超實(shí)用PCB布線技巧！

毫無疑問，布線是整個(gè)PCB設(shè)計(jì)中最重要、最費(fèi)時(shí)的工序，直接影響著 PCB 板的性能好壞。作為一名合格的、優(yōu)秀的PCB設(shè)計(jì)工程師，除了要把線布通外，更要滿足其電氣性能、讓線整齊美觀，而這需要工程師掌握一些布線技巧。

走線長度

1.使走線長度盡可能的短
在 PCB 布線時(shí)，應(yīng)該使走線長度盡可能的短，以減少由走線長度帶來的干擾問題。

2. 調(diào)整走線長度

數(shù)字電路系統(tǒng)對時(shí)序有嚴(yán)格的要求，為了滿足信號時(shí)序的要求，對PCB上的信號走線長度進(jìn)行調(diào)整已經(jīng)成為PCB設(shè)計(jì)工作的一部分。

走線長度的調(diào)整包括以下兩個(gè)方面的要求。

a. 要求走線長度保持一致，保證信號同步到達(dá)若干個(gè)接收器。有時(shí)在PCB上的一組信號線之間存在著相關(guān)性，如總線，就需要對其長度進(jìn)行校正，因?yàn)樾枰盘栐诮邮斩送?。調(diào)整方法就是找出其中最長的那根走線，然后將其他走線調(diào)整到等長。

b. 控制兩個(gè)器件之間的走線延遲為某一個(gè)特定值，如控制器件A、B之間的導(dǎo)線延遲為1ns，而這樣的要求往往由電路設(shè)計(jì)者提出，但由PCB工程師去實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，在PCB上的信號傳播速度是與PCB的材料、走線的結(jié)構(gòu)、走線的寬度、過孔等因素相關(guān)的。通過信號傳播速度，可以計(jì)算出所要求的走線延遲對應(yīng)的走線長度。

走線長度的調(diào)整常采用的是蛇形線的方式。

3、防止走線諧振

在PCB布線時(shí)，布線長度不得與其波長成整數(shù)倍關(guān)系，以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。

差分對走線

為了避免不理想返回路徑的影響，可以采用差分對走線。為了獲得較好的信號完整性，可以選用差分對走線來實(shí)現(xiàn)高速信號傳輸。

1. 差分信號傳輸優(yōu)點(diǎn):

a. 輸出驅(qū)動(dòng)總的di/dt會(huì)大幅降低，從而減小了軌道塌陷和潛在的電磁干擾。

b. 與單端放大器相比，接收器中的差分放大器有更高的增益。

c. 差分信號在一對緊耦合差分對中傳輸時(shí)，在返回路徑中對付串?dāng)_和突變的魯棒性更好。

d. 因?yàn)槊總€(gè)信號都有自己的返回路徑，所以差分信號通過接插件或封裝時(shí)，不易受到開關(guān)噪聲的干擾。

2. 差分信號的缺點(diǎn):

a. 如果不對差分信號進(jìn)行恰當(dāng)?shù)钠胶饣驗(yàn)V波，或者存在任何共模信號，就可能會(huì)產(chǎn)生EMI問題。

b. 與單端信號相比，傳輸差分信號需要雙倍的信號線。

3. 設(shè)計(jì)差分對走線時(shí)，要遵循以下原則：

a. 保持差分對的兩信號走線之間的距離S在整個(gè)走線上為常數(shù)。

b. 確保D＞2S，以最小化兩個(gè)差分對信號之間的串?dāng)_。

c. 使差分對的兩信號走線之間的距離S滿足S=3H，以便使元件的反射阻抗最小化。

d. 將兩差分信號線的長度保持相等，以消除信號的相位差。

e. 避免在差分對上使用多個(gè)過孔，因?yàn)檫^孔會(huì)產(chǎn)生阻抗不匹配和電感。

電源、地線的處理

即使在整個(gè)PCB板中的布線完成的很好，但由于電源和地線的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至?xí)绊懙疆a(chǎn)品的成功率。所以對電源和地線的處理要認(rèn)真對待，把電源和地線的所產(chǎn)生的噪音和干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

1）盡量加寬電源和地線的寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線—電源線—信號線。

2）對數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路，即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來使用（模擬電路的地不能這樣使用）

3）用大面積銅層作地線用，在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用?；蚴嵌鄬影?，電源和地線各占用一層。

數(shù)字電路與模擬電路的共地處理

現(xiàn)在許多PCB不再是單一功能電路，而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾的問題，特別是地線上的噪音干擾。

數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整個(gè)PCB對外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)字和模擬共地的問題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開的，它們之間是互不相連的，只是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，（請注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)），也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)定來決定。

拐角設(shè)計(jì)

在PCB布線時(shí)，走線拐彎是不可避免的，當(dāng)走線出現(xiàn)直角拐角時(shí)，在拐角處會(huì)產(chǎn)生額外的寄生電容和寄生電感?走線拐彎的拐角應(yīng)避免設(shè)計(jì)成銳角和直角形式，以免產(chǎn)生不必要的輻射，同時(shí)銳角和直角形式的工藝性能也不好?要求所有線與線的夾角應(yīng)大于等于135°?在走線確實(shí)需要直角拐角的情況下，可以采取兩種改進(jìn)方法:一種是將90°拐角變成兩個(gè)45°拐角；另一種是采用圓角?圓角方式是最好的，45°拐角可以用到10GHz頻率上?對于45°拐角走線，拐角長度最好滿足L≥3W。

控制PCB導(dǎo)線的阻抗和走線終端匹配

在高速數(shù)字電路PCB和射頻電路PCB中，對PCB導(dǎo)線的阻抗是有要求的，需要控制PCB導(dǎo)線的阻抗。在PCB布線時(shí)，同一網(wǎng)絡(luò)的線寬應(yīng)保持一致。由于線寬的變化會(huì)造成線路特性阻抗的不均勻，對高速數(shù)字電路傳輸?shù)男盘枙?huì)產(chǎn)生反射，故在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)這種情況。在某些條件下，如接插件引出線、BGA封裝的引出線等類似的結(jié)構(gòu)時(shí)，如果無法避免線寬的變化，應(yīng)該盡量控制和減少中間不一致部分的有效長度。

在高速數(shù)字電路中，當(dāng)PCB布線的延遲時(shí)間大于信號上升時(shí)間（或下降時(shí)間）的1/4時(shí)，該布線即可以看成傳輸線。為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線的阻抗正確匹配，可以采用多種形式的終端匹配方法，所選擇的匹配方法與網(wǎng)絡(luò)的連接方式和布線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。