PCB布线

布线是PCB设计的重要组成部分，也是整个PCB设计中工作量最大和最耗时间的部分，工程师在进行PCB布线工作时，需要遵循一些基本的规则，如倒角规则、3W规则等。

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<strong>地线回路规则</strong>

PCB布线设计中，对于布通率的的提高有一套完整的方法，今天，我们一起来聊聊提高PCB设计布通率以及设计效率的有效技巧，不仅能为客户节省项目开发周期，还能最大限度的保证设计成品的质量。

电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。如果设计要求使用高密度球栅数组（BGA）组件，就必须考虑这些器件布线所需要的最少布线层数。

布线层的数量以及层叠（stack-up）方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。

多年来，人们总是认为电路板层数越少成本就越低，但是影响电路板的制造成本还有许多其它因素。

近几年来，多层板之间的成本差别已经大大减小。在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布，以避免在设计临近结束时才发现有少量信号不符合已定义的规则以及空间要求，从而被迫添加新层。在设计之前认真的规划将减少布线中很多的麻烦。

USB是一种快速、双向、同步传输、廉价、方便使用的可热拔插的串行接口。由于数据传输快，接口方便，支持热插拔等优点使USB设备得到广泛应用。目前，市场上以USB2.0为接口的产品居多，但很多硬件新手在USB应用中遇到很多困扰，往往PCB装配完之后USB接口出现各种问题

比如通讯不稳定或是无法通讯，检查原理图和焊接都无问题，或许这个时候就需怀疑PCB设计不合理。绘制满足USB2.0数据传输要求的PCB对产品的性能及可靠性有着极为重要的作用。

USB协议定义由两根差分信号线（D+、D-）传输数字信号，若要USB设备工作稳定差分信号线就必须严格按照差分信号的规则来布局布线。根据笔者多年USB相关产品设计与调试经验，总结以下注意要点：

1. 在元件布局时，尽量使差分线路最短，以缩短差分线走线距离（√为合理的方式，×为不合理方式）；

56、问：PCB如何预防PWM等突变信号对模拟信号（如运放）产生的干扰，又如何进行测试这种干扰（辐射干扰或传导干扰）的大小？除布局布线需要注意外，有无其他方法来进行抑制（除屏蔽的手段？

答：要从运放的几个接口入手，输入端要防止空间耦合干扰和PCB串扰（布局改善）；电源需要不同容值去耦电容。 测试可以用示波器的探头测试上面说的位置，判断出干扰从何而来。 PWM信号如果是通过低通滤波变成直流控制电压的话，可以考虑就进做滤波，或者并联对地一个小电容，让PWM的波形变圆，减少高频分量

57、问：请问，在电路板中，一个ARM或者FPGA经常会向外连接很多RAM，FLAH这样的器件，请问这些主芯片与这些存储器之间的连线需要注意什么，过孔的数目有什么限制么？数字信号中常用的过孔孔径大小是多少？过孔孔径的大小对信号的影响大么？

答：如果速度大于100MHz，则一根信号线上的过孔最好不要超过两个，过孔不能太小，一般，10个mil的孔径即可。

58、问：请问在布双面板（高频是）的时候，顶层地和底层地相连时的过孔也是越少越好吗？那么要怎么放过孔比较合理呢？

答：过孔少是针对信号线，如果是地的过孔，适当的多一些会减少地回路和阻抗。放的原则是就进器件。

59、问：LVDS信号布线应该注意哪些？如何布线？

在电子产品设计中，PCB布局布线是最重要的一步，PCB布局布线的好坏将直接影响电路的性能。现在，虽然有很多软件可以实现PCB自动布局布线，但是随着信号频率不断提升，很多时候，工程师需要了解有关PCB布局布线的最基本的原则和技巧，这样才可以让自己的设计完美无缺，本文涵盖了PCB布局布线的相关基本原理和设计技巧，以问答形式解答了有关PCB布局布线方面的疑难问题，对于PCB设计人员来说是非常难实用读物，欢迎大家在此基础上补充内容并完善。

1、问：高频信号布线时要注意哪些问题？

答：1.信号线的阻抗匹配；

2.与其他信号线的空间隔离；

3.对于数字高频信号，差分线效果会更好；

2、问： 在布板时，如果线密，过孔就可能要多，当然就会影响板子的电气性能，请问怎样提高板子的电气性能？

答：对于低频信号，过孔不要紧，高频信号尽量减少过孔。如果线多可以考虑多层板；

3、问：是不是板子上加的去耦电容越多越好？

答：去耦电容需要在合适的位置加合适的值。例如，在你的模拟器件的供电端口就进加，并且需要用不同的电容值去滤除不同频率的杂散信号；

4、问：一个好的板子它的标准是什么？

答：布局合理、功率线功率冗余度足够、高频阻抗阻抗、低频走线简洁。

别人什么都讲，我们只讲重点，今天要开始讲布线了，其实AD是可以auto route的，我上学那会儿就很会这么干，因为当时什么也不懂，现在，你让我干我也不会干， 并不是自动布线不好用，而是因为我懂得太少，没办法使用。

其一、自动布线对于规则的设置要求是相当的高的，如果你对规则了解并且能够熟练使用，你可以考虑自动布线（因为你知道自己想要的是什么）。

其二、自动布线会带来不少的错误，并不是说自动布线引入的错误，而是你的规则设置，布局等等引起的自动布线存在错误。

当你使用自动布线完成后，可能也就是分分钟的事儿，但你要消耗更多的精力进行查错，为了加深对pcb设计理解的程度还是推荐大家第一选择手动布线，一个帖子很难把边边角角都能讲到，而且我对于PCB设计的理解也是有限，所以还是想把我觉得重要的东西给大家分享一下，希望有所帮助，老习惯一楼镇一下。

布线规则总览：规则还是很多的，因为我们是 手动布线所以可以忽略大部分，剩下的一小部分，还是要好好地设置一下。

<strong>规则一：AGND和DGND接地层应当分离吗？</strong>

简单回答是：视情况而定。

详细回答则是：通常不分离。因为在大多数情况下，分离接地层只会增加返回电流的电感，它所带来的坏处大于好处。从公式V = L(di/dt)可以看出，随着电感增加，电压噪声会提高。而随着开关电流增大（因为转换器采样速率提高），电压噪声同样会提高。因此，接地层应当连在一起。

一个例子是，在一些应用中，为了符合传统设计要求，必须将脏乱的总线电源或数字电路放在某些区域，同时还受尺寸限制的影响，使得电路板无法实现良好的布局分割，在这种情况下，分离接地层是实现良好性能的关键。然而，为使整体设计有效，必须在电路板的某个地方通过一个电桥或连接点将这些接地层连在一起。因此，应将连接点均匀地分布在分离的接地层上。最终，PCB上往往会有一个连接点成为返回电流通过而不会导致性能降低的最佳位置。此连接点通常位于转换器附近或下方。

作为一名电子工程师，电子产品的小型化和系统设计的复杂性使得PCB设计越来越复杂。如今高度集成化的使得电路板越来越小，封装器件的管脚越来越密，这些都给布线带来了巨大的压力。

布线作为PCB设计过程的重中之重，这将直接影响PCB板的性能好坏，设计过程也最繁琐，要求更高。虽然现在很多高级的EDA工具提供了自动布线功能，而且也相当智能化，但是自动布线并不能保证100%的布通率。因此，很多工程师对自动布线的结果并不满意，手工布线现在还是大部分工程师的选择，通过进行电器规则约束布线，以达到信号完整性的要求。

<strong>在PCB的设计过程中，布线可以大致划分为三种境界：</strong>

第一是布通，这也是PCB设计最基础的要求。线路不通，那么板子的基础作用都没有，那就是一块废板，更不用提别的了。

第二是性能，这是衡量一块印刷电路板好坏的标准。布线完成，就要考虑如何达到最佳性能，避免出现各种的干扰。

第三是美观，线路通畅，性能优异，但是画面很美你却不敢看的话就应该考虑如何把杂乱无章的线路进行美化。布线整齐划一，也可以为以后的测试和维修带来极大的方便，这也是高级工程师所应具备的基本素质。