在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，PCB布局布線是重要的一步，PCB布局布線的好壞將直接影響電路的性能。

現(xiàn)在，雖然有很多軟件可以實(shí)現(xiàn)PCB自動(dòng)布局布線。但是隨著信號(hào)頻率不斷提升，很多時(shí)候，工程師需要了解有關(guān)PCB布局布線的基本的原則和技巧，才可以讓自己的設(shè)計(jì)完美無(wú)缺。

下面涵蓋了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。

1、問：高頻信號(hào)布線時(shí)要注意哪些問題？

     答：信號(hào)線的阻抗匹配；與其他信號(hào)線的空間隔離；對(duì)于數(shù)字高頻信號(hào)，差分線效果會(huì)更好。

2、問：在布板時(shí)，如果線密，過孔就可能要多，當(dāng)然就會(huì)影響板子的電氣性能，請(qǐng)問怎樣提高板子的電氣性能？

     答：對(duì)于低頻信號(hào)，過孔不要緊，高頻信號(hào)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(hào)。

4、問：一個(gè)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(jiǎn)潔。

5、問：通孔和盲孔對(duì)信號(hào)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(shí)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(duì)信號(hào)的回流路徑就遠(yuǎn)了，具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)如何選擇合適的方法？

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

對(duì)于模擬信號(hào)，這提供了一個(gè)完整的傳輸介質(zhì)和阻抗匹配；

地平面把模擬信號(hào)和其他數(shù)字信號(hào)進(jìn)行隔離；

地回路足夠小，因?yàn)槟愦蛄撕芏噙^孔，地又是一個(gè)大平面。

7、問：在電路板中，信號(hào)輸入插件在PCB左邊沿，mcu在靠右邊，那么在布局時(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)一段PCB板）？或是有更好的布局？

     答：首先你的所謂信號(hào)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(hào)完整性．因此有幾點(diǎn)需要考慮：

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(duì)模擬部分的供電，對(duì)電源的要求比較高； 

模擬部分和你的ＭＣＵ是否是一個(gè)電源，在高電路的設(shè)計(jì)中，建議把模擬部分和數(shù)字部分的電源分開；

對(duì)數(shù)字部分的供電需要考慮到盡量減小對(duì)模擬電路部分的影響。

8、問：在高速信號(hào)鏈的應(yīng)用中，對(duì)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(cè)。ADI所有混合芯片的手冊(cè)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(shí)要考慮線的等長(zhǎng)？如果要考慮使用等長(zhǎng)線的話，兩根信號(hào)線之間的長(zhǎng)度之差不能超過多少？如何計(jì)算？

     答：差分線計(jì)算思路：如果你傳一個(gè)正弦信號(hào)，你的長(zhǎng)度差等于它傳輸波長(zhǎng)的一半，相位差就是180度，這時(shí)兩個(gè)信號(hào)就完全抵消了。所以這時(shí)的長(zhǎng)度差是值。以此類推，信號(hào)線差值一定要小于這個(gè)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(duì)于差分走線，又要求兩組信號(hào)是正交的？

     答：蛇形走線，因?yàn)閼?yīng)用場(chǎng)合不同而具不同的作用：

如果蛇形走線在計(jì)算機(jī)板中出現(xiàn)，其主要起到一個(gè)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(shí)鐘信號(hào)中，如PCI-Clk,AGPCIK,IDE,DIMM等信號(hào)線。

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(duì)講機(jī)中就用作電感。

對(duì)一些信號(hào)布線長(zhǎng)度要求必須嚴(yán)格等長(zhǎng)，高速數(shù)字PCB板的等線長(zhǎng)是為了使各信號(hào)的延遲差保持在一個(gè)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(gè)時(shí)鐘周期時(shí)會(huì)錯(cuò)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(zhǎng)，以消除時(shí)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(shí)鐘周期，單位長(zhǎng)度的線延遲差也是固定的，延遲跟線寬、線長(zhǎng)、銅厚、板層結(jié)構(gòu)有關(guān)，但線過長(zhǎng)會(huì)增大分布電容和分布電感，使信號(hào)質(zhì)量有所下降。 

所以時(shí)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(huì)使信號(hào)中的上升沿中的高次諧波相移，造成信號(hào)質(zhì)量惡化，所以要求蛇形線間距少是線寬的兩倍。

信號(hào)的上升時(shí)間越小，就越易受分布電容和分布電感的影響。

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

11、問：在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，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(shí)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(shí)鐘產(chǎn)生器的位置盡量不要靠近對(duì)外的連接器，高速信號(hào)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(hào)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(shí)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(hào)電流之回流路徑使其回路面積盡量小(也就是回路阻抗loop impedance 盡量小)以減少輻射， 還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲的范圍，適當(dāng)?shù)倪x擇PCB 與外殼的接地點(diǎn)。

12、問：請(qǐng)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(gè)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)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(lái)設(shè)計(jì)。

13、問：在模擬電路和數(shù)字電路并存的時(shí)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(huì)比較復(fù)雜，也很難調(diào)試。

14、問：您好，請(qǐng)問在進(jìn)行高速多層PCB設(shè)計(jì)時(shí)，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(gè)例子。

       答：0402是手機(jī)常用；0603是一般高速信號(hào)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(hào)線還是先走地線？

       答：這個(gè)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(shí)，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：應(yīng)該注意的是你的層的設(shè)計(jì)，就是信號(hào)線、電源線、地、控制線這些你是如何劃分在每個(gè)層的。

 一般的原則是模擬信號(hào)和模擬信號(hào)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(qǐng)問具體何時(shí)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(hào)層，方便走線。

對(duì)于CPU要去控制外部存儲(chǔ)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(hào)線要保持等長(zhǎng)。

18、問：PCB布線對(duì)模擬信號(hào)傳輸?shù)挠绊懭绾畏治?，如何區(qū)分信號(hào)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(gè)很難區(qū)分，只能通過PCB布線來(lái)盡量減低布線引入額外噪聲。

19、問：近我學(xué)習(xí)PCB的設(shè)計(jì)，對(duì)高速多層PCB來(lái)說，電源線、地線和信號(hào)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(shí)候該怎么設(shè)置？

       答：300MHz的信號(hào)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(hào)PCB時(shí)候一般就不用“線”了，而是用整個(gè)平面，這樣才能保證回路電阻，并且信號(hào)線下面有一個(gè)完整的平面。

20、問：請(qǐng)問怎樣的布局才能達(dá)到的散熱效果？

       答：PCB中熱量的主要有三個(gè)方面：

• 電子元器件的發(fā)熱；

• PCB本身的發(fā)熱；

• 其它部分傳來(lái)的熱。

在這三個(gè)熱源中，元器件的發(fā)熱量，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(shí)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(lái)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(gè)問題很好，很難說有一個(gè)簡(jiǎn)單的比例關(guān)系，因?yàn)樗麅傻哪M不一樣。一個(gè)是面?zhèn)鬏斠粋€(gè)是環(huán)狀傳輸?？梢栽诰W(wǎng)上找一個(gè)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(hào)等要求不是很高，那么在PCB的四周外的邊沿是否鋪一層地線把整個(gè)電路板包起來(lái)會(huì)比較好？

       答：一般來(lái)講，就鋪一個(gè)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(gè)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(shí)，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：幾個(gè)ADC盡量放在一起，模擬地?cái)?shù)字地在ADC下方單點(diǎn)連接；取決于MUX與ADC的切換速度，一般ADC的速度會(huì)高于MUX，所以建議放在ADC下方。當(dāng)然，保險(xiǎn)起見，可以在MUX下方也放一個(gè)磁珠的封裝，調(diào)試時(shí)視具體情況來(lái)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(gè)地連在一起，有這樣的用法嗎？為什么？

       答：不是很清楚您的問題。對(duì)于混合系統(tǒng)肯定會(huì)有幾種類型的地，總是會(huì)在一點(diǎn)將其連接一起，這樣做的目的是等電勢(shì)。大家需要一個(gè)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？

       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(huì)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(hào)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(shí)，對(duì)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(duì)地的主要要求是，完整、回路小、阻抗匹配。數(shù)字信號(hào)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(gè)，0.1和10的，如果面積比較緊張的情況話，如何放置兩個(gè)電容，哪個(gè)放置背面好些？

       答：要根據(jù)具體的應(yīng)用和針對(duì)什么芯片來(lái)設(shè)計(jì)。

28、問：請(qǐng)問老師，射頻電路中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)IQ兩路信號(hào)，請(qǐng)問這兩根線的長(zhǎng)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(hào)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(jiǎn)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(hào)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，少打過孔，通過增加信號(hào)層來(lái)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)如何選取？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(shí)，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(hào)傳輸時(shí)多幾個(gè)過孔比較合適？（120Mhz以下的信號(hào)）

       答：不要超過兩個(gè)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(shí)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(lái)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。微信搜索公眾號(hào)玩轉(zhuǎn)嵌入式。

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

       答：一般來(lái)說要分析寄生參數(shù)對(duì)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(shí)要注意哪些事項(xiàng)？

       答：多層板布局時(shí)，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，是要為一些重要的信號(hào)加一些測(cè)試點(diǎn)，方便調(diào)試的時(shí)候進(jìn)行測(cè)量。

37、問：如何避免高速信號(hào)的crosstalk?

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

38、問：請(qǐng)問在多層板設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)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(hào)線在雙層布局已經(jīng)差不多了。

39、問：PCB板的厚度對(duì)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(shí)比較重要，PCB廠商會(huì)詢問阻抗匹配是在板厚為多少時(shí)進(jìn)行計(jì)算的，PCB廠商會(huì)根據(jù)你的要求進(jìn)行制作。

40、問：地平面可以使信號(hào)回路，但是也會(huì)和信號(hào)線產(chǎn)生寄生電容，這個(gè)應(yīng)該怎么取舍？

       答：要看寄生電容對(duì)信號(hào)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(gè)先接電源輸出好？

       答：如果想用一個(gè)LDO來(lái)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(qǐng)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(hào)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(duì)稱。

44、問：一個(gè)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(lái)的電磁輻射對(duì)自身的干擾，請(qǐng)問防止外來(lái)的電磁干擾，電路需要采取哪些措施呢？

       答：的方法是屏蔽，阻止外部干擾進(jìn)入。電路上，比如有INA時(shí)，需要在INA前加RFI濾波器濾除RF干擾。

45、問：采用高時(shí)鐘頻率的快速集成電路芯片電路，在PCB板設(shè)計(jì)時(shí)如何來(lái)解決傳輸線效應(yīng)的問題？

       答：這個(gè)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(gè)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(shí)，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(lái)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(huì)不會(huì)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(cè)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(zhǎng)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(lái)解決等長(zhǎng)的問題，現(xiàn)在大多數(shù)的PCB軟件都可以自動(dòng)走等長(zhǎng)線，很方便。

50、問：在用萬(wàn)用表測(cè)量芯片的模擬地與數(shù)字地接口的時(shí)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。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(hào)線也走在附近，這樣走線會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾嗎？

       答：如果是低速數(shù)字信號(hào)，應(yīng)該問題不大。否則肯定會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量。

52、問：數(shù)字線在考慮要不要做阻抗匹配時(shí)，是看信號(hào)傳出至反射回來(lái)時(shí)，總時(shí)間是否超過上升沿的20%，若超過則需阻抗匹配。請(qǐng)問模擬線要不要阻抗匹配？怎樣考慮？

       答：低頻的模擬信號(hào)是不需要匹配的，射頻的模擬信號(hào)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(gè)完整的模擬地和一個(gè)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(lái)講，都會(huì)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(shí)，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(shí)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(shí)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(duì)某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用，使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率，以便選用適當(dāng)型號(hào)。對(duì)于頻率不確定或無(wú)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(shí)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(huì)流過模擬地對(duì)模擬電路造成干擾。

56、問：PCB如何預(yù)防PWM等突變信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)(如運(yùn)放)產(chǎn)生的干擾,又如何進(jìn)行測(cè)試這種干擾(輻射干擾或傳導(dǎo)干擾)的大?。砍季植季€需要注意外,有無(wú)其他方法來(lái)進(jìn)行抑制(除屏蔽的手段）？

       答：要從運(yùn)放的幾個(gè)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(cè)試可以用示波器的探頭測(cè)試上面說的位置，判斷出干擾從何而來(lái)。

PWM信號(hào)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(duì)地一個(gè)小電容，讓PWM的波形變圓，減少高頻分量。

57、問：請(qǐng)問，在電路板中，一個(gè)ARM或者FPGA經(jīng)常會(huì)向外連接很多RAM，F(xiàn)LAH這樣的器件，請(qǐng)問這些主芯片與這些存儲(chǔ)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(hào)中常用的過孔孔徑大小是多少？過孔孔徑的大小對(duì)信號(hào)的影響大么？

       答：如果速度大于100MHz，則一根信號(hào)線上的過孔不要超過兩個(gè)，過孔不能太小，一般，10個(gè)mil的孔徑即可。

58、問：請(qǐng)問在布雙面板（高頻）的時(shí)候，頂層地和底層地相連時(shí)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(duì)信號(hào)線，如果是地的過孔，適當(dāng)?shù)亩嘁恍?huì)減少地回路和阻抗。放的原則是就進(jìn)器件。

59、問：LVDS信號(hào)布線應(yīng)該注意哪些？如何布線？

       答：平行等長(zhǎng);

60、問：請(qǐng)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(gè)采集系統(tǒng)，有模擬放大、數(shù)字采集、MCU。布好后，如何測(cè)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(hào)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(cè)查詢。

62、問：經(jīng)常會(huì)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(shí)，也要考慮減少過孔對(duì)電路的影響。

63、問：在多層板布線的時(shí)候難免會(huì)有跨平面的現(xiàn)象。我們現(xiàn)在的做飯是在割平面時(shí)盡量?jī)?yōu)先照顧到差分線不跨平面。但有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(qǐng)教下老師對(duì)此的看法？

       答：?jiǎn)味撕筒罘中盘?hào)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(huì)感應(yīng)更多的干擾進(jìn)來(lái)，如果差分線上的噪聲一樣，則會(huì)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(shí)，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(cè)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(duì)PCB走線的熔斷電流如何考慮??PCB走線多大電流時(shí)會(huì)熔斷,和哪些因素有關(guān)?

       答：參考0.15×線寬(mm)=A，這時(shí)電流。設(shè)計(jì)時(shí)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(qǐng)問，在信號(hào)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(shí)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要采取哪些防護(hù)措施？

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

67、問：PCB板的布線折彎時(shí)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，常用的走線方法或者說合理的走線方法有哪些？比如說蛇形走線，可以嗎？

       答：不好，會(huì)引入更多寄生參數(shù)。

69、問：請(qǐng)問在使用儀表放大器時(shí)關(guān)鍵的輸入型號(hào)，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(zhǎng)了，換成貼片的電阻溫漂和就達(dá)不到要求，請(qǐng)問該怎樣處理？

       答：一般儀放芯片資料會(huì)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。選用貼片低的電阻還是直插高的電阻哪種好，得看具體調(diào)試的結(jié)果。

70、問：PCB軟件可以自動(dòng)布線，但器件的位置布局是不是得手動(dòng)放置？

       答：布局布線都手動(dòng)完成。

71、問：在做PCB板制板時(shí)，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(hào)電路板，請(qǐng)問您選擇什么材質(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(shí)稱為特氟龍，通常應(yīng)用在5GHz以上。做板時(shí)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(duì)于電源產(chǎn)生部分，要用10u和0.1u的電容去耦，要同時(shí)考慮高頻和低頻的去耦；對(duì)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(gè)5khz的脈沖信號(hào)在板子上走20cm長(zhǎng)，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(lái)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(hào)的串?dāng)_？

       答：高頻信號(hào)匹配好會(huì)減少反射，同樣也會(huì)減少輻射。

76、問：想請(qǐng)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(lái)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(shí)，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(shí)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？

       答：分布方法，較高，但比較復(fù)雜；集總方式相對(duì)簡(jiǎn)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(lái)講只是為了提高連通性的話，應(yīng)該對(duì)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(lái)講寄生電感和電容對(duì)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限度的抑制紋波的引入？

       答：減少干擾的原則是：

• 減少輻射端；

• 加強(qiáng)被干擾的隔離、屏蔽和退偶；

             紋波減少的原則也是：

• 減少開關(guān)電源的紋波輸出；

• 足夠的退偶濾波；

82、問：6層設(shè)計(jì)時(shí)，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(hào)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(shí)，采用的方法是否在數(shù)字地處接一個(gè)合適的磁珠到模擬地？那這個(gè)磁珠要怎么選呢？

       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(lái)選擇合適的器件。

84、問：請(qǐng)問對(duì)于高于5G以上的訊號(hào)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(shí)，布線長(zhǎng)度為多大？

       答：布線不怕長(zhǎng)，就怕不對(duì)稱或者有比較大的差，這樣容易因?yàn)闀r(shí)延造成錯(cuò)誤的邏輯。

86、問：在高速數(shù)字電路板中，有多個(gè)不同電壓值的電源，鋪電源平面時(shí)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(gè)平面上多個(gè)電壓，注意之間隔離開。也可以把重要的電源單獨(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(shí)候由于空間限制，不能完全等距等長(zhǎng)，請(qǐng)問是等距優(yōu)先還是等長(zhǎng)優(yōu)先？

       答：等長(zhǎng)可以保證阻抗匹配，但是不等距實(shí)際上對(duì)差分匹配也有影響，需要仿真測(cè)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)？

       答：對(duì)于主控制器，主要傳輸數(shù)字信號(hào)，所以模擬和電源部分應(yīng)遠(yuǎn)離控制器；對(duì)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(hào)完整性時(shí)，如果只知道數(shù)字芯片的頻率是1GHZ，一般會(huì)估算他的上升時(shí)間是為周期的1/10，即0.1ns。有何依據(jù)嗎？

       答：這是一個(gè)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(huì)影響判決?？炝?，芯片工藝達(dá)不到了。

90、問：你好，請(qǐng)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(huì)使用磁珠。

91、問：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?

       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(shí)有些人在信號(hào)的輸入輸出端串一個(gè)電阻進(jìn)行端接，這個(gè)作用大嗎？要如何選擇這個(gè)電阻呢？哪些地方需要這樣做呢？

       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(duì)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(wú)非就是不同頻率的干擾信號(hào)，采用不同值的電容退偶。

94、問：高速PCB對(duì)板材有什么特殊要求沒有？

       答：高頻電路對(duì)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(hào)線的阻抗匹配，請(qǐng)作點(diǎn)介紹和作法？

       答：頻率較低場(chǎng)合，需要考慮信號(hào)線的寬度和電流的承載能力的關(guān)系，高頻時(shí)，需要考慮匹配等長(zhǎng)等問題。

96、問：高頻信號(hào)線的抗干擾措施有哪些？布線時(shí)應(yīng)注意哪些方面？

       答：這個(gè)問題比較寬泛，很難一兩句話說清楚。

97、問：為什么高速信號(hào)不用分?jǐn)?shù)字和模擬地？

       答：因?yàn)轵?qū)動(dòng)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(wú)法調(diào)整。

98、問：關(guān)于差分線的等長(zhǎng)補(bǔ)償，您為何就直接建議在驅(qū)動(dòng)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(wú)解釋。

       答：驅(qū)動(dòng)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(shí)延調(diào)整的功能。

99、問：在高頻選用制板材料時(shí)，介電常數(shù)是不是越小越好呢？

       答：意味著寄生電容小，然而對(duì)于信號(hào)線特征阻抗的設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)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，用短的直線連接。

101、問：開關(guān)電源過來(lái)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(qǐng)問，兩層電路板的覆銅，什么時(shí)候選擇兩面均覆，什么時(shí)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(qǐng)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(shí)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)？

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