PCB学习：布局原则
2019-08-01 本文已影响0人
虞锦雯
一、布局原则
- 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。
- 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。布局应尽量满足以下要求：
- 总的连线尽可能短，关键信号线最短；
- 去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短 ；
- 减少信号跑的冤枉路，防止在路上出意外。
- 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，弄得太挤局面往往会变得很尴尬。
- 相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局；按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局。
- 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验。 （如需要人工确认器件极性，可能要生产成本会上升）
- 发热元件要一般应均匀分布，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。除了温度传感器，三极管也属于对热敏感的器件。
- 高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开；模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间隔要充分。元件布局时，应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起，以便于将来的电源分隔。
二、特殊元器件布局
特殊元器件的位置在布局时一般要遵守以下原则：
- DC/DC 变换器、开关元件和整流器应尽可能靠近变压器放置，整流二极管尽可能靠近调压元件和滤波电容器。以减小其线路长度。
- 电磁干扰（EMI）滤波器要尽可能靠近 EMI 源。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。
- 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元器件的布局应考虑整块扳子的结构要求，一些经常用到的开关，在结构允许的情况下，应放置到手容易接触到的地方。元器件的布局到均衡，疏密有度。
- 发热元件应该布置在 PCB 的边缘，以利散热。如果 PCB 为垂直安装，发热元件应 该布置在 PCB 的上方。热敏元件应远离发热元件。
- 在电源布局时，尽量让器件布局方便电源线布线走向。布局时需要考虑减小输入电源回路的面积。满足流通的情况下，避免输入电源线满板跑，回路圈起来的面积过大。电源线与地线的位置良好配合，可降低电磁干扰的影响。如果电源线和地线配合不当，会出现很多环路，并可能产生噪声。
- 高、低频电路由于频率不同，其干扰以及抑制干扰的方法也不相同。所以在元件布局时，应将数字电路、模拟电路以及电源电路按模块分开布局。将高频电路与低频电路有效隔离，或者分成小的子电路模块板，之间用接插件连接。
- 此外，布局中还应特别注意强、弱信号的器件分布及信号传输方向路径等问题。 为将干扰减轻到最小程度，模拟电路部分和数字电路部分分隔开之后，保持高、中、低速逻辑电路在 PCB 上也要用不同区域，PCB 板按频率和电流开关特性分区。 噪声元件与非噪声元件要距离远一些。热敏元件与发热元件距离远一些。低电平信号通道远离高电平信号通道和无滤波的电源线。将低电平的模拟电路和数字电路分开，避免模拟电路、数字电路和电源公共回线产生公共阻抗耦合。
