超强PCB布线设计经验谈附原理图

超强PCB布线设计经验谈附原理图(一）
在当今激烈竞争的电池供电 市场中，由于成本指标限制，设计人员常常使用双
面板。尽管多层板(4层、6层及8层)方案在尺寸、噪声和性能方面具有明显优
势，成本压力却促使工程师们重 新考虑其布线策略，采用双面板。在本文中，
我们将讨论自动布线功能的正确使用和错误使用，有无地平面时电流回路的设计
策略，以及对双面板元件布局的建议。
自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项
设计PCB时，往往很想使用自动布线。通常，纯数字的电路板(尤其信号电平比
较低，电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。但是，在设计模拟、混
合信号或高速电路板时，如果采用布线软件的自动布线工具，可能会出现一些问
题，甚至很可能带来严重的电路性能问题。
例如，图1中显示了一个采用自动布线设计的双面板的顶层。此双面板的底层如
图2所示，这些布线层的电路原理图如图3a和图3b所示。设计此混合信号电路
板时，经仔细考虑，将器件手工放在板上，以便将数字和模拟器件分开放置。
采用这种布线方案时，有几个方面需要注意，但最麻烦的是接地。如果在顶层布
地线，则顶层的器件都通过走线接地。器件还在底层接地，顶层和底层的地线通
过 电路板最右侧的过孔连接。当检查这种布线策略时，首先发现的弊端是存在
多个地环路。另外，还会发现底层的地线返回路径被水平信号线隔断了。这种接
地方案的 可取之处是，模拟器件(12位A/D转换器MCP3202和2.5V参考电压源
MCP4125)放在电路板的最右侧，这种布局确保了这些模拟芯片下面不会 有数字
地信号经过。
图3a和图3b所示电路的手工布线如图4、图5所示。在手工布线时，为确保正
确实现电路，需要遵循一些通用的设计 准则：尽量采用地平面作为电流回路；
将模拟地平面和数字地平面分开；如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流
回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直；模 拟电路尽量靠近电路板边缘放置，
数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt
效应。
这两种双面板都在底层布有地平面，这种做法是为了方便工程师解决问题，使其
可快速明了电路板的布线。厂商的演示板和评估板通常采用这种布线策略。但是，
更为普遍的做法是将地平面布在电路板顶层，以降低电磁干扰。
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