干貨｜104條 PCB 布局布線技巧問答

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2021年6月21日 16:21

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在電子產(chǎn)品設(shè)計中，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布局布線的基本的原則和技巧，才可以讓自己的設(shè)計完美無缺。

下面涵蓋了PCB布局布線的相關(guān)基本原理和設(shè)計技巧，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] 高頻信號布線時要注意哪些問題？

[答 ]

信號線的阻抗匹配；

與其他信號線的空間隔離；

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，通孔在工藝上好實現(xiàn)，成本較低，所以一般設(shè)計中都使用通孔。

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：

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；

地平面把模擬信號和其他數(shù)字信號進(jìn)行隔離；

地回路足夠小，因為你打了很多過孔，地又是一個大平面。

7、[問] 在電路板中，信號輸入插件在PCB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．對模擬部分的供電，對電源的要求比較高；

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

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。

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不能超過多少？如何計算？

[答] 差分線計算思路：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，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，因為應(yīng)用場合不同而具不同的作用：

如果蛇形走線在計算機(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。

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。

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。

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。

12、[問] 請問射頻寬帶電路PCB的傳輸線設(shè)計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)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。

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)計時，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，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的一層。電源也建議用單獨一層。

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，此外信號線要保持等長。

18、[問] PCB布線對模擬信號傳輸?shù)挠绊懭绾畏治觯绾螀^(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] 近我學(xué)習(xí)PCB的設(shè)計，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，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)到的散熱效果？

[答] PCB中熱量的主要有三個方面：

電子元器件的發(fā)熱；

P c B本身的發(fā)熱；

其它部分傳來的熱。

在這三個熱源中，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，暫時不做考慮。

那么熱設(shè)計的目的是采取適當(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，因為他兩的模擬不一樣。一個是面?zhèn)鬏斠粋€是環(huán)狀傳輸。

可以在網(wǎng)上找一個過孔的阻抗計算軟件，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]

幾個ADC盡量放在一起，模擬地數(shù)字地在ADC下方單點連接；

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)行單點連接。

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

[答] 不是很清楚您的問題。對于混合系統(tǒng)肯定會有幾種類型的地，總是會在一點將其連接一起，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？

[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)計時，對地線的設(shè)計有哪些不同?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。

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)計與普通電路設(shè)計有什么不同嗎？能以走線設(shè)計為例簡單說明一下嗎？

[答] 高頻電路設(shè)計要考慮很多參數(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，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，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)字信號傳輸時多幾個過孔比較合適？（120Mhz以下的信號）

[答]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。微信搜索公眾號玩轉(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)，我們是各種參數(shù)然后再來消除，還是采用經(jīng)驗方法來解決？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？

[答] 多層板布局時，因為電源和地層在內(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連到了地平面上，是要為一些重要的信號加一些測試點，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)計中經(jīng)常會用到電源平面，可是在雙層板中需要設(shè)計電源平面嗎？

[答] 很難，因為你各種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，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] 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濾波器濾除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在在LAYOUT中有困難實現(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)字部分的連接點位置，然后把PCB板上的單點連接位置也設(shè)計在芯片的模擬和數(shù)字分界點。

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，只對某個頻點的噪聲有顯著抑制作用，使用時需要預(yù)先估計噪點頻率，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）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，這時電流。設(shè)計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] PCB板的布線折彎時有45度角和圓弧兩種，有何優(yōu)缺點，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軟件可以自動布線，但器件的位置布局是不是得手動放置？

[答] 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)計算？

[答] 一定要用共面波導(dǎo)或者微帶線的阻抗仿真計算。

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)計來設(shè)計．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？

[答] 分布方法，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)計時，層的分配技巧，那些走線要走中間層？

[答] 看你的設(shè)計了。原則是保證模擬信號線和模擬地有單獨兩層。

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？

[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，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，這樣容易因為時延造成錯誤的邏輯。

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。也可以把重要的電源單獨走一層，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？

[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。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] pcb板在線能不能仿真一下，也就是怎么驗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？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。

97、[問] 為什么高速信號不用分?jǐn)?shù)字和模擬地？

[答] 因為驅(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？

[答] 意味著寄生電容小，然而對于信號線特征阻抗的設(shè)計時對介電常數(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，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？

[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)驗證和嘗試。

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干貨｜104條 PCB 布局布線技巧問答

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