元器件大佬進(jìn)階之路：元器件存在哪些布線規(guī)則?

電子元器件本身常由若干零件構(gòu)成，可以在同類產(chǎn)品中通用。可以說，電子元器件的發(fā)展史其實(shí)就是一部濃縮的電子發(fā)展史。為增進(jìn)大家對元器件的認(rèn)識，本文將對電子元器件的布線規(guī)則予以介紹。如果你對元器件具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。

1)走線的方向控制規(guī)則：

即相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)。避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向，以減少不必要的層間竄擾;當(dāng)由于板結(jié)構(gòu)限制(如某些背板)難以避免出現(xiàn)該情況，特別是信號速率較高時，應(yīng)考慮用地平面隔離各布線層，用地信號線隔離各信號線。

2)走線的開環(huán)檢查規(guī)則：

一般不允許出現(xiàn)一端浮空的布線(Dangling Line)， 主要是為了避免產(chǎn)生"天線效應(yīng)"，減少不必要的干擾輻射和接受，否則可能帶來不可預(yù)知的結(jié)果。

3)阻抗匹配檢查規(guī)則：

同一網(wǎng)絡(luò)的布線寬度應(yīng)保持一致，線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻，當(dāng)傳輸?shù)乃俣容^高時會產(chǎn)生反射，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免這種情況。

在某些條件下，如接插件引出線，BGA封裝的引出線類似的結(jié)構(gòu)時，可能無法避免線寬的變化，應(yīng)該盡量減少中間不一致部分的有效長度。

4)走線長度控制規(guī)則：

即短線規(guī)則，在設(shè)計(jì)時應(yīng)該盡量讓布線長度盡量短，以減少由于走線過長帶來的干擾問題，特別是一些重要信號線，如時鐘線，務(wù)必將其振蕩器放在離器件很近的地方。

對驅(qū)動多個器件的情況，應(yīng)根據(jù)具體情況決定采用何種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

5)倒角規(guī)則：

PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角， 產(chǎn)生不必要的輻射，同時工藝性能也不好。

6)器件去耦規(guī)則：

在印制版上增加必要的去耦電容，濾除電源上的干擾信號，使電源信號穩(wěn)定。

在多層板中，對去耦電容的位置一般要求不太高，但對雙層板，去藕電容的布局及電源的布線方式將直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有時甚至關(guān)系到設(shè)計(jì)的成敗。

在雙層板設(shè)計(jì)中，一般應(yīng)該使電流先經(jīng)過濾波電容濾波再供器件使用。

在高速電路設(shè)計(jì)中，能否正確地使用去耦電容，關(guān)系到整個板的穩(wěn)定性。

7)器件布局分區(qū)/分層規(guī)則：

主要是為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾，同時盡量縮短高頻部分的布線長度。

對混合電路，也有將模擬與數(shù)字電路分別布置在印制板的兩面，分別使用不同的層布線，中間用地層隔離的方式。

8)地線回路規(guī)則：

環(huán)路最小規(guī)則，即信號線與其回路構(gòu)成的環(huán)面積要盡可能小，環(huán)面積越小，對外的輻射越少，接收外界的干擾也越小。

9)電源與地線層的完整性規(guī)則：

對于導(dǎo)通孔密集的區(qū)域，要注意避免孔在電源和地層的挖空區(qū)域相互連接，形成對平面層的分割，從而破壞平面層的完整性，并進(jìn)而導(dǎo)致信號線在地層的回路面積增大。

10)3W規(guī)則：

為了減少線間串?dāng)_，應(yīng)保證線間距足夠大，當(dāng)線中心間距不少于3倍線寬時，則可保持70%的電場不互相干擾，稱為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電場不互相干擾，可使用10W的間距。

11)屏蔽保護(hù)

對應(yīng)地線回路規(guī)則，實(shí)際上也是為了盡量減小信號的回路面積，多見于一些比較重要的信號，如時鐘信號，同步信號。

對一些特別重要，頻率特別高的信號，應(yīng)該考慮采用銅軸電纜屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即將所布的線上下左右用地線隔離，而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實(shí)際地平面有效結(jié)合。

12)走線終結(jié)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則：

在高速數(shù)字電路中， 當(dāng)PCB布線的延遲時間大于信號上升時間(或下降時間) 的1/4時，該布線即可以看成傳輸線，為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線的阻抗正確匹配，可以采用多種形式的匹配方法，所選擇的匹配方法與網(wǎng)絡(luò)的連接方式和布線的拓樸結(jié)構(gòu)有關(guān)。

對于點(diǎn)對點(diǎn)(一個輸出對應(yīng)一個輸入) 連接， 可以選擇始端串聯(lián)匹配或終端并聯(lián)匹配。前者結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但延遲較大。后者匹配效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

對于點(diǎn)對多點(diǎn)(一個輸出對應(yīng)多個輸出) 連接， 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)為菊花鏈時，應(yīng)選擇終端并聯(lián)匹配。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)為星型結(jié)構(gòu)時，可以參考點(diǎn)對點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

星形和菊花鏈為兩種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 其他結(jié)構(gòu)可看成基本結(jié)構(gòu)的變形， 可采取一些靈活措施進(jìn)行匹配。

在實(shí)際操作中要兼顧成本、 功耗和性能等因素， 一般不追求完全匹配，只要將失配引起的反射等干擾限制在可接受的范圍即可。

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