超強(qiáng)PCB布線(xiàn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)談附原理圖（ 一）

在當(dāng)今激烈競(jìng)爭(zhēng)的電池供電市場(chǎng)中，由于成本指標(biāo)限制，設(shè)計(jì)人員常常使用雙面板。盡管多層板（4 層、6 層及 8 層）方案在尺寸、噪聲和性能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)， 成本壓力卻促使工程師們重新考慮其布線(xiàn)策略， 采用雙面板。在本文中，我們將討論自動(dòng)布線(xiàn)功能的正確使用和錯(cuò)誤使用，有無(wú)地平面時(shí)電流回路的設(shè)計(jì)策略，以及對(duì)雙面板元件布局的建議。

自動(dòng)布線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)以及模擬電路布線(xiàn)的注意事項(xiàng)：

設(shè)計(jì) PCB 時(shí)，往往很想使用自動(dòng)布線(xiàn)。通常，純數(shù)字的電路板（尤其信號(hào)電平比較低，電路密度比較小時(shí)）采用自動(dòng)布線(xiàn)是沒(méi)有問(wèn)題的。但是，在設(shè)計(jì)模擬、混合信號(hào)或高速電路板時(shí)，如果采用布線(xiàn)軟件的自動(dòng)布線(xiàn)工具，可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，甚至很可能帶來(lái)嚴(yán)重的電路性能問(wèn)題。

例如，圖 1 中顯示了一個(gè)采用自動(dòng)布線(xiàn)設(shè)計(jì)的雙面板的頂層。此雙面板的底層如圖 2 所示，這些布線(xiàn)層的電路原理圖如圖 3a 和圖 3b 所示。設(shè)計(jì)此混合信號(hào)電路板時(shí)，經(jīng)仔細(xì)考慮，將器件手工放在板上，以便將數(shù)字和模擬器件分開(kāi)放置。采用這種布線(xiàn)方案時(shí)，有幾個(gè)方面需要注意，但最麻煩的是接地。如果在頂層布地線(xiàn)，則頂層的器件都通過(guò)走線(xiàn)接地。器件還在底層接地，頂層和底層的地線(xiàn)通過(guò)電路板最右側(cè)的過(guò)孔連接。當(dāng)檢查這種布線(xiàn)策略時(shí)，首先發(fā)現(xiàn)的弊端是存在多個(gè)地環(huán)路。另外，還會(huì)發(fā)現(xiàn)底層的地線(xiàn)返回路徑。被水平信號(hào)線(xiàn)隔斷了。這種接地方案的可取之處是，模擬器件（12 位 A/D轉(zhuǎn)換器 MCP3202 和 2.5V 參考電壓源 MCP4125）放在電路板的最右側(cè)，這種布局確保了這些模擬芯片下面不會(huì)有數(shù)字地信號(hào)經(jīng)過(guò)。圖 3a 和圖 3b 所示電路的手工布線(xiàn)如圖 4、 圖 5 所示。 在手工布線(xiàn)時(shí)，為確保正確實(shí)現(xiàn)電路，需要遵循一些通用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：盡量采用地平面作為電流回路；將模擬地平面和數(shù)字地平面分開(kāi)；如果地平面被信號(hào)走線(xiàn)隔斷，為降低對(duì)地電流回路的干擾，應(yīng)使信號(hào)走線(xiàn)與地平面垂直；模擬電路盡量靠近電路板邊緣放置，數(shù)字電路盡量靠近電源連接端放置，這樣做可

以降低由數(shù)字開(kāi)關(guān)引起的 di/dt 效應(yīng)。

這兩種雙面板都在底層布有地平面，這種做法是為了方便工程師解決問(wèn)題，使其可快速明了電路板的布線(xiàn)。廠(chǎng)商的演示板和評(píng)估板通常采用這種布線(xiàn)策略。但是，更為普遍的做法是將地平面布在電路板頂層，以降低電磁干擾。

圖 1 采用自動(dòng)布線(xiàn)為圖 3 所示電路原理圖設(shè)計(jì)的電路板的頂層