7.1.3 元件布局
元器件布局的一般原则
元器件布局的一般原则：元器件布局要求较多的是从机械结构、散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面进行综合考虑。
元器件布局的一般原则是：先布置与机械尺寸有关的器件并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元器件，再就是外围的元器件了。
下面对元器件布局需要注意的各个方面做一个简要介绍：1.机械结构方面的要求：外部接插件、显示器件等安放位置应整齐，特别是板上各种不同的接插件需从机箱后部直接伸出时，更应从三维角度考虑器件的安放位置。
板内部接插件放置上应考虑总装时机箱内线束的美观。
2.散热方面的要求：板上有发热较多的器件时应考虑加散热器甚至风机，并与周围电解电容、晶振等怕热元器件隔开一定距离，竖放的板子应把发热元器件放置在板的最上面，双面放元器件时底层不得放发热元器件。
3.电磁干扰方面的要求：元器件在电路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题，原则之一是各元器件之间的引线要尽量短。
在布局上，要把模拟信号、高速数字电路、噪声源（如继电器、大电流开关以及时钟电路等）这3部分合理分开，使相互间的信号偶合为最小。
随着电路设计的频率越来越高，EMI对线路板的影响越来越突出。
在画原理图时就可以先加上电源滤波用磁环、旁路电容等器件，每个集成电路的电源脚就近都应有一个旁路电容连到地，一般使用0.01~0.1ūF的电容，有的关键电路甚至还需要加金属屏蔽罩。
4.布线方面的要求：在元器件布局时，必须全局考虑电路板上元器件的布线，一般的原则是布线最短，应将有连线的元器件尽量放置在一起。
对于单面板，器件一律放顶层；双面板或多层板，器件一般放顶层，只有在电路板的空间有限、器件过密时才把一些高度有限、重量较轻并且发热量少的元器件，如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在电路板的底层。
具体到元器件的放置方法，应当做到各元器件排列、分布要合理和均匀，力求达到整齐、美观、结构严谨的工艺要求。
电路板布局的步骤：1.首先应当规划电路板。
规划电路板包括选择电路板的类型、定义电路板的外形、确定电路板的物理边界和电气边界以及预放置安装孔等工作。
元器件布局基本要求
元器件布局基本要求1.保持信号完整性：在布局时应尽量避免信号线走过敏感电路区域，以减少干扰。
同时，应尽量保持信号线的短和直，避免过长的信号线导致信号的延迟和衰减。
2.分离高频和低频部分：在布局时，应尽量将高频和低频信号线隔离开，以减少互相干扰。
可以通过合适的地线间隔、屏蔽和滤波电路来实现。
3.合理规划电源布局：电子产品中电源供应是非常关键的，因此在布局时应给予足够的重视。
电源和地线应尽量短，且电源线与信号线之间要保持足够的距离，以减少电源噪声的干扰。
4.分离模拟和数字电路：在布局时，应尽量将模拟和数字电路隔离开，以避免互相干扰。
可以通过合适的地线间隔和屏蔽来实现。
5.保持元器件安全距离：在布局时，应根据元器件的特性和要求，保持相应的安全距离。
如高压元器件应与低压元器件隔离，避免电弧和电压击穿引起的故障。
6.合理放置散热元器件：在布局时，应将散热元器件合理放置在通风良好的位置，以保证其能够有效地散热，避免过热引起的故障。
7.考虑易于维修性：在布局时，应考虑到产品的易于维修性。
元器件应有足够的间隔和标识，以方便维修人员进行故障排除和更换。
8.良好的接地布局：在布局时，应注意良好的接地布局。
即应保证地线的连续性和低阻抗，减少接地环路，避免接地回路引起的地漏电流和干扰。
9.引脚布局合理：在布局时，应尽可能使引脚布局紧凑和方便连接，减少长距离引脚和粘引脚的使用，以减少信号损失和故障。
10.图层分离：在多层板的设计中，应尽量将不同电路层隔离开，以避免互相干扰。
可以通过使用电源层、地层和信号层来实现。
总之，元器件布局是电子产品设计中至关重要的一环，合理的元器件布局可以提高产品的性能和可靠性，并减少故障发生的可能性。
以上是一些元器件布局的基本要求，设计者在实际应用中应根据具体需求和要求进行合理的布局。
元器件布局的一般原则
元器件布局的一般原则1.信号完整性原则：将电路中的元器件布局在一起，以最小化信号传输路径的长度和阻抗差异。
这有助于减小信号的串扰和传输损耗，提高电路性能。
2.电源与地的布局原则：电源和地的布局对电路的运行稳定性和电磁辐射有很大影响。
在布局时，应尽量减小电源与地之间的阻抗差异，避免共模噪声，并采取相应的滤波措施，以提高电源抗干扰能力。
3.分析电路中的干扰源：在布局过程中，需要分析电路中可能产生的各种干扰源，如高频时钟、开关电源、继电器等，并采取相应的屏蔽措施，以减小干扰对电路的影响。
4.高频解耦原则：对于高频电路或噪声敏感的电路，应在其布局中采用合适的电容解耦，以提供稳定的电源和减小噪声。
5.散热原则：对于功率较大的元器件，应尽量靠近散热器，保证元器件的工作温度在安全范围内。
6.避免信号环路：在布局中应避免信号环路的存在，以减少信号回路产生的噪声和干扰。
7.简洁明了原则：布局应简洁明了，便于维修和调试。
元器件的标号、方向应清晰可见，并根据功能进行分组和分类，以提高电路的可读性和维护性。
8.高频元器件布局：对于高频电路，应减小元器件之间的距离并尽量使元器件布局对称，以减少电磁偶合。
9.抑制信号传输噪声：在布线中，应尽量避免信号传输线与干扰源、高压线、高频线等相邻，以减小噪声对信号的干扰。
10.可靠性原则：布局应考虑元器件的可靠性和热稳定性，避免元器件之间的热冲击和热积累。
总之，元器件布局是一个综合考虑电路性能、电磁兼容和可靠性等方面的工作。
根据具体的电路需求，我们可以采用不同的布局原则和技术手段，以实现电路的优化设计。
PCB板元件布局基本规则
PCB板元件布局基本规则1.分类布局：将不同的电路模块按照其功能分类，然后分别进行布局，不同模块之间要保持一定的距离，以减少干扰。
2.电源和地线：将电源线和地线布局在板的两侧，同时需要保持良好的地线回路，以减少电磁干扰。
电源线和地线之间的距离要保持一定的间隔，避免串扰。
3.信号层布局：信号线要尽量避开高速信号线和电源线，以减少串扰。
同时要尽量保持信号线的直线走向，避免弯曲和交叉，以减少信号的失真和干扰。
4.元件间距：不同元件之间要保持一定的距离，避免相互干扰。
特别是高功率元件和低功率元件之间要保持足够的间隔，以防止热量传导和干扰。
5.散热布局：高功率元件要尽量布局在板的边缘或近散热器的位置，以便及时散热。
同时要避免将高功率元件布局在板的中心位置，以避免阻碍其他元件的散热。
6.绝缘布局：对于高压元件，要与其他元件保持一定的距离，同时要保证良好的绝缘，以防止电流泄漏和感应。
7.信号和地线层分离：将信号层和地线层分离，以减少信号的串扰和电磁干扰。
同时要保持信号线和地线的连续性，以提高信号的稳定性。
8.元件方向：元件的布局要根据信号的传输方向进行优化，比如信号的输入端和输出端应该尽量靠近一起，以缩短信号的路径，减少信号的延迟。
9.过孔布局：过孔要合理布局，避免与其他线路、信号线等发生干扰。
过孔应该尽量集中在板的边缘或者空白区域，以减少对其他元件的干扰。
总的来说，PCB板元件布局需要考虑信号的通路、电源和地线的布局、元件之间的距离、散热和绝缘等因素。
通过合理的布局，可以提高电路的性能和稳定性，减少干扰和损耗，提高信号的传输质量。
元件布局
第 三 部 元件布局（在详细讲解元件布局关键的同时为您介绍PowerPCB的相应操作，及实现手段等）此篇将围绕设计操作规程中的元件布局的设计作业进行详细讨论。
我们将继续对上一篇已完成元件与Netlist调入的JOB进行实际布局操作。
从这个实例中学习元件布局中的关键，通过学习元件布局操作规程掌握元件布局的要领。
同时我们还为您详细演示了PowerPCB元件布局的相关操作，如布局过程中结合FIND命令等操作使元件布局更迅速、快捷。
观看这一部教程您可以学到下列主要内容：元件布局基本规则元件布局中的重要注意事项及详细操作规程与步骤——设计满足生产与电路板技术要求的合格产品的最重要的一步如何在布局设计阶段预防元件布局错误的各种检查方法使用CAD进行布局的方法与步骤布局图面送检资料与检查事项PowerPCB的相关设定与操作步骤等等目录第一章 对PowerPCB Report的各项检查结果进行确认第1节 确认示例JOB的各项检查结果具体对Unused、Netlist、Part Type的Report进行检查结合Compare Netlist、Padstacks Repart等保证设计JOB的Net与元件的正确性。
第2节PowerPCB的网表比较（Compare Netlist）功能介绍利用该功能检查设计JOB的完整性与正确性。
也可以用来将Netlist与客户提供的修改后的数据进行比较，从而保证设计不出偏差。
第3节PowerPCB中的工程变更ECO工具盒详细功能介绍当检查发现错误后，有时需要修改元件、从元件库中更改元件；有时是Netlist中发生错误，或者是设计过程中用户希望修改等，此时都需要使用ECO功能才能实现。
下述多媒体教程为您演示ECO的最常用功能。
多媒体演示教程[（2）] 主要内容：主要为您演示ECO的下列功能命令：Change Component 元件更改命令Rename Net 信号名更改命令Add/Delete Connection 在设计JOB中追加/删除信号命令SWAP PIN/GATE 交换管脚/门命令上述命令的详细操作方法演示第二章学习元件布局基本规则第1节学习布局规则一 操作规程目录元件布局的基本方法元件布局的22条重要注意事项进行布局确认的基本流程二 阅读电路图确定元件布局严格按照元件布局操作规程，结合客户的布局要求，确定布局的先后顺序及在PCB板上的区域等。
元件布局基本规则.
元件布局基本规则1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件。
3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路。
4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm。
5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm。
6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm。
7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔。
9. 其它元器件的布置所有IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向出现两个方向时，两个方向互相垂直。
10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)。
11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过。
12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致。
13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil3、正常过孔不低于30mil4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil1/4W电阻： 51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil无极电容： 51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。
CAD应用Protel中级考核题
CAD应用（Protel中级）考核题-11 考试须知：1、印制电路板设计软件可采用Protel99 SE + SP6或Altium各版本。
2、设计中生成的各项工作文件必须保存在Protel设计数据库文件中或相应文件夹中，并将最终文件提交至教师指定目录下。
3、操作中要注意随时保存文件，否则，因各意外而导致的数据破坏或文件丢失由考生本人负责。
4、本场考试时间：120分钟1建立设计数据文件，文件名为设计者姓名。
文件保存在指定目录下。
2新建电气图形符号库文件，文件名为1.lib。
2.1根据所给电原理图（图1）中的实样绘制或修改电气图形符号：2.2绘制集成电路PIC16C54的图形符号。
引脚长度为20，其它均和图1一致。
定义元件默认标号为IC？，描述为“集成电路”，PCB封装名为DIP18。
2.3修改DPY_7-SEG_DP使和图1中形状一致。
定义元件默认标号为DS？、PCB封装名为LDS。
3新建电路图文件，文件名为2.sch。
3.1设置图纸设置图纸方向为水平、边框颜色为6、图纸尺寸为A4、标题栏式样以及机构名为“考核单位名”、图纸号01、图纸数01、标题为“数字显示”、总图号11和版本号01等；3.2绘制电路图按所给电原理图（图1）绘制电路图，电气图形符号和布局应尽量接近原图。
图1 电原理图3.2.1加载电气图形符号库Miscellaneous Devices.lib和含有自制电气图形符号的元件库；3.2.2按图放置元件、导线和总线及网络标号；3.3定义元件属性按图和附表1指定元件的标号、部分、封装及参数或型号。
表1：元件清单标号参数封装C1 220uF/10V RB.2/.4C2 22uF/6.3V RB.1/.2C3 330P RAD0.1D1 1N4148 DIODE0.4D2 1N4148 DIODE0.4D3 1N4148 DIODE0.4D4 1N4148 DIODE0.4DS1 DPY_7-SEG_DP LDSDS2 DPY_7-SEG_DP LDSIC1 PIC16C54 DIP18J1 CON2 SIP2L1 10uH RAD0.2R1 150R AXIAL0.4R2 150R AXIAL0.4R3 10K AXIAL0.4R4 10K AXIAL0.4REG 78L05 TO-220S1 SW-PB DIP43.4生成辅助文件并保存3.4.1生成项目电气图形符号库；3.4.2生成此电路图的PCB网络表文件；3.4.3生成电路图元件清单。
元器件布局
一、元器件布局1.手工布局。
手工布局就是在PCB图中将元件的位置进行适当的调整，用鼠标把元件于东到定义的禁止布线层内部，移动元件、转动元件的方法和原理图里移动元件、旋转元件的方法一样。
2.自动布局。
载入网络表文件后，元件会堆积在规划好的电路板中间，用户可以先使用默认的布局参数进行一次自动布局的操作，使得元件可以分开放置，然后进行必要的预拉线调整，最后重新对布局参数设置，再进行一次自动布局。
关键元器件的布局关键元器件包括以下几类：（1）与机械尺寸紧密相关的元器件；（2）占位置的大元器件；（3）电路的核心元器件；（4）关键的接插件；（5）高频的时钟电路；（6）对电磁干扰敏感的电路等外部接插件、显示器件等安放位置应整齐，特别是板上各种接插件需从机箱后部直接伸出时，更应从三维角度考虑器件的安放位置。
对关键元件的布局可以分为以下三个步骤：（1）对所有元器件进行分类，找出电路板上的关键元器件；（2）放置关键元器件；（3）锁定关键元器件。
关于元器件的放置要求：对于单面板，器件一律放顶层；对于双面板或多层板，一般放顶层，只有在器件过密时才把一些高度有限并且发热量少的器件放在电路板的底层。
常用元器件放置的注意点：（1）电阻、二极管放置分为平放和竖放。
平放在电路元器件数量不多、电路板尺寸较大的情况下，一般平放。
对于1/4W以下的电阻平放时，两个焊盘间的距离一般取0.4英寸。
1/2W的电阻一般取0.5英寸。
（2）电位器安放时放置电路板边缘，方便旋转。
（3）IC座确认方向是否正确，并注意各个IC引脚是否正确。
一般情况下，为了防止方向装反，在同一块电路板上进行布局时，尽量将所有IC的U型放置在同一个方向。
散热方面的要求：板上有发热较多的器件时应考虑加散热器甚至风机，并与周围电解电容、晶振等怕热元器件隔开一定距离，竖放的板子应把发热元器件放置在板的最上面，双面放元器件时底层不得放发热元器件。
电磁干扰方面的要求：原则之一是各元器件之间的引线要尽量短，在布局上要把模拟信号、高速数字电路、噪声源（如继电器、大电流开关以及时钟电路等）这三部分合理分开等。
7AD器件的布局要求与技巧
7AD器件的布局要求与技巧
7.1布局的要求
1方便使用，比如接插件，测试点在板子边缘，插孔的朝外。
2 方便焊接调试，器件直接不能相互阻挡，导致无法焊接。
3 不相互影响，例如发热严重的器件不要跟对温度敏感的器件放在一起
4 便于走线，功能相同的放在同一个区域，可以通过调整器件的方位来尽可能使走线短，预拉线（白色飞线）减少交叉。
5 符合芯片要求，例如，芯片的去耦电容里芯片尽可能的近，回馈线要短等等。
6 有特殊要求的器件先布局，比如模具决定了某个按钮在哪。
7 引脚多的芯片放在中间位置，其它器件根据引脚的方位布局，
7.2 根据原理图布局的技巧
如果布局不合适，板子使用起来可能很不方便，布线难度很大。
布局时配合完成某一个功能的器件尽量挨得近一些，有操作技巧，接下来举例说明。
可以在原理图中先找到运放模块的器件，按住ctrl选中。
则PCB中，这些器件也已经被选中
然后观察原理图中的连接关系，比如C4接R3，R5，Q1。
在PCB 中找到这几个器件，放在一起。
观察预拉线的情况，已知每一个器件都有一个公共的网络叫做VB，可以按住ctrl选中网络属性为VB的一个焊盘，则VB高亮，例如
调整后编程如下布局
观察原理图中，Q1接R6，然后把R6也拖拽过来
其它器件以此类推
然后布线就可以比较顺利
7.3 对齐技巧
灵活使用对齐的操作可以使板子布局美观
例如，6个测试点，布局比较乱
可以选中它们，右键对齐
如果需要水平分布，可以使用顶/底对齐，可使器件在同一个水平线上。
再按下水平分布，可以使器件的间隔一样。
Altium Designer 18 课件第7章
画出矩形。 此时元件自动布局，如图7-18所示。 调节Room区域，使所有元件都在Room区域内，完成矩形区域内布局。
7.1自动布局
7.1.2 元器件自动布局 按照Room区域也可实现元件的自动布局，首先调节Room区域，然后
该规则的【约束】区域内，提供了两个工作层选项允许放置元器件 封装，即【顶层】和【底层】。一般过孔式元器件封装都放置在PCB的顶 层，而贴片式元器件封装即可以放置在顶层也可以放置在底层。若要求 某一面不能放置元器件封装，则可以通过该设置实现这一要求。
7.1自动布局
7.1.1 布局规则设置
图7-5 【Permitted Layers】子规则设置窗
7.1.1 布局规则设置 在窗口的左列表框中，列出了系统所提供的10类设计规则，分别是
【Electrical】（电气规则）、【Routing】（布线规则）、【SMT】（贴片 式元器件规则）、【Mask】（屏蔽层规则）、【Plane】（内层规则）、 【Testpoint】（测试点规则）、【Manufacturing】（制板规则）、【High Speed】（高频电路规则）、【Placement】（布局规则）、【Signal Integrity】（信号分析规则）
7.2手动布局
7.2.1 元器件的排列 执行【编辑】→【对齐】命令，系
统会弹出【对齐】命令菜单，如图7-9 所示。系统还提供了排列工具栏，在应 用工具栏的第二个图标。
图7-9 【对齐】命令菜单
7.2手动布局
7.2.1 元器件的排列 执行【编辑】→【对齐】→【定位
器件文本】，系统则打开如图7-10所示 的【器件文本位置】对话框。
元器件的装配方式与布局
元器件的装配方式与布局元器件的装配方式与布局是指将不同类型的元器件按照特定的方式进行组合、安装和布置，以满足电路设计的需求。
合理的装配方式与布局不仅可以提高电路的性能，还可以使电路具有较好的可靠性和维修性。
下面是几种常见的元器件装配方式与布局：1. 点对点布局：点对点布局是最简单的装配方式，适用于简单的电路。
它的原理是将元器件的引脚直接相连，剩余的引脚通过焊接或插座连接到电路板上。
这种方式虽然简单，但容易产生杂散电容和电感，影响电路性能。
因此，点对点布局一般用于低频、小信号的电路。
2. 矩阵布局：矩阵布局是将元器件按照规律的矩阵排列，使得电路板的布局整齐美观。
这种方式适用于大规模集成电路和模块化设计的电路。
矩阵布局具有布线简单、稳定性好的优点，但对于高频和高速电路，由于元器件之间的互相干扰较大，容易产生串扰和时钟偏移，因此需要进行严格的信号完整性设计。
3. 裸露芯片布局：裸露芯片布局是指将芯片裸露地直接焊接在电路板上，用导线进行连接。
这种布局方式主要用于高频、高速、大功率的电路。
裸露芯片布局可以减少元器件之间的引脚长度，降低传输延迟和串扰效应，提高电路的性能。
4. 双面布局：双面布局是指在电路板的两面布置元器件，通过通过焊接或插座连接。
这种布局方式适用于复杂的电路，可以有效地减少电路板的面积，提高元器件的集成度。
双面布局要注意元器件之间的电磁兼容性，避免互相干扰。
5. 多层板布局：多层板布局是指在多个电路板之间进行连接，形成一个多层结构。
这种布局方式适用于复杂的高速、高频电路，可以有效地减少电路板的尺寸和引脚长度，提高信号完整性和抗干扰能力。
多层板布局要注意信号的分层和电源地的布局，以减少信号传输的干扰。
总之，合理的元器件装配方式与布局可以使电路具有较好的性能和稳定性，并提高电路的可靠性和维修性。
在进行装配和布局时，需要根据电路的类型、频率、功率等特性进行选择，并遵循良好的设计规范和经验。
元器件的装配方式与布局在电路设计中起着至关重要的作用。
元器件布局
7.6.4元器件布局的自动调整
• 对元器件布局进行调整，可以利用Protel 99SE提供的元器件自动排列功能进行调整。 在很多情况下，利用元器件的自动排列功 能，可以得到令人满意的结果，尤其是在 元器件排列整齐方面，是十分快捷有效的。
7.6.5手工调整元器件布局 • 元器件的自动布局并不能完全符合设计需要，自 动布局结束后往往还要对元器件布局进行手工调 整。手工调整元器件布局的操作主要包括对元器 件进行移动、旋转等。对元器件进行移动和旋转 的操作在第6章中已经作了详细地介绍，这里就不 6 再介绍了。只是在电路板上手工调整元器件布局 时，移动和旋转元器件是要遵循一定的电气原则 和考虑电路板整体设计的美观。比如，调整元器 件序号的标准是排列尽量整齐美观，易于查找， 大小适中，以能清晰查看为准。这部分内容将在 最后一章的典型综合实例中进行详细地介绍。
7.5.1载入元器件封装库
• 在Protel 99SE中，常用的元器件封装库主 要包括“Advpcb.ddb”、“General IC.ddb” 和“Miscellaneous.ddb”等几个元器件封装 库。在这些常用的元器件封装库中，一般 的元器件封装都能找到。这些元器件封装 库位于系统安装目录下“…\Design Explorer 99 SE\Library\Pcb\Generic Footprints\...”
7.2.1图层堆栈管理器
• 在PCB编辑器中，执行菜单命令【Design】 /【Layer Stack Manager…】，打开 【Layer Stack Manager】（图层堆栈管理 器）对话框
图7-2 图层堆栈管理器对话框
• 单击 按钮，可以打开如图所示的菜单 命令列表。
图7-3 【Menu】菜单命令列表
《元器件布局》课件
某通信设备中的高速ADC模块，采用混合信号仿真和布局优化算法，实现了高速信号的低延迟和低功耗。
实例一
某无人机控制系统中的微控制器模块，通过改进布局和布线设计，提高了系统的可靠性和稳定性。
实例二
某医疗设备中的电源管理模块，采用电磁兼容性分析和布局优化策略，降低了电磁干扰的影响。
实例三
某汽车电子控制系统中的传感器模块，通过合理的布局和散热设计，提高了系统的可靠性和稳定性。
元器件布局
目录
元器件布局简介元器件布局方法元器件布局工具元器件布局优化元器件布局实例分析元器件布局未来发展
01
CHAPTER
元器件布局简介
03
不合理的元器件布局可能导致电路板性能不稳定、可靠性差、生产成本增加等问题。
01
元器件布局是电路板设计的关键环节之一，它决定了电路板的性能和可靠性。
02
高密度、高效率
在高密度电路板中，元器件布局应追求高密度和高效率。由于空间有限，元器件应紧密排列，同时考虑到散热和信号干扰问题。采用自动布局工具进行优化布局，以减少布线长度和交叉点，提高电路板的集成度和可靠性。此外，为确保信号质量，应特别关注高速信号线的走向和隔离措施。
06
CHAPTER
元器件布局未来发展
随着集成电路技术的发展，元器件尺寸不断缩小，布局难度逐渐增大，需要考虑更多的物理效应和限制条件。
挑战
微纳元器件布局技术的发展为集成电路性能提升和集成度提高提供了可能，同时也为新一代电子设备的发展提供了基础。
机遇
实现元器件布局与其他EDA工具之间的数据交互和共享，提高设计效率。
数据交互
通过集成不同EDA工具，实现元器件布局与电路仿真、布线、可靠性分析等环节的协同设计。
第7章 元器件布局
锁定 元器 件
图7-29
元器件属性对话框
图7-30
确认移动元器件
7.6.3
元器件的自动布局
Protel 99SE提供了强大的元器件自动 布局功能，对元器件进行自动布局可以更 加快速、便捷地完成元器件的布局工作。 元器件的自动布局主要分为两个步骤： （1）设置元器件布局有关的设计规则； （2）选择自动布局的方式，并进行自动 布局的操作。
图7-15 准备好的原理图文件
图7-16
生成的网络表文件
7.5 载入网络表文件和元器件封装
在原理图和电路板规划工作完成后，就 需要将原理图的设计信息传递到PCB编辑器 中进行电路板的设计。 从原理图向PCB编辑器传递的设计信息 主要包括网络表文件、元器件的封装和一 些设计规则信息。
Protel 99SE实现了真正的双向同步设 计，网络表与元器件封装的载入既可以通 过在原理图编辑器内通过执行菜单命令 【Design】/【Update PCB„】来更新PCB 文件来实现，也可以在PCB编辑器内通过执 行菜单命令【Design】/【Load Nets„】 来导入网络表文件来实现。
3．元器件布局的基本原则
在长期的设计实践中，人们已经总结 出了不少元器件布局的基本原则。 如果在电路设计的时候，能够遵循这 些原则，那么将有利于电路板控制软件的 准确调试和硬件电路的正常工作。 总的来说，元器件布局需要遵循的基 本原则如下。
（1）在元器件的布局方面，应该把相 互有关的元件尽量放得靠近一些，例如， 时钟发生器、晶振、CPU的时钟输入端等都 易产生噪声，在放置的时候应把它们靠近 些。 （2）尽量在关键元器件，如ROM、RAM 等芯片旁边安装去耦电容。 （3）接插件一般放置在电路板的边缘， 以方便安装和后面的布线工作，如果实在 没有办法，也可以将其放置在电路板中间， 但应尽量避免这样放置。
元器件的装配方式与布局
元器件的装配方式与布局在设计装配方式之前，要求将整机的电路基本定型，同时还要根据整机的体积以及机壳的尺寸来安排元器件在印刷电路板上的装配方式。
具体做这一步工作时，可以先确定好印刷电路板的尺寸，然后将元器件配齐，根据元器件种类和体积以及技术要求将其布局在印刷电路板上的适当位置。
可以先从体积较大的器件开始，如电源变压器、磁棒、全桥、集成电路、三极管、二极管、电容器、电阻器、各种开关、接插件、电感线圈等。
待体积较大的元器件布局好之后，小型及微型的电子元器件就可以根据间隙面积灵活布配。
二极管、电感器、阻容元件的装配方式一般有直立式、俯卧式和混合式三种。
①直立式。
这种安装方式见图1。
电阻、电容、二极管等都是竖直安装在印刷电路板上的。
这种方式的特点是：在一定的单位面积内可以容纳较多的电子元件，同时元件的排列也比较紧凑。
缺点是：元件的引线过长，所占高度大，且由于元件的体积尺寸不一致，其高度不在一个平面上，欠美观，元器件引脚弯曲，且密度较大，元器件之间容易引脚碰触，可靠性欠佳，且不太适合频率较高的电路采用。
②俯卧式。
这种安装方式见图2。
二极管、电容、电阻等元件均是俯卧式安装在印刷电路板上的。
这样可以明显地降低元件的排列高度，可实现薄形化，同时元器件的引线也最短，适合于较高工作频率的电路采用，也是目前采用得最广泛的一种安装方式。
③混合式。
为了适应各种不同条件的要求或某些位置受面积所限，在一块印刷电路板上，有的元器件采用直立式安装，也有的元器件则采用俯卧式安装。
这受到电路结构各式以及机壳内空间尺寸的制约，同时也与所用元器件本身的尺寸和结构形式有关，可以灵活处理。
见图3。
元器件配置布局应考虑的因素：对于印刷电路板的布局排列并没有统一固定的模式，每个设计者都可以根据具体情况和习惯方法进行工作，但是一些基本原则是应遵循的。
①印刷电路板最经济的形状是矩形或正方形。
一般应避免设计成异形，以尽可能地降低成本。
②如果印刷电路板是矩形，元件排列的长度方向一般应与印刷电路板的长边平行，这样不但可以提高元件的装配密度，而且可使装配好的印刷电路板更美观。
元器件布局
一、元器件布局基本规则1.根据结构图设置板框尺寸，按结构要素布置安装孔、接插件等需要等位的器件，并设置其不可移动的属性。
2.设置板子的禁止区域，包括布局布线的禁止区。
定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件。
3.按电路模块进行布局。
实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开。
优先模拟电路的近配置。
4.卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，如果进行波峰焊过孔与元件壳体很可能短路。
5.位于电路板边缘的零件，小的贴装类元器件离电路板边缘一般不小于2mm。
电路板的最佳形状为矩形。
长宽比为3：2或4：3。
电路板面板尺寸大于200mm ×150mm时，应考虑电路板所受的机械强度。
6.贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm7.金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其他元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，期间距应大于2mm 。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其他方孔外侧距板边的尺寸大于3mm 。
8.发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布。
9.电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其他焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔。
10.其他元器件的布置：所有IC元件单边对齐，有极性元件极性表示明确，同一印制板上极性标示方向尽量保持一致，并且极性方向不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直。
11.电源的输入端接10～100uF的电解电容，如果可以，用100uF以上的电解电容抗干扰效果更好。
电解电容要与高热元件保持适当的距离。
12.每个集成电路有一个去耦电容。
元件布局基本规则
元件布局基本规则元件布局是指在设计一个界面时，如何将各种元件（控件、图标、文本等）有机地排列和组合在一起，使得界面整体具有良好的视觉效果、结构清晰、易于使用和易于理解。
元件布局的目的是使得用户能够快速的找到所需要的信息，并且能够按照自己的需要进行操作。
在进行元件布局时，有一些基本的规则可以遵循，以保证布局的效果，提高用户的使用体验。
下面是一些常见的元件布局规则：1.对齐方式：元件的对齐方式可以分为水平对齐和垂直对齐。
水平对齐是指在水平方向上对元件进行排列，可以采用左对齐、居中对齐和右对齐等方式。
垂直对齐是指在垂直方向上对元件进行排列，可以采用上对齐、居中对齐和下对齐等方式。
对齐方式的选择要根据元件的具体情况和排列的需要进行灵活调整，以保证整体的协调和美观。
2.空白间隔：良好的元件布局应该合理利用空白间隔，使得元件之间形成适当的距离。
空白间隔可以增加元件之间的可读性和可操作性，同时也能够提高界面的整体美感。
在设置空白间隔时，需要考虑元件之间的相关性和功能关系，避免过大或过小的空白间隔，从而影响用户的使用体验。
3.分组和分割线：在界面中，可以根据元件的功能和属性进行分组，使得相关的元件能够在一起，形成一个整体。
分组可以采用不同的背景颜色、边框线、图标等方式进行视觉上的区分，从而帮助用户快速地识别和操作相关的元件。
同时，使用分割线也是一种常见的分隔元件的方式，可以将界面的内容分隔开来，使得整体更加清晰。
4.多列布局和网格布局：多列布局是指将元件按照列的方式进行排列，适用于界面元件较多的情况。
可以根据元件的大小和重要性，采用不同的列数进行布局。
网格布局是指将元件按照网格的方式进行排列，可以使得界面整体结构更加清晰和有序。
多列布局和网格布局可以相互结合使用，以适应不同界面的需求。
5.流式布局和自适应布局：流式布局是指元件根据可用空间的大小自动进行调整和排列，可以保证界面在不同显示设备和窗口大小下的兼容性和适应性。
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元件布局
可调元件的布局。对于电位器、可变电容器、可调电感线 圈或微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求，若是 机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应； 若是机内调节，则应放置在印制电路板容易调节的地方。 尽量使连线的距离最短、交叉最少。
元件布局
● 元元件，拖拽到需要放
元件布局
防止电磁干扰。对辐射电磁场较强的元件，以及对电磁感
应较灵敏的元件，应加大它们相互之间的距离或加以屏蔽，元
件放置的方向应与相邻的印制导线交叉。尽量避免高低电压器 件相互混杂、强弱信号的器件交错在一起。对于会产生磁场的 元件，如变压器、扬声器、电感等，布局时应注意减少磁力线 对印制导线的切割，相邻元件磁场方向应相互垂直，减少彼此 之间的耦合。对干扰源进行屏蔽，屏蔽罩应有良好的接地。在 高频工作的电路，要考虑元件之间的分布参数的影响。
量美观，易于查找，大小适中。对元件标注的调整操作主要有
移动、旋转和编辑，方法与元件操作方法类似。
《EDA技术》
元件布局
元件布局
● 元件布局的原则
元件布局是PCB设计项目中最重要的工作。布局是否合理会
影响到PCB的安装、电磁干扰、系统稳定性以及PCB板的布通率
等。元件布局顺序：先布置与机械尺寸有关的器件并锁定这些
器件，然后是大的、核心的元件，最后是外围的小元件。
元件布局
安装位置。插头、插座、显示器等接插件位置要符合设计
元件布局
散热要求。发热元件的放置位置要合理，散热要通畅，一 般放置在边角、机箱内通风位置。发热元件一般都要用散热片， 所以要考虑流出合适的安装空间。电解电容、锗管、晶振等热 敏元件要与发热元件保持一定的距离。一些功耗大的集成块、 大或中功率管、电阻等元件，要布置在容易散热的地方，并与 其它元件隔开一定距离。 双面放置元件时，底层一般不放置发 热元件。
置的地方。在移动的过程中，也就是在元件悬浮的状态下，按
空格键每次能使元件逆时针旋转90度。尽量不要按X键或Y键翻
转元件，因为在电路板中翻转元件具有特别的意义，这样有可 能改变元件的封装。
元件布局
元件的排列与对齐。选中
需要排列的元件，之后执行命
令编辑→排列，可以选择元件
的排列与对齐方式。
元件布局
调整元件的编号、注释的方向及位置。元件的标注排列尽
要求。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，位置平衡，疏密有致，一般情况下不允许元 件重叠；元件排列要紧凑，电路的输入端放在电路板左侧，输 出端放在电路板右侧。某元器件或导线之间可能存在较高的电 位差，应加大它们的距离，以免因放电、击穿而引起意外短路。 带高电压的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。位于 板边缘的元件，离板边缘至少有2个板厚的距离。