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learntodesignpcb12 [2019/05/22 00:36] gongyu 创建 |
learntodesignpcb12 [2019/05/22 01:05] (当前版本) gongyu |
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- | # 第十二章:PCB的布线 - 最短路径、减少干扰 | + | ## 第十二章:PCB的布线 - 最短路径、减少干扰 |
- | ## PCB布线流程 | + | ### PCB布线流程 |
- | ### 了解制造厂商的制造规范 - 线宽、线间距、过孔要求、层数要求 | + | #### 了解制造厂商的制造规范 - 线宽、线间距、过孔要求、层数要求 |
- | ### 确定层数并定义各层的功能 | + | #### 确定层数并定义各层的功能 |
- | ### 设计布线规则 - 线宽、线间距、过孔大小 | + | #### 设计布线规则 - 线宽、线间距、过孔大小 |
- | ### 定义不同net的走线宽度 | + | #### 定义不同net的走线宽度 |
- | ### 关键信号线走线 - 电源 、时钟、差分信号、敏感的模拟信号…. | + | #### 关键信号线走线 - 电源 、时钟、差分信号、敏感的模拟信号…. |
- | ### 其它信号线走线 | + | #### 其它信号线走线 |
- | ### 铺地/电源 | + | #### 铺地/电源 |
- | ### DRC检查 | + | #### DRC检查 |
- | ### 对照原理图上的连线逐线高亮检查 | + | #### 对照原理图上的连线逐线高亮检查 |
- | ### 调整丝印 | + | #### 调整丝印 |
- | ## 选择层数 | + | ### 选择层数 |
- | ### 根据电路特点规划层数: | + | #### 根据电路特点规划层数: |
- 高速/低速、模拟/数字、阻抗要求 | - 高速/低速、模拟/数字、阻抗要求 | ||
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- 成本 | - 成本 | ||
- | ### 定义各层的功能 | + | #### 定义各层的功能 |
- | ### 关闭未曾用的层 | + | #### 关闭未曾用的层 |
- | ## 设定布线规则 | + | ### 设定布线规则 |
- | ### 线宽 - 不同的net可以单独定义 | + | #### 线宽 - 不同的net可以单独定义 |
- | ### 过孔形状和孔径(内径、外径) | + | #### 过孔形状和孔径(内径、外径) |
- | ### 丝印的文字字体和字号 | + | #### 丝印的文字字体和字号 |
- | ### 安全间距: | + | #### 安全间距: |
- 走线和走线之间 | - 走线和走线之间 | ||
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- 走线/孔径和板卡边沿之间 | - 走线/孔径和板卡边沿之间 | ||
- | ### 走线层面和方向 - 此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。 | + | #### 走线层面和方向 - 此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。 |
- | ## 过孔的选择 | + | ### 过孔的选择 |
- | ### 从成本和信号质量综合考虑选择合理的尺寸 | + | #### 从成本和信号质量综合考虑选择合理的尺寸 |
- | ### PCB板上的信号走线尽量在同一层,尽量不要使用不必要的过孔,布局的时候规划好走线 | + | #### PCB板上的信号走线尽量在同一层,尽量不要使用不必要的过孔,布局的时候规划好走线 |
- | ### 高速数字信号线(尤其是时钟信号)尽量避免跨层走线,减少过孔对信号的反射和干扰 | + | #### 高速数字信号线(尤其是时钟信号)尽量避免跨层走线,减少过孔对信号的反射和干扰 |
- | ### 电源和地的管脚要就近放置过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,同时电源和地的引线尽可能粗以减少阻抗 | + | #### 电源和地的管脚要就近放置过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,同时电源和地的引线尽可能粗以减少阻抗 |
- | ### 在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路 | + | #### 在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路 |
- | ### 利用过孔进行导热 | + | #### 利用过孔进行导热 |
- | ## 一般走线规则 | + | ### 一般走线规则 |
- | ### 走线方向 | + | #### 走线方向 |
- 输入和输出端的导线应尽量避免相邻平行 | - 输入和输出端的导线应尽量避免相邻平行 | ||
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- 当 PCB 布线受到结构限制(如某些背板)难以避免出现平行布线时,特别是在信号速率较高时,应考虑用地平面隔离各布线层,用地线隔离各信号线 | - 当 PCB 布线受到结构限制(如某些背板)难以避免出现平行布线时,特别是在信号速率较高时,应考虑用地平面隔离各布线层,用地线隔离各信号线 | ||
- | ### 器件和器件之间的走线尽可能短且直 | + | #### 器件和器件之间的走线尽可能短且直 |
- | ### 电源及临界信号走线使用宽线,电源线要根据电流的大小计算需要的宽度 | + | #### 电源及临界信号走线使用宽线,电源线要根据电流的大小计算需要的宽度 |
- | ### 确保模拟、数字线路相互分离,不要将数字信号线和模拟信号线并行布线,避免在ADC封装的下方铺设数字信号线 | + | #### 确保模拟、数字线路相互分离,不要将数字信号线和模拟信号线并行布线,避免在ADC封装的下方铺设数字信号线 |
- | ### 相同属性的一组总线,应尽量并排走线,做到尽量等长。同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上 | + | #### 相同属性的一组总线,应尽量并排走线,做到尽量等长。同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上 |
- | ## 时钟布线 | + | ### 时钟布线 |
- | ### 晶振 - 连到其输入、输出端的线尽量短,最好不要有过孔,以减少噪声干扰以及分布电容的影响 | + | #### 晶振 - 连到其输入、输出端的线尽量短,最好不要有过孔,以减少噪声干扰以及分布电容的影响 |
- | ### 晶振可以采用环绕敷铜,并将晶振外壳接地,以改善晶振对其他元器件的干扰。 | + | #### 晶振可以采用环绕敷铜,并将晶振外壳接地,以改善晶振对其他元器件的干扰。 |
- | ### 尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。 | + | #### 尽量避免和其它信号线并行走线,且应远离一般信号线,避免对信号线的干扰。 |
- | ### 应避开板上的电源部分,以防止电源和时钟互相干扰,时钟电路下面不要有电源层或地层 | + | #### 应避开板上的电源部分,以防止电源和时钟互相干扰,时钟电路下面不要有电源层或地层 |
- | ### 当一块电路板上用到多个不同频率的时钟时,两根不同频率的时钟线不可并行走线。 | + | #### 当一块电路板上用到多个不同频率的时钟时,两根不同频率的时钟线不可并行走线。 |
- | ### 时钟线还应尽量避免靠近输出接口。 | + | #### 时钟线还应尽量避免靠近输出接口。 |
- | ## 差分信号线 | + | ### 差分信号线 |
- | ### 成对走线,尽量平行、靠近 - 保持差分对的两信号走线之间的距离S在整个走线上为常数 | + | #### 成对走线,尽量平行、靠近 - 保持差分对的两信号走线之间的距离S在整个走线上为常数 |
- | ### 确保D>2S,以最小化两个差分对信号之间的串扰。 | + | #### 确保D>2S,以最小化两个差分对信号之间的串扰。 |
- | ### 将两差分信号线的长度保持相等,以消除信号的相位差。 | + | #### 将两差分信号线的长度保持相等,以消除信号的相位差。 |
- | ### 避免在差分对上使用多个过孔,因为过孔会产生阻抗不匹配和电感,必须打孔的时候,应两线一同打孔。 | + | #### 避免在差分对上使用多个过孔,因为过孔会产生阻抗不匹配和电感,必须打孔的时候,应两线一同打孔。 |
- | ## 避免直角走线 | + | ### 避免直角走线 |
- | ### 在高速传输的时候,直角或锐角走线在拐角处产生额外的寄生电容和寄生电感,影响高速信号的传输,对于低速的信号,影响可以忽略不计 | + | #### 在高速传输的时候,直角或锐角走线在拐角处产生额外的寄生电容和寄生电感,影响高速信号的传输,对于低速的信号,影响可以忽略不计 |
- | ### 尽量不采用直角的是为了避免工艺上的问题 | + | #### 尽量不采用直角的是为了避免工艺上的问题 |
- | ### 在走线确实需要直角拐角的情况下,可以采取两种改进方法: | + | #### 在走线确实需要直角拐角的情况下,可以采取两种改进方法: |
- 一种是将90°拐角变成两个45°拐角 | - 一种是将90°拐角变成两个45°拐角 | ||
- 另一种是采用圆角 | - 另一种是采用圆角 | ||
- | ## 在安装孔和走线之间保留一定的距离 | + | ### 在安装孔和走线之间保留一定的距离 |
- | ## 接地和填充 | + | ### 接地和填充 |
- | ### 多层板可以采用独立的地层,数字信号分布在一侧,模拟信号分布在另一侧 | + | #### 多层板可以采用独立的地层,数字信号分布在一侧,模拟信号分布在另一侧 |
- | ### 最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线。 | + | #### 最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线。 |
- | ### 数字地与模拟地分开 | + | #### 数字地与模拟地分开 |
- | ### 用大面积铜层做地线用,把没被用上的地方都与地相连接作为地线用 | + | #### 用大面积铜层做地线用,把没被用上的地方都与地相连接作为地线用 |
- | ### 抑制高频干扰、降低电源或地线的阻抗、方便布线 | + | #### 抑制高频干扰、降低电源或地线的阻抗、方便布线 |
- | ### 注意分割铺设的区域、设定好铺设规则 | + | #### 注意分割铺设的区域、设定好铺设规则 |
- | ## 电源布线及去偶 | + | ### 电源布线及去偶 |
- | ### 电源线尽可能粗 - 减少环路阻抗,从而降低压降、干扰。 | + | #### 电源线尽可能粗 - 减少环路阻抗,从而降低压降、干扰。 |
- | ### 供电方向 - 与数据、信号的传递方向相反,即:从末级向前级推进的供电方式,这样有助于增强抗噪声能力。 | + | #### 供电方向 - 与数据、信号的传递方向相反,即:从末级向前级推进的供电方式,这样有助于增强抗噪声能力。 |
- | ### 采用两个电源平面分别连接所有AVDD和DVDD, 每个PCB板的AVDD和DVDD引脚至少增加一个10μF去耦电容。 | + | #### 采用两个电源平面分别连接所有AVDD和DVDD, 每个PCB板的AVDD和DVDD引脚至少增加一个10μF去耦电容。 |
- | ### 在器件的AVDD和DVDD的引脚与地之间连接0.1μF陶瓷去偶电容,电容须靠近器件放置,以便降低寄生电感,尽可能采用贴片电容 | + | #### 在器件的AVDD和DVDD的引脚与地之间连接0.1μF陶瓷去偶电容,电容须靠近器件放置,以便降低寄生电感,尽可能采用贴片电容 |
- | ### 去偶电容的多少和值取决于器件工作的速度、负载、管脚数量、布线难度,数字电路的如果有多个电源管脚,尽可能在每一个电源管脚放置一个0.1uF的去偶电容,当有些电源管脚距离很近且布局困难的时候,这些电源管脚可以共享一个去偶电容 | + | #### 去偶电容的多少和值取决于器件工作的速度、负载、管脚数量、布线难度,数字电路的如果有多个电源管脚,尽可能在每一个电源管脚放置一个0.1uF的去偶电容,当有些电源管脚距离很近且布局困难的时候,这些电源管脚可以共享一个去偶电容 |
- | ## 走线阻抗及终端匹配 | + | ### 走线阻抗及终端匹配 |
- | ### 高速数字电路和射频电路,对PCB导线的阻抗是有要求的,低速电路可以忽略 | + | #### 高速数字电路和射频电路,对PCB导线的阻抗是有要求的,低速电路可以忽略 |
- | ### 发送端阻抗 == 走线阻抗 == 接收端阻抗要匹配,以达到最佳的传输效果,降低反射 | + | #### 发送端阻抗 == 走线阻抗 == 接收端阻抗要匹配,以达到最佳的传输效果,降低反射 |
- | ### 走线阻抗要根据板材计算其宽度,走线过程中尽可能不要出现阻抗的变化 - 线宽一致 | + | #### 走线阻抗要根据板材计算其宽度,走线过程中尽可能不要出现阻抗的变化 - 线宽一致 |
- | ### 减少跨层走线,尽可能少用过孔 | + | #### 减少跨层走线,尽可能少用过孔 |
- | ### 注意发送端阻抗匹配 - 串行匹配电阻,接收端阻抗匹配 - 并行匹配电阻,放置的位置 | + | #### 注意发送端阻抗匹配 - 串行匹配电阻,接收端阻抗匹配 - 并行匹配电阻,放置的位置 |
- | ## 丝印 | + | ### 丝印 |
- | ### 在PCB上下两表面印刷上标识图案和文字代号的专用层,开发者、测试、安装者、使用者都会用到 | + | #### 在PCB上下两表面印刷上标识图案和文字代号的专用层,开发者、测试、安装者、使用者都会用到 |
- | ### 清楚、规则、整齐、归属明确、无歧义 | + | #### 清楚、规则、整齐、归属明确、无歧义 |
- | ### 字符不能覆盖在焊盘或过孔上,同一层的丝印不能互相重叠 | + | #### 字符不能覆盖在焊盘或过孔上,同一层的丝印不能互相重叠 |
- | ### 清楚表明元器件、连接器装联的方向,极性器件如指示灯、三极管、跳塞、开关、端子、配线需要明确的极性标识 | + | #### 清楚表明元器件、连接器装联的方向,极性器件如指示灯、三极管、跳塞、开关、端子、配线需要明确的极性标识 |
- | ### 器件密集的区域可以将丝印字符对应、有序地放置在其它区域并加上适当标识 | + | #### 器件密集的区域可以将丝印字符对应、有序地放置在其它区域并加上适当标识 |
- | ### 丝印字体一般采用EDA软件支持的缺省字体,AD的不好,需要修改 | + | #### 丝印字体一般采用EDA软件支持的缺省字体,AD的不好,需要修改 |
- | ## 检查 | + | ### 检查 |
- | ### ERC(电气规则检查) | + | #### ERC(电气规则检查) |
- | ### DRC(设计规则检查)- 线宽、线间距、加工厂工艺要求、高速设置、短路 | + | #### DRC(设计规则检查)- 线宽、线间距、加工厂工艺要求、高速设置、短路 |
- | ### 对照原理图逐线高亮检查 | + | #### 对照原理图逐线高亮检查 |