是，合理器件的布局、電源退偶、PCB分層，如果干擾特點(diǎn)大或者模擬部分非常敏感，可以考慮用屏蔽罩 。

35［問］對于高速線路板，到處都可能存在寄生參數(shù)，面對這些寄生參數(shù)，我們是精確各種參數(shù)然后再來消除，還是采用經(jīng)驗(yàn)方法來解決？應(yīng)該如何平衡這種效率與性能的問題？

答一般來說要分析寄生參數(shù)對于電路性能的影響．如果影響不能忽略，就一定要考慮解決和消除。

36［問］多層板布局時要注意哪些事項(xiàng)？

答多層板布局時，因?yàn)殡娫春偷貙釉趦?nèi)層，要注意不要有懸浮的地平面或電源平面，另外要確保打到地上的過孔確實(shí)連到了地平面上，最后是要為一些重要的信號加一些測試點(diǎn)，方便調(diào)試的時候進(jìn)行測量。

37［問］如何避免高速信號的crosstalk？

答可以讓信號線離的遠(yuǎn)一些，避免走平行線，通過鋪地或加保護(hù)來起到屏蔽作用，等等。

38［問］請問在多層板設(shè)計(jì)中經(jīng)常會用到電源平面，可是在雙層板中需要設(shè)計(jì)電源平面嗎？

答很難，因?yàn)槟愀鞣N信號線在雙層布局已經(jīng)差不多了

39［問］PCB板的厚度對電路有什么影響嗎？一般是如何選取的？

答厚度在作阻抗匹配時比較重要，PCB廠商會詢問阻抗匹配是在板厚為多少時進(jìn)行計(jì)算的，PCB廠商會根據(jù)你的要求進(jìn)行制作。

40［問］地平面可以使信號最小回路，但是也會和信號線產(chǎn)生寄生電容，這個應(yīng)該怎么取舍？

答要看寄生電容對信號是否有不可忽略的影響．如果不可忽略，那就要重新考慮

41［問］LDO輸出當(dāng)做數(shù)字電源還是模擬電源意思是數(shù)字跟模擬哪個先接電源輸出好 ？

答如果想用一個LDO來為數(shù)字和模擬提供電源，建議先接模擬電源，模擬電源經(jīng)過LC濾波后，為數(shù)字電源。

42［問］請問應(yīng)該在模擬Vcc和數(shù)字Vcc之間用磁珠，還是應(yīng)該在模擬地和數(shù)字地之間用磁珠呢 ？

答模擬VCC經(jīng)過LC濾波后得到數(shù)字VCC，模擬地和數(shù)字地間用磁珠。

43［問］LVDS等差分信號線如何布線？

答一般需要注意：所有布線包括周圍的器件擺放、地平面都需要對稱。

44［問］一個好的PCB設(shè)計(jì)，需要做到自身盡量少的向外發(fā)射電磁輻射，還要防止外來的電磁輻射對自身的干擾，請問防止外來的電磁干擾，電路需要采取哪些措施呢？

答最好的方法是屏蔽，阻止外部干擾進(jìn)入。電路上，比如有INA時，需要在INA前加RFI濾器濾除RF干擾。

45［問］采用高時鐘頻率的快速集成電路芯片電路，在PCB板設(shè)計(jì)時如何來解決傳輸線效應(yīng)的問題？

答這個快速集成電路芯片是什么芯片？如果是數(shù)字芯片，一般不用考慮．如果是模擬芯片，要看傳輸線效應(yīng)是否大到影響芯片的性能 。

46［問］在一個多層的PCB設(shè)計(jì)中，是否還需要覆銅呢？如果覆銅的話應(yīng)該將其連接到哪一層？

答如果內(nèi)部有完整的地平面和電源平面，則頂層和底層可以不敷銅。

47［問］在高速多層PCB設(shè)計(jì)時，進(jìn)行阻抗仿真一般怎么進(jìn)行，利用什么軟件？有什么要特別注意的問題嗎？

答你可以采用Multisim軟件來仿真電阻電容效應(yīng)。

48［問］有些器件的引腳較細(xì)，但是PCB板上走線較粗，連接后會不會造成阻抗不匹配的問題？如果有該如何解決？

答要看是什么器件．而且器件的阻抗一般在數(shù)據(jù)手冊上給出，一般和引腳粗細(xì)關(guān)系不大

49［問］差分線一般都需要等長如果實(shí)在在LAYOUT中有困難實(shí)現(xiàn)，是否有其他補(bǔ)救措施？

答可以通過走蛇形線來解決等長的問題，現(xiàn)在大多數(shù)的PCB軟件都可以自動走等長線，很方便。

50［問］在用萬用表測量芯片的模擬地與數(shù)字地接口的時候是導(dǎo)通的，這樣模擬地域數(shù)字地不就是多點(diǎn)連接了嗎？

答芯片內(nèi)部的地管腳都是連接在一起的。但是在PCB板上仍然需要連接。最理想的單點(diǎn)接地，應(yīng)該是要了解芯片內(nèi)部模擬和數(shù)字部分的連接點(diǎn)位置，然后把PCB板上的單點(diǎn)連接位置也設(shè)計(jì)在芯片的模擬和數(shù)字分界點(diǎn)。

51［問］由于受到板子尺寸的限制，我的電路板采用兩面貼片焊接芯片，板子上走了很多的過孔，信號線也走在附近，這樣走線會對信號產(chǎn)生干擾嗎？

答如果是低速數(shù)字信號，應(yīng)該問題不大。否則肯定會影響信號的質(zhì)量。

52［問］數(shù)字線在考慮要不要做阻抗匹配時，是看信號傳出至反射回來時，總時間是否超過上升沿的20%，若超過則需阻抗匹配。請問模擬線要不要阻抗匹配？怎樣考慮？

答低頻的模擬信號是不需要匹配的，射頻的模擬信號當(dāng)然也要考慮匹配問題。

53［問］關(guān)于完整的地平面，在使用AD/DA芯片的板子上，如果層數(shù)比較多，可以提供一個完整的模擬地和一個完整的數(shù)字地；也可以在這兩層地平面上都分別劃分模擬地，數(shù)字地。二者孰優(yōu)孰劣？

答一般來講，都會鋪完整的地平面。除非是一些特殊的情況，比如板子的模擬部分和數(shù)字部分是明顯分開的，可以很容易地區(qū)分開。

54［問］用磁珠或MECCA連接數(shù)字、模擬地時，是利用其頻率特性，使數(shù)字地中高頻成分不影響模擬地，同時保證二者電平相等。那么，0ohm電阻連接數(shù)字、模擬地有什么作用，有時還只用一小塊銅連接，能分析一下嗎？

答磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器，只對某個頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用，使用時需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率，以便選用適當(dāng)型號。對于頻率不確定或無法預(yù)知的情況，磁珠不合。 0歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路，能夠有效地限制環(huán)路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用（0歐電阻也有阻抗），這點(diǎn)比磁珠強(qiáng)。 銅皮類似于0ohm電阻。

55［問］如何避免布線時引入的噪聲？

答數(shù)字地與模擬地要單點(diǎn)接地，否則數(shù)字地回流會流過模擬地對模擬電路造成干擾。

56［問］PCB如何預(yù)防PWM等突變信號對模擬信號（如運(yùn)放）產(chǎn)生的干擾，又如何進(jìn)行測試這種干擾（輻射干擾或傳導(dǎo)干擾）的大小？除布局布線需要注意外，有無其他方法來進(jìn)行抑制（除屏蔽的手段？

答要從運(yùn)放的幾個接口入手，輸入端要防止空間耦合干擾和PCB串?dāng)_（布局改善）；電源需要不同容值去耦電容。 測試可以用示波器的探頭測試上面說的位置，判斷出干擾從何而來。 PWM信號如果是通過低通濾波變成直流控制電壓的話，可以考慮就進(jìn)做濾波，或者并聯(lián)對地一個小電容，讓PWM的波形變圓，減少高頻分量

57［問］請問，在電路板中，一個ARM或者FPGA經(jīng)常會向外連接很多RAM，F(xiàn)LAH這樣的器件，請問這些主芯片與這些存儲器之間的連線需要注意什么，過孔的數(shù)目有什么限制么？數(shù)字信號中常用的過孔孔徑大小是多少？過孔孔徑的大小對信號的影響大么？

答如果速度大于100MHz，則一根信號線上的過孔最好不要超過兩個，過孔不能太小，一般，10個mil的孔徑即可。

58［問］請問在布雙面板（高頻是）的時候，頂層地和底層地相連時的過孔也是越少越好嗎？那么要怎么放過孔比較合理呢？

答過孔少是針對信號線，如果是地的過孔，適當(dāng)?shù)亩嘁恍p少地回路和阻抗。放的原則是就進(jìn)器件。

59［問］LVDS信號布線應(yīng)該注意哪些？如何布線？

答平行等長

60［問］請問數(shù)據(jù)線并行布線是不是為了相互干擾？

答并行走線要注意線與線的間距，防止串?dāng)_發(fā)生。

61［問］在一塊4層板，布有一整個采集系統(tǒng)，有模擬放大、數(shù)字采集、MCU。布好后，如何測量此系統(tǒng)的輸入阻抗，如何做到系統(tǒng)的輸入阻抗和傳感器匹配，如何匹配，有沒有相關(guān)的設(shè)計(jì)原則 。

答不知道您的模擬信號的頻率多高，如果不高則不需要阻抗匹配。阻抗匹配可以用一些仿真軟件計(jì)算PCB的阻抗。例如APPCAD。器件的阻抗可以通過手冊查詢。

62［問］經(jīng)常會看到PCB板上有很多地孔，這些地孔是越多越好嗎？有什么規(guī)則嗎？

答不是．要盡量減少過孔的使用，在不得不使用過孔時，也要考慮減少過孔對電路的影響

63［問］在多層板布線的時候難免會有跨平面的現(xiàn)象。我們現(xiàn)在的做飯是在割平面時盡量優(yōu)先照顧到差分線不跨平面。但有一次以為老師的說法是單端的不能跨，差分的反倒沒那么嚴(yán)格。請教下老師對此的看法。

答單端和差分信號在跨越地平面后都得回流回去，如果回流繞很大圈才回去，一樣會感應(yīng)更多的干擾進(jìn)來，如果差分線上的噪聲一樣，則會彼此抵消，所以是有一定道理的。

64［問］在高速多層PCB設(shè)計(jì)時，數(shù)字地和模擬地怎么區(qū)分？是根據(jù)器件的數(shù)據(jù)手冊中說明的進(jìn)行連接嗎？

答高速設(shè)計(jì)不用分?jǐn)?shù)字地和模擬地。

65［問］對PCB走線的熔斷電流如何考慮？？PCB走線多大電流時會熔斷，和哪些因素有關(guān)？

答參考0.15×線寬（mm）=A，這時最大電流。設(shè)計(jì)時候不能用熔斷電流做預(yù)算。這樣就是銅線的截面積。

66［問］請問，在信號輸入輸出接口和電源輸入接口等方面需要做哪些保護(hù)？電源為220V輸入轉(zhuǎn)直流時，在實(shí)際應(yīng)用時，需要采取哪些防護(hù)措施？

答TVS管，保險絲這些在電源上是必須的。信號的話，看情況也得加TVS管，及二極管來保護(hù)模擬電路輸入出現(xiàn)大電壓的情況。

67［問］見PCB板的布線折彎時有45度角和圓弧兩種，有何優(yōu)缺點(diǎn)，怎么選擇？

答從阻抗匹配的角度，這兩種線都可以做成匹配的彎角。但是圓角可能不好加工。

68［問］在高頻走線中如果尺寸受限，最常用的走線方法或者說合理的走線方法有那些？比如說蛇形走線，可以嗎？

答不好，會引入更多寄生參數(shù)

69［問］請問在使用儀表放大器時關(guān)鍵的輸入型號，我在器件層其周圍還有必要覆銅嗎，我在器件的底層已經(jīng)覆銅了。還有儀表放大器的反饋電阻我是用直插的，引線就長了，換成貼片的電阻溫漂和精度就達(dá)不到要求，請問該怎樣處理。

答一般儀放芯片資料會有推薦的Layout的方法及圖，可以參考。保證引線短和粗是必須的。選用貼片低精度的電阻還是直插高精度的電阻哪種好，得看具體調(diào)試的結(jié)果。

70［問］PCB軟件可以自動布線，但器件的位置布局是不是得手動放置？

答最好布局布線都手動完成。

71［問］在做PCB板制板時，PCB選材有沒有什么特殊的規(guī)定或是一般如何選材？我現(xiàn)在在制作高頻信號電路板，請問您最好選擇什么材質(zhì)的PCB板較好？

答目前較多采用的高頻電路板基材是氟糸介質(zhì)基板，如聚四氟乙烯（PTFE），平時稱為特氟龍，通常應(yīng)用在5GHz以上。做板時跟PCB廠商說明即可。

72［問］我是PCB設(shè)計(jì)的初學(xué)者，我想了解下去耦電容的選型規(guī)則是什么？還有值的大小怎么計(jì)算？

答一般情況，對于電源產(chǎn)生部分，要用10u和0.1u的電容去耦，要同時考慮高頻和低頻的去耦；對于其他原件一般都是用0.1u的電容在電源部分去耦。

73［問］一個5khz的脈沖信號在板子上走20cm長，10mil寬的走線之后，其衰減能達(dá)到多少呢 ？

答不同的材質(zhì)的ＰＣＢ的寄生參數(shù)不同，可以根據(jù)你使用的寄生參數(shù)建立模型來計(jì)算．

74［問］在高頻中走的微帶線走線與地平面的距離有什么要求嗎？比如說大于1mm。還是沒有太大的要求，只要差不多就可以了？還是要按共面波導(dǎo)計(jì)算？

答一定要用共面波導(dǎo)或者微帶線的阻抗仿真計(jì)算。

75［問］如何布線才能盡可能地降低線間高頻信號的串?dāng)_？

答高頻信號匹配好會減少反射，同樣也會減少輻射。

76［問］想請問在DC-DCConvertIC，在IC下方需要連接到地平面，透過Via連接到地平面，Via孔的數(shù)量多與少影響程度為何？。

答一般可以根據(jù)參考設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)．由于電流較大，可能需要一定數(shù)量的Via.

77［問］ 阻抗匹配時，若引腳給出的阻抗值為復(fù)數(shù)，即既有阻抗部分又有電抗部分，這時阻抗匹配如何做？光考慮電阻部分嗎？

答考慮共軛匹配，將阻抗的虛部抵消。

78［問］ 高頻中集中參數(shù)和分布參數(shù)那種比較好？要怎么選擇這兩種方法比較合適呢？謝謝！

答分布方法，精度較高，但比較復(fù)雜；集總方式相對簡化，但有一定誤差。

79［問］ 雙層板連接上下覆銅地的過孔分布有何要求？

答一般來講只是為了提高連通性的話，應(yīng)該對分別沒有太多要求。

80［問］ 如何在中頻應(yīng)用中，如何平衡放大器輸入端的寄生電感和寄生電容？

答一般來講寄生電感和電容對中頻電路的影響較小，可以忽略．只要保證不引入大的寄生電容和電感值就行了

81［問］ 怎樣能有效減少電路元件間的干擾影響，以及放大器如何布局才能最大限度的抑制紋波的引入？

答減少干擾的原則是：

1、減少輻射端；

2、加強(qiáng)被干擾的隔離、屏蔽和退偶；

紋波減少的原則也是，

1、減少開關(guān)電源的紋波輸出；

2、足夠的退偶濾波；

82［問］ 6層設(shè)計(jì)時，層的分配技巧，那些走線要走中間層 ？

答 看你的設(shè)計(jì)了。原則是保證模擬信號線和模擬地有單獨(dú)兩層。

83 ［問］ 在模擬地和數(shù)字地相連時，采用的方法是否在數(shù)字地處接一個合適的磁珠到模擬地？那這個磁珠要怎么選呢？謝謝！

答磁珠主要是起到隔離高頻噪聲的作用，不同的磁珠濾波頻率不同，所以要根據(jù)板上噪聲的情況來選擇合適的器件。

84［問］ 請問對于高于5G以上的訊號布局有何要注意的地方？

答既要考慮傳輸線效應(yīng)，又要考慮寄生效應(yīng)，還有EMI的問題。

85 ［問］ 電路中有高速邏輯器件時，最大布線長度為多大？

答布線不怕長，就怕不對稱或者有比較大的差，這樣容易因?yàn)闀r延造成錯誤的邏輯

86［問］在高速數(shù)字電路板中，有多個不同電壓值的電源，鋪電源平面時應(yīng)該盡量采用多層電源平面還是在同一層電源平面上分開布置好？

答可以在一個平面上多個電壓，注意之間隔離開。也可以把最重要的電源單獨(dú)走一層，這樣保證它不受其他電源干擾。

87［問］ 在走差分線的時候由于空間限制，不能完全等距等長，請問是等距優(yōu)先還是等長優(yōu)先？

答等長可以保證阻抗匹配，但是不等距實(shí)際上對差分匹配也有影響，需要仿真測試。

88［問］在PCB布局中，如何減少電磁干擾？另外哪些模塊應(yīng)該距離主控制芯片近一點(diǎn)？謝謝！

答對于主控制器，主要傳輸數(shù)字信號，所以模擬和電源部分應(yīng)遠(yuǎn)離控制器；對于減小電磁干擾，需要注意匹配，去耦，布局布線，分層等問題，建議參考一些資料。

89［問］ 考慮信號完整性時，如果只知道數(shù)字芯片的頻率是1GHZ，一般會估算他的上升時間是為周期的1/10，即0.1ns。有何依據(jù)嗎？

答這是一個一般性原則，沿的速度取決于器件輸出口的速度。如果太慢會影響判決。再快了芯片工藝達(dá)不到了。

90［問］ 你好，請問ARM芯片提高電源的抗干擾，除了在電源輸入端接入TVS管之外，電源輸入端的輸入腳要接電感比較好，還是磁珠比較好

答一般會使用磁珠。

91［問］ 你好，pcb板在線能不能仿真一下，也就是怎么驗(yàn)證下板子有沒有問題，謝謝？

答有些PCB軟件可以做一些走線檢查和完整性分析，例如CADENCE

92［問］在pcb布線時有些人在信號的輸入輸出端串一個電阻進(jìn)行端接，這個作用大嗎？要如何選擇這個電阻呢？那些地方需要這樣做呢？謝謝！

答這要看串聯(lián)電阻的作用，有的是起到限流作用的，有的可能是做阻抗匹配。

93［問］ 對影響電源的高速脈沖串有什么好的抑制方案或者成比較系統(tǒng)的處理方法嗎？

答您所謂的高速脈沖串，無非就是不同頻率的干擾信號，采用不同值的電容退偶。

94 ［問］ 高速PCB對板材有什么特殊要求沒有？

答高頻電路對PCB材料有要求．在高頻下要考慮傳輸線效應(yīng)

95［問］ 關(guān)于信號線的阻抗匹配，請作點(diǎn)介紹和作法？

答頻率較低場合，需要考慮信號線的寬度和電流的承載能力的關(guān)系，高頻時，需要考慮匹配等長等問題。

96［問］ 高頻信號線的抗干擾措施有哪些？布線時應(yīng)注意哪些方面？

答這個問題比較寬泛，很難一兩句話說清楚。有很多相關(guān)資料可以參考。

97［問］ 為什么高速信號不用分?jǐn)?shù)字和模擬地？

答因?yàn)?a target="_blank">驅(qū)動器端可以調(diào)整輸出相位差，PCB布局好了再調(diào)整就很難了，接收端直接輸入了，無法調(diào)整。

98［問］ 關(guān)于差分線的等長補(bǔ)償，您為何就直接建議在驅(qū)動器端補(bǔ)償呢？能解釋一下嗎？EricBogatin的書中也只是給出結(jié)論，但無解釋。

答驅(qū)動端有些芯片有調(diào)整功能，PCB線設(shè)計(jì)好不容易改了，接受端直接輸入一般都沒有時延調(diào)整的功能。

99［問］ 在高頻選用制板材料時，介電常數(shù)是不是越小越好呢？謝謝！

答意味著寄生電容小，然而對于信號線特征阻抗的設(shè)計(jì)時對介電常數(shù)是有要求的，不能一概而論。

100［問］ 多大頻率的晶振要考慮MCU與晶振間的走線方式？

答晶振與MCU應(yīng)盡量靠近，用最短的直線連接。

101 ［問］ 開關(guān)電源過來的直流電上面帶有100mv左右的噪聲，應(yīng)該如何有效地濾除？

答可以考慮加一級調(diào)制器LDO產(chǎn)品穩(wěn)定電源，或者考慮適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙轂V除紋波。

102［問］ 模擬電源是否也可以鋪平面，是否和地的作用相同？

答電源當(dāng)然可以鋪平面。若不能鋪平面，電源線要盡量粗。

103［問］ 請問專家，兩層電路板的覆銅，什么時候選擇兩面均覆，什么時候僅選擇一面覆銅呢？

答如果能保證一面是全地平面的話，可以只鋪一層。

104［問］ 請問在高頻（1GHz以上）板的設(shè)計(jì)中，過孔的大小及過孔間距有什么要求？阻抗匹配時需要考慮到的因素有哪些？板材需要注意么？差分走線與地平面的距離有什么注意事項(xiàng)？

答如何需要綜合考慮以上指標(biāo)，建議做整體的電路仿真和調(diào)試，寄生效應(yīng)會影響仿真效果，需要進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證和嘗試。

105 ［問］ 敷銅的9個注意點(diǎn)

答所謂覆銅，就是將PCB上閑置的空間作為基準(zhǔn)面，然后用固體銅填充，這些銅區(qū)又稱為灌銅。敷銅的意義在于，減小地線阻抗，提高抗干擾能力；降低壓降，提高電源效率；與地線相連，還可以減小環(huán)路面積。

敷銅方面需要注意那些問題：

1．如果PCB的地較多，有SGND、AGND、GND，等等，就要根據(jù)PCB板面位置的不同，分別以最主要的“地”作為基準(zhǔn)參考來獨(dú)立覆銅， 數(shù)字地和模擬地分開來敷銅自不多言，同時在覆銅之前，首先加粗相應(yīng)的電源連線：5.0V、3.3V等等，這樣一來，就形成了多個不同形狀的多變形結(jié)構(gòu)。

2．對不同地的單點(diǎn)連接，做法是通過0歐電阻磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率，他等效于電阻和電感串聯(lián)，但電阻值和電感值都隨頻率變化。 他比普通的電感有更好的高頻濾波特性，在高頻時呈現(xiàn)阻性，所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高調(diào)頻濾波效果。 作為電源濾波，可以使用電感。磁珠的電路符號就是電感但是型號上可以看出使用的是磁珠在電路功能上，磁珠和電感是原理相同的，只是頻率特性不同罷了， 磁珠由氧磁體組成，電感由磁心和線圈組成，磁珠把交流信號轉(zhuǎn)化為熱能，電感把交流存儲起來，緩慢的釋放出去。 磁珠對高頻信號才有較大阻礙作用，一般規(guī)格有100歐/100mMHZ ，它在低頻時電阻比電感小得多。

3．晶振：電路中的晶振為一高頻發(fā)射源，做法是在環(huán)繞晶振敷銅，然后將晶振的外殼另行接地。

4．孤島（死區(qū)）問題，如果覺得很大，那就定義個地過孔添加進(jìn)去也費(fèi)不了多大的事。

5．在開始布線時，應(yīng)對地線一視同仁，走線的時候就應(yīng)該把地線走好，不能依靠于銅后通過添加過孔來消除為連接的地引腳，這樣的效果很不好。

6.在板子上最好不要有尖的角出現(xiàn)（<=180度），因?yàn)閺碾姶艑W(xué)的角度來講，這就構(gòu)成的一個發(fā)射天線！對于其他總會有一影響的只不過是大還是小而已，我建議使用圓弧的邊沿線。

7．多層板中間層的布線空曠區(qū)域，不要敷銅。因?yàn)槟愫茈y做到讓這個敷銅“良好接地”

8．設(shè)備內(nèi)部的金屬，例如金屬散熱器、金屬加固條等，一定要實(shí)現(xiàn)“良好接地”。

9．三端穩(wěn)壓器的回流面積，減小信號對外的電磁干擾。