Altium Designer 14原理图与PCB设计教程 第十章 PCB设计实例

10.1.3 接地线布线规则
地线是电路系统最复杂的走线。地线处理不好，将会影响电路板的电气性 能甚至会导致设计失败。接地方式必须根据实际电路功能的需要进行选择， 具体问题具体分析，有些复杂的情况甚至需要借助软件提供的仿真功能。 本文无法给出所有情况下接地的原则，只能给出接地的一般性原则。 （1）单点接地。工作频率低（<1MHz）的采用单点接地式，多个电路的 单点接地方式又分为串联和并联两种，由于串联接地产生共地阻抗的电路 性耦合，所以低频电路最好采用并联的单点接地式。 （2）多点接地。工作频率高（>30MHz）的采用多点接地式。因为接地引 线的感抗与频率和长度成正比，工作频率高时将增加共地阻抗，从而将增 大共地阻抗产生的电磁干扰，所以要求地线的长度尽量短。采用多点接地 时，尽量找最接近的低阻值接地面接地。
⑨ 元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、 需调试的元器件周围要有足够的空间。 ⑩ 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调节元器件 的布局应考虑整机的结构要求。 ⑪ 应留出PCB的定位孔和固定支架所占用的位置。 ⑫ 元件的去耦电容一定要尽量靠近元件的电源端。
10.1.2 布线规则
对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取。 （1）直径小于0.4mm的孔：D/d＝0.5～3。 （2）直径大于2mm的孔：D/d＝1.5～2。 式中D为焊盘直径，d为内孔直径。
（3）混合接地。工作频率介于1～30MHz的电路采用混合接地式。当 接地线的长度小于工作信号波长的1/20时，采用单点接地式，否则采 用多点接地式。 （4）数字地（数字电路系统的参考地）和模拟地（模拟电路系统的参 考地）需要分开，即直流信号共地，交流信号地分开。 （5）地线尽量粗（减小地阻抗）。 （6）针对复杂电路可以采用内电层的方式处理地线（多层板地平面）。
⑤ 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通， 并使信号尽可能保持一致的方向。 ⑥ 以每个功能单元的核心元器件为中心，围绕其进行布局。元器件应均 匀、整体、紧凑的排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线 和连接。 ⑦ 在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。尽可能缩短高 频元器件之间的连接，设法减少他们的分布参数及和相互间的电磁干扰。 易受干扰的元器件不能相互离的太近，输入和输出应尽量远离。 ⑧ 发热元件一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元 件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
布线原则是在合理布局的基础上总结出来的。PCB布线原则与PCB布局 原则类似，没有统一的官方原则，也是在实际工程中总结出来的。 PCB布线的一般原则： （1）铜线的宽度应以自己所能承载的电流为基础进行设计，铜线的载流 能力取决于以下因素：线宽、线厚（铜铂厚度）、允许温升等。 （2）连线要精简，尽可能短并尽量少拐弯，力求线条简单明了，特别是 在高频回路中。但在高速电路布线中，为了阻抗匹配或信号同步的原因 而延长走线的情况例外。 （3）双面板两面的导线应互相垂直、斜交或者弯曲走线，尽量避免平行 走线，减小寄生耦合等。 （4）PCB板上的信号走线尽量不换层，即尽量不要使用不必要的过孔。 （5）石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。
10.1.4 焊盘尺寸
焊盘设计直接影响着元器件的焊接性、器件固定的稳定性和元件器热能传 递，焊盘的设计在电子产品设计中起至关重要一环。焊盘外形设计必须与 器件引脚吸锡处表征外形相一致，以保持焊锡能与焊盘以最大的吸锡面进 行良好接触。 对非规则形状焊盘，尽量做成规则形焊盘。非规则形器件焊盘要尽量想方 设法的转换成相类似规则形焊盘。 表面贴装类焊盘吸锡面应比元器件的吸锡面大0.1～0.2mm。发热量比较 大的元器件，在散热方向可比吸锡面大1～1.5mm。在重量比较重或者体 积比较大的元器件中起固定作用的焊盘，可比吸锡面大0.5到1mm。
（6）由于制作工艺的局限，如无特殊需要，走线宽度最小不要小于8mil。 （7）由于制作工艺的局限，如无特殊需要，走线的安全间距不要小于 8mil。 （8）模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线，特别是 时钟信号线。 （9）任何信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小。 （10）印制板尽量使用45°折线而不用90°折线布线，以减小高频信号对 外的发射与耦合。 （11）差分信号线，应该成对走线，尽力使其平行并相互靠近，并且长 短相差不大，尽量少打过孔，必须打孔时，应两线一同打孔。 （12）同一网络的布线宽度应保持一致，因为线宽的变化会造成线路特 性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应尽量避 免这种情况。
第10章 实际Pห้องสมุดไป่ตู้B设计举例
10.1 PCB设计规则简介
本节简要介绍PCB的设计原则和方法。
10.1.1 布局
（1）PCB设计的基本原则 ① 电路功能完整。 ② 满足电磁兼容性的要求。 ③ 便于生产。 ④ 便于安装和维护。 ⑤ 外观整洁美观。
（2）PCB布局的一般原则 ① 遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核 心元器件应当优先布局。 ② 布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器 件。 ③ 在保证电气性能的前提下，元件应放置在栅格上且相互平行或垂直 排列，以求整齐、美观，在一般情况下不允许元件重叠；元件排列要 紧凑，元件在整个板面上应分布均匀、疏密一致。 ④ 布局应尽量满足以下要求： a. 总的连线尽可能短，关键信号线最短； b. 高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开； c. 模拟信号与数字信号分开； d. 高频信号与低频信号分开； e. 高频元器件的间隔要充分。
过孔类焊盘，其过孔一般不小于0.6mm（24mil），因为小于0.6mm的 孔开模冲孔时不易加工，通常情况下以金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘 内孔直径，如电阻的金属引脚直径为0.5mm时，其焊盘内孔直径对应为 0.7mm，焊盘直径取决于内孔直径，表10-1给出了孔径和焊盘直径之间的 对应关系。